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海南东寨港红树林植物细根功能性状对不同潮位沉积物养分变化的响应
李梦琦, 苗灵凤, 李大东, 龙奕帆, 叶冰冰, 杨帆
植物生态学报    2025, 49 (4): 552-561.   DOI: 10.17521/cjpe.2024.0307
摘要   (141 HTML12 PDF(pc) (1549KB)(53)  

不同程度潮汐水淹会对红树林沉积物养分及其化学计量特征产生显著影响, 而植物细根功能性状则是应对养分变化的重要策略。然而, 人们对不同潮位下红树林沉积物养分变化与细根功能性状的相关研究缺乏深入认识, 且目前从细根功能性状尺度探究外来与本土红树植物的养分获取策略的研究相对较少。为进一步确定红树林植物细根功能性状对根际沉积物养分变化的响应, 探究其资源利用策略, 该研究以本土物种海莲(Bruguiera sexangula)和外来物种无瓣海桑(Sonneratia apetala)为对象, 基于不同潮位进行细根与根际沉积物取样, 分析不同潮位下两种红树植物细根功能性状与根际沉积物部分养分含量及酶活性的关系。结果表明: 1)外来物种无瓣海桑比本土物种海莲养分获取需求更高, 代谢能力更强, 且两树种均受到一定程度的氮(N)限制。2)在一定范围内, 沉积物N、磷(P)转化速率随着水淹程度升高而显著加快, 沉积物铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、有效磷(AP)含量随着水淹时间增加而增加。3)两物种细根的比根长与沉积物中NO3--N含量显著正相关, 说明沉积物养分有效性的增加对红树植物根系的伸长具有重要促进作用。


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图4 东寨港红树林生态系统不同潮位下2种红树植物细根碳(C)、氮(N)、磷(P)含量之间的关系。HL, 海莲; HS, 无瓣海桑。H, 高潮位; M, 中潮位; L, 低潮位。
正文中引用本图/表的段落
无瓣海桑根系的氮含量和碳含量随潮位变化呈显著正相关关系(图4A); 海莲和无瓣海桑根系的磷含量和碳、氮含量随潮位变化存在一定的趋势, 但相关性不显著(图4B、4C)。
C、N、P的比值是判断生态系统营养限制的重要依据(Koerselman et al., 1996), 陈蓉等(2023)对马尾松(Pinus massoniana)和杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林以及陈晓萍等(2018)对武夷山不同海拔黄山松(Pinus taiwanensis)的研究表明, 该判断依据同样适用于根系。本研究中各潮位下海莲和无瓣海桑根系的N:P均小于14 (表1), 因此说明在海南东寨港红树林自然保护区内, N是影响两物种生长的主要因子, 这与陈亮等(2019)对三亚铁炉港和周元慧等(2020)对广西北仑河口的研究结果相吻合。植物器官中N与P含量的正相关以及C含量与N、P含量的负相关关系是高等陆生植物C、N、P化学计量关系的普遍规律, 体现了植物在固C过程中的N、P利用策略。本研究中, 海莲和无瓣海桑根系C:P随潮位变化存在一定的趋势, 且符合上述规律, 而根系C:N、N:P随潮位变化也呈现出一定的趋势, 但与上述规律不符(图4)。这表明在不同淹水梯度下, 红树植物在固C过程中对养分利用效率的权衡策略不同。高潮位下, 两物种对养分的吸收与陆生植物相似, 对于淹水较多的低潮位而言, 两种红树植物则选择发展出不同的养分利用策略来适应环境。低潮位充足的水分有利于植物光合, 促使植物叶片分配更多的N促进根系生长(Song et al., 2016), 因此C:N的促进效应会随着土壤水分的增加而增加(图4)。同时沉积物含水量的增加对速效氮和速效磷溶解的促进作用, 会使长期遭受海水浸淹的低潮位根系养分浓度升高(表1) (Gargallo-Garriga et al., 2015)。
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