古尔班通古特沙漠5种植物凋落物分解特征
发布时间：2022-02-12 22:51
为明确养分受限环境中凋落物的分解特征及调控因素,以古尔班通古特沙漠5种不同生活型植物粗柄独尾草（Eremurus inderiensis）、尖喙牻牛儿苗（Erodium oxyrrhynchum）、芦苇（Phragmites communis）、花花柴（Karelinia caspia）和小果白刺（Nitraria sibirica）为对象,利用分解网袋法,研究了典型植物各器官（叶、茎、根）凋落物的分解过程。结果表明:（1）不同生活型植物各器官凋落物的质量损失过程可以用负指数衰减模型较好地拟合（R2>0.70）,经过629 d的分解,物种间及同一植物各器官间凋落物的分解速率存在显著差异,粗柄独尾草和尖喙牻牛儿苗的分解快于芦苇、花花柴和小果白刺,5种植物叶、根凋落物的分解快于茎,而叶和根分解的快慢具有明显的种间差异;（2）凋落物分解过程中N、P养分动态因物种、器官类型而异,5种植物茎凋落物呈现不同程度的养分固持,而粗柄独尾草和尖喙牻牛儿苗的叶、根表现为N、P养分的净释放;（3）初始化学组成对根、茎凋落物分解的影响比叶重要,其中,初始养分含量和难降解成分是限制根...
【文章来源】：中国沙漠. 2020,40(02)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
5种荒漠植物凋落物初始化学组成的主成分分析
随着分解的进行,不同生活型植物各器官(根、茎、叶)凋落物的质量残留率呈下降趋势,质量损失集中在分解的0～273 d,随后质量残留率曲线趋于平缓(图3)。至分解629 d时,粗柄独尾草和芦苇根的质量损失显著高于叶和茎,花花柴和小果白刺各器官凋落物的质量损失依次为叶>根>茎,而尖喙牻牛儿苗茎的质量损失最小,叶、根质量损失无显著性差异(P>0.05)。Olson负指数衰减模型能够很好地预测不同生活型植物各器官凋落物的质量损失,其R2值的范围为0.70～0.94(表2)。物种、器官及两者的互作效应显著影响了凋落物的分解速率(表3),经过629 d的分解,对于叶凋落物,芦苇分解最慢,小果白刺分解最快;在茎凋落物的分解中,芦苇和小果白刺的分解速率显著低于其他3物种,而在根系分解中,粗柄独尾草分解速率显著高于其他4种植物(图4)。
运用SPSS18.0及R软件对数据进行统计分析。采用单因素方差分析同一物种不同器官及同一器官不同物种之间初始化学组成、质量残留率、养分残留率之间的差异。采用双因素方差分析考察了物种、器官及其互作效应对分解速率的影响,并运用LSD法进行多重比较。运用指数回归计算各组分凋落物质量残留率与分解时间的回归方程。此外,因凋落物初始化学组成之间存在显著的相关关系(图1),为消除多重共线性对分析结果的影响,本文参考相关文献中的方法[26],首先,通过主成分分析对数据降维,选取了第一(PC1)和第二主成分(PC2)来分析其与分解速率之间的关系。PC1和PC2分别解释了方差总变异的52.7%和20.6%,共计解释了总变异的73.3%(图2)。其中,PC1中载荷值为正的主要因素为难降解的木质素、C含量与养分的比值(木质素/N、木质素/P及C/P),载荷值为负的主要因素为P和N,表明植物器官(如茎和根)木质素含量较高时,则N和P含量较低。同样,植物器官(如叶)N、P含量较高时,则木质素含量较低。因此,PC1反映了植物从叶到茎和根,N、P含量逐渐降低,但木质素含量则逐渐增加。PC2中最高的正载荷值为N/P,最大负载荷值为C/N,表明其反映了不同植物和器官间N与C和P比例的变化。如:植物器官中N/P较高时(如小果白刺和尖喙牻牛儿苗的叶和根)时,C/N则较低。反之,植物器官中C/N含量较高时(如芦苇的茎和根),则N/P较低(图2)。其后,分析了PC1和PC2与叶、茎、根凋落物分解速率的回归关系。图2 5种荒漠植物凋落物初始化学组成的主成分分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物土壤结皮对温带荒漠植物凋落物分解的影响[J]. 张瑞,周晓兵,张元明. 中国沙漠. 2019(06)
[2]极端干旱区花花柴（Karelinia caspia）、骆驼刺（Alhagi sparsifolia）和胡杨（Populus euphratica）叶片凋落物分解特征[J]. 李成道,李向义,Henry J Sun,李磊,林丽莎. 中国沙漠. 2019(02)
[3]科尔沁沙地优势植物叶凋落物分解及碳矿化——凋落物质量的影响[J]. 毕京东,李玉霖,宁志英,赵学勇. 中国沙漠. 2016(01)
[4]中亚热带木本植物各器官凋落物分解特性[J]. 刘文丹,陶建平,张腾达,钱凤,柴捷,刘宏伟. 生态学报. 2014(17)
[5]短命植物分布与沙垄表层土壤水分的关系——以古尔班通古特沙漠为例[J]. 王雪芹,蒋进,雷加强,赵从举. 应用生态学报. 2004(04)
[6]论古尔班通古特沙漠植物多样性的一般特点[J]. 张立运,陈昌笃. 生态学报. 2002(11)
[7]阜康绿洲土壤盐渍化与植物群落多样性的相关性分析[J]. 顾峰雪,张远东,潘晓玲,初雨,张林静. 资源科学. 2002(03)
本文编号：3622528
【文章来源】：中国沙漠. 2020,40(02)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
5种荒漠植物凋落物初始化学组成的主成分分析
随着分解的进行,不同生活型植物各器官(根、茎、叶)凋落物的质量残留率呈下降趋势,质量损失集中在分解的0～273 d,随后质量残留率曲线趋于平缓(图3)。至分解629 d时,粗柄独尾草和芦苇根的质量损失显著高于叶和茎,花花柴和小果白刺各器官凋落物的质量损失依次为叶>根>茎,而尖喙牻牛儿苗茎的质量损失最小,叶、根质量损失无显著性差异(P>0.05)。Olson负指数衰减模型能够很好地预测不同生活型植物各器官凋落物的质量损失,其R2值的范围为0.70～0.94(表2)。物种、器官及两者的互作效应显著影响了凋落物的分解速率(表3),经过629 d的分解,对于叶凋落物,芦苇分解最慢,小果白刺分解最快;在茎凋落物的分解中,芦苇和小果白刺的分解速率显著低于其他3物种,而在根系分解中,粗柄独尾草分解速率显著高于其他4种植物(图4)。
运用SPSS18.0及R软件对数据进行统计分析。采用单因素方差分析同一物种不同器官及同一器官不同物种之间初始化学组成、质量残留率、养分残留率之间的差异。采用双因素方差分析考察了物种、器官及其互作效应对分解速率的影响,并运用LSD法进行多重比较。运用指数回归计算各组分凋落物质量残留率与分解时间的回归方程。此外,因凋落物初始化学组成之间存在显著的相关关系(图1),为消除多重共线性对分析结果的影响,本文参考相关文献中的方法[26],首先,通过主成分分析对数据降维,选取了第一(PC1)和第二主成分(PC2)来分析其与分解速率之间的关系。PC1和PC2分别解释了方差总变异的52.7%和20.6%,共计解释了总变异的73.3%(图2)。其中,PC1中载荷值为正的主要因素为难降解的木质素、C含量与养分的比值(木质素/N、木质素/P及C/P),载荷值为负的主要因素为P和N,表明植物器官(如茎和根)木质素含量较高时,则N和P含量较低。同样,植物器官(如叶)N、P含量较高时,则木质素含量较低。因此,PC1反映了植物从叶到茎和根,N、P含量逐渐降低,但木质素含量则逐渐增加。PC2中最高的正载荷值为N/P,最大负载荷值为C/N,表明其反映了不同植物和器官间N与C和P比例的变化。如:植物器官中N/P较高时(如小果白刺和尖喙牻牛儿苗的叶和根)时,C/N则较低。反之,植物器官中C/N含量较高时(如芦苇的茎和根),则N/P较低(图2)。其后,分析了PC1和PC2与叶、茎、根凋落物分解速率的回归关系。图2 5种荒漠植物凋落物初始化学组成的主成分分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物土壤结皮对温带荒漠植物凋落物分解的影响[J]. 张瑞,周晓兵,张元明. 中国沙漠. 2019(06)
[2]极端干旱区花花柴（Karelinia caspia）、骆驼刺（Alhagi sparsifolia）和胡杨（Populus euphratica）叶片凋落物分解特征[J]. 李成道,李向义,Henry J Sun,李磊,林丽莎. 中国沙漠. 2019(02)
[3]科尔沁沙地优势植物叶凋落物分解及碳矿化——凋落物质量的影响[J]. 毕京东,李玉霖,宁志英,赵学勇. 中国沙漠. 2016(01)
[4]中亚热带木本植物各器官凋落物分解特性[J]. 刘文丹,陶建平,张腾达,钱凤,柴捷,刘宏伟. 生态学报. 2014(17)
[5]短命植物分布与沙垄表层土壤水分的关系——以古尔班通古特沙漠为例[J]. 王雪芹,蒋进,雷加强,赵从举. 应用生态学报. 2004(04)
[6]论古尔班通古特沙漠植物多样性的一般特点[J]. 张立运,陈昌笃. 生态学报. 2002(11)
[7]阜康绿洲土壤盐渍化与植物群落多样性的相关性分析[J]. 顾峰雪,张远东,潘晓玲,初雨,张林静. 资源科学. 2002(03)
本文编号：3622528
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