滇池湖滨带典型挺水植物氮磷重吸收特征及其适应策略
陈欣蕊, 宋维峰, 王燚, 王浩, 孙诗瑶, 王彩江, 蔡世鹏, 任红, 何玉陶, 潘珉, 曹光秀, 严毅, 谢志勇, 王行
植物生态学报
2026, 50 ( 4):
971-986.
DOI: 10.17521/cjpe.2025.0042
叶片养分重吸收是植物适应养分限制或极端环境的重要机制。然而, 湿地挺水植物在适应特定环境下的养分重吸收特征及其生态策略尚不明确。该研究以滇池湖滨带12种典型挺水植物为研究对象, 分别于成熟期和衰老期采集了471个株丛的成熟和衰老叶片, 并集中调查了70个样方中的植物地上生物量。在测定叶片氮(N)、磷(P)含量的基础上, 研究不同挺水植物叶片养分重吸收效率和化学计量比的变化特征及内在规律。结果表明: (1)所有植物对N、P的重吸收效率差异显著, 其中, 菰(Zizania latifolia)和黄菖蒲(Iris pseudacorus)对N、P的重吸收效率最高(66.17%和56.22%), 而香蒲(Typha orientalis)和风车草(Cyperus involucratus)的最低(46.13%和42.78%)。(2)典型挺水植物叶片N:P平均值为11.42 (<14), 重吸收效率比(NRE:PRE)平均值为1.25 (显著大于1), 表明滇池湖滨带挺水植物整体上受N限制。在该条件下, 挺水植物的N重吸收效率(56.43%)高于P重吸收效率(49.62%), 进一步体现植物在N限制背景下优先吸收限制性更强的N。(3)相对于其他植物, 花叶芦竹(Arundo donax var. versicolor)表现出最强的N、P积累能力(399.67和49.32 g·m-2)和移除潜力(61.19和8.63 g·m-2)。另外, 植物的地上生物量和N、P含量以及养分重吸收程度共同决定了收割管理策略, 从而影响其对N、P的去除效果。(4)在典型挺水植物的养分重吸收过程中, 同时存在养分浓度控制、养分限制控制和化学计量控制3种策略, 其中化学计量控制占主导地位。研究结果揭示了滇池湖滨带典型挺水植物在养分重吸收、养分积累和生物量移除方面的特征以及相应的生态策略, 为基于养分阻断技术的湖滨带挺水植物收割管理提供重要参考。
植物 Plant species | 科名 Family | 株高 Plant height (cm) | 基径 Basal diameter (mm) | 地上生物量 Aboveground biomass (g∙m-2) | | 香蒲 Typha orientalis | 香蒲科 Typhaceae | 254.62-375.21 | 25.68-61.92 | 2 828.30-9 980.83 | | 菰 Zizania latifolia | 禾本科 Gramineae | 155.57-262.02 | 3.97-20.73 | 1 663.23-2 818.16 | | 芦苇 Phragmites australis | 禾本科 Gramineae | 134.16-399.54 | 6.13-13.87 | 2 232.89-3 783.13 | | 水葱 Schoenoplectus tabernaemontani | 莎草科 Cyperaceae | 95.96-186.03 | 4.42-11.63 | 1 099.35-2 679.47 | | 黄菖蒲 Iris pseudacorus | 鸢尾科 Iridaceae | 55.03-197.62 | 15.58-41.49 | 934.42-1 811.25 | | 芒 Miscanthus sinensis | 禾本科 Gramineae | 137.41-338.04 | 5.63-18.26 | 1 507.20-4 716.29 | | 梭鱼草 Pontederia cordata | 雨久花科 Pontederiaceae | 106.01-154.50 | 20.41-69.34 | 2 211.82-5 946.43 | | 美人蕉 Canna indica | 美人蕉科 Cannaceae | 173.83-221.48 | 21.05-35.09 | 1 804.08-4 335.44 | | 再力花 Thalia dealbata | 竹芋科 Marantaceae | 219.02-321.50 | 26.38-51.86 | 2 441.09-5 973.84 | | 花叶芦竹 Arundo donax var. versicolor | 禾本科 Gramineae | 155.24-524.43 | 11.18-30.29 | 8 585.94-28 480.73 | | 风车草 Cyperus involucratus | 莎草科 Cyperaceae | 91.02-209.04 | 4.92-11.28 | 2 853.63-5 641.96 | | 蒲苇 Cortaderia selloana | 禾本科 Gramineae | 112.03-194.52 | 10.77-17.73 | 4 340.37-11 965.44 |
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表1
滇池湖滨带12种挺水植物的基本信息
本文的其它图/表
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图1
滇池湖滨带研究区地理位置及典型挺水植物单优群落。A, 滇池湖滨带采样点分布图。B, 香蒲群落。C, 菰群落。D, 芦苇群落。E, 水葱群落。F, 黄菖蒲群落。G, 芒群落。H, 梭鱼草群落。I, 美人蕉群落。J, 再力花群落。K, 花叶芦竹群落。L, 风车草群落。M, 蒲苇群落。
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图2
成熟叶片与衰老叶片氮、磷含量。Ng, 成熟叶片氮含量; Ns, 衰老叶片氮含量; Pg, 成熟叶片磷含量; Ps衰老叶片磷含量。AD, 花叶芦竹; CA, 美人蕉; CS, 蒲苇; CY, 风车草; IP, 黄菖蒲; MS, 芒; PA, 芦苇; PC, 梭鱼草; ST, 水葱; TD, 再力花; TO, 香蒲; ZL, 菰。不同小写字母表示差异显著(p < 0.05)。
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图3
叶片氮、磷含量之间的关系。Ng, 成熟叶片氮含量; Ns, 衰老叶片氮含量; Pg, 成熟叶片磷含量; Ps, 衰老叶片磷含量。r, 相关系数; Slope, 回归斜率。
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表2
挺水植物氮(N)、磷(P)重吸收效率(平均值±标准误)
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图4
叶片氮重吸收效率与磷重吸收效率、氮磷重吸收效率与成熟叶片氮磷含量的关系。Ng, 成熟叶片氮含量; NRE, 氮重吸收效率; Pg, 成熟叶片磷含量; PRE, 磷重吸收效率。r, 相关系数; Slope, 回归斜率。
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表3
挺水植物叶片氮、磷化学计量特征(平均值±标准误)
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图5
叶片氮磷重吸收效率与叶片氮磷比、氮磷重吸收效率比与叶片氮磷比、叶片重吸收氮磷比与叶片氮磷比的关系。Ng:Pg, 成熟叶片氮磷比; NRE, 氮重吸收效率; NRE:PRE, 氮磷重吸收效率比; PRE, 磷重吸收效率; Resorbed N:P, 叶片重吸收氮磷比。r, 相关系数; Slope, 回归斜率。
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图6
植物地上生物量与氮磷积累量及潜在移除量(平均值±标准误)。AD, 花叶芦竹; CA, 美人蕉; CS, 蒲苇; CY, 风车草; IP, 黄菖蒲; MS, 芒; PA, 芦苇; PC, 梭鱼草; ST, 水葱; TD, 再力花; TO, 香蒲; ZL, 菰。不同小写字母表示差异显著(p < 0.05)。
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