內(nèi)蒙古羊草草原植物營養(yǎng)元素的含量特征

母悅，耿元波*

1. 中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所，北京 100101；2. 中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049

內(nèi)蒙古羊草草原植物營養(yǎng)元素的含量特征

母悅1, 2，耿元波1*

1. 中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所，北京 100101；2. 中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049

摘要：植物對營養(yǎng)元素的吸收利用是生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的關(guān)鍵過程，同時也是退化草地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和重建的重要問題。為探討草原生態(tài)系統(tǒng)植物對元素的吸收利用規(guī)律，在內(nèi)蒙古錫林河流域的羊草草原選取羊草（Leymus chinensis、冰草（Agropyron cristatum）、大針茅（Stipa grandis）、西伯利亞羽茅（Achnatherum. sibirica）、芯芭（Cymbaria dahurica.）、洽草（Koeleria cristata）等11種主要植物為研究對象，分析比較了10種營養(yǎng)元素的含量特征。結(jié)果表明，（1）研究區(qū)主要植物各元素含量特征屬于w(K)>w(Ca)>w(Mg)型。元素的變異系數(shù)均小于1，元素種間差異不顯著。（2）相關(guān)性分析表明，C和Fe、C和Cu、N和K、N和Mg、P和K、P和Mg、Ca和Mg、Fe和Cu均為極顯著相關(guān)（P≤0.01），C和Fe、C和Cu是負(fù)相關(guān)，其它均為正相關(guān)；N和P、N和Ca、K和Mg顯著正相關(guān)（P≤0.05）。（3）禾本科植物具有低N-P-K-Ca特征，F(xiàn)e、Cu元素含量較高，非禾本科物種Mn、Zn、P、Mg、Ca、K、N、C元素含量較高，其中Ca、K、Mg元素達(dá)到極顯著差異（P≤0.01），N達(dá)到顯著差異（P≤0.05）。（4）利用主成分分析法對植物營養(yǎng)元素水平進(jìn)行綜合評價，表明芯芭、洽草、菊葉委陵菜的營養(yǎng)元素含量水平較高，吸收營養(yǎng)元素的能力較強。

關(guān)鍵詞：羊草草原；主要植物；元素含量

引用格式：母悅，耿元波. 內(nèi)蒙古羊草草原植物營養(yǎng)元素的含量特征[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報, 2015, 24(7): 1118-1124.

MU Yue, GENG Yuanbo. The Element Content Characteristics of Main Species in Leymus Chinensis Grassland in Inner Mongolia, China [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2015, 24(7): 1118-1124.

營養(yǎng)元素的吸收利用和流失是生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的關(guān)鍵過程（Kozovits et al.，2007；李博等，2005），營養(yǎng)元素的不足會限制植物生長和區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力（Du et al.，2011；張信寶等，2009）。所有必需的營養(yǎng)元素在植物生長和生態(tài)系統(tǒng)功能中都發(fā)揮特定作用，C是植物各種生理生化過程的底物和能量來源，N和P是被公認(rèn)的限制植物生長的最重要的營養(yǎng)元素，并在植物生長過程中協(xié)同變化（Elser et al.，2007；楊惠敏等，2011)。Ca、Mg等元素的缺乏影響植物生長和物質(zhì)循環(huán)（Lynch et al.，2004），而微量元素是植物體內(nèi)酶類、生長激素和維生素等重要組成成分，直接參與有機(jī)體的代謝活動，是植物生長必需的養(yǎng)分（耿元波等，2005；陸繼龍等，2002）。此外，植物的營養(yǎng)元素含量是評價牧草質(zhì)量的重要指標(biāo)，并關(guān)系到動物的健康和品質(zhì)，也是牧草育種的重要標(biāo)準(zhǔn)（郭彥軍等，2001；秦彧等，2010)。我國草原大部分都存在過度放牧和退化問題，錫林郭勒盟草原作為中國北方干旱-半干旱草原的典型區(qū)，草地總面積占全區(qū)總面積86%以上，草原退化面積卻達(dá)到了近64%（胡云鋒等，2012；楊光梅等，2007），而植物群落生產(chǎn)力低是造成草原退化的重要原因（李政海等，2008）。對該區(qū)植物營養(yǎng)元素特征的研究，有利于進(jìn)一步了解植物生長的生物地球化學(xué)過程，同時對退化草地生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和保護(hù)有重要的理論和實踐意義。

目前，營養(yǎng)元素特征的研究主要集中在N、P、K等大量元素的研究（Huang et al.，2012；Lu et al.，2013；Sardans et al.，2012；陳佐忠等，1985；王振南等，2013），而對于Fe、Mn、Cu、Zn等微量元素的研究較為匱乏。國內(nèi)許多研究者（車宗璽等，2015；李小峰等，2013；羅緒強等，2014；楊成等，2007）分別研究了喀斯特地區(qū)、典型林區(qū)、百花湖水庫常見植物的元素含量特征，而對于溫帶半干旱草原植物元素含量研究甚少，本文選取內(nèi)蒙古錫林河流域分布面積最大的典型草原亞類——羊草草原為研究對象，對該草原上主要植物中的C、N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu 10種營養(yǎng)元素的含量進(jìn)行研究，為草原生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和牧草營養(yǎng)價值評價提供數(shù)據(jù)支持。

1　研究區(qū)概況

錫林郭勒草原位于內(nèi)蒙古高原中部，北緯43°16′～44°39′，東經(jīng)115°32′～117°12′，屬于國際地圈-生物圈計劃（IGBP）全球變化研究典型中國東北陸地樣帶（NECT），是內(nèi)蒙古高原半干旱草原區(qū)的主體部分。錫林河流域?qū)儆谥袦貛喐珊荡髤^(qū)，其氣候類型屬于溫帶半干旱草原氣候，年平均氣溫為(0.3±0.1) ℃，全年光照為2603.8 h，多年平均降水量為(347.0±79.6) mm，降水量年際變化較大，主要集中在6─9月份，約占全年降水量的80%（陳佐忠，1988）。

本研究選擇的實驗地點（圖1）位于內(nèi)蒙古錫林郭勒草原錫林河流域中國科學(xué)院內(nèi)蒙古草原生態(tài)系統(tǒng)定位研究站附近的羊草99樣地（43°32′N，116°40′E），該樣地自1999年起進(jìn)行圍欄封育。典型草原是錫林河流域面積最大分布最廣的草原，羊草草原在典型草原中最具代表性。實驗樣地內(nèi)的建群種為根莖禾草羊草（Leymus chinensis），優(yōu)勢種包括冰草（Agropyron cristatum）和大針茅（Stipa grandis）等密叢禾草。牧草在4月中下旬返青，生長期在150～160 d左右（李博等，1988）。主要的土壤類型為鈣積干潤均腐土，土壤質(zhì)地為砂壤質(zhì)（汪久文等，1988）。

2　研究方法

2.1樣品采集

2014年8月下旬在羊草99樣地選取植物群落均一且植物種較為接近的地段，平行設(shè)置5組1 m×1 m的樣方，每組5個，共25個1 m×1 m樣方，分物種齊地面剪取植物地上部分，將各樣方里采取的植株按種均勻混合。選取11種主要植物作為測試樣品，包括禾本科的羊草（Leymus chinensis）、冰草（Agropyron cristatum）、大針茅（Stipa grandis）、西伯利亞羽茅（Achnatherum. sibirica）、糙隱子草（Cleistogenes squarrosa）、早熟禾（Poa annua）、洽草（Koeleria cristata），玄參科的芯芭（Cymbaria dahurica）、莎草科的黃囊苔草（Carex korshinskyi kom.）、薔薇科的菊葉委陵菜（Potentilla tanacetiflolia）和二裂委陵菜（Potentilla bifurca），選取的植物生物量占羊草草原樣方總生物量80%以上。采集的植物樣品洗凈后置于鼓風(fēng)干燥箱中先在90 ℃下殺青30 min，然后降溫至65 ℃烘干（鮑士旦，2008；魯如坤，2000）。干燥后的樣品先剪成1～2 cm的小段，充分混合后，用植物粉碎機(jī)粉碎，裝入密封袋內(nèi)，用于營養(yǎng)元素含量的測定?；旌衔锇臃絻?nèi)所有物種植物的混合，采集和處理方式與前面一致。

圖1　研究樣點的位置Fig. 1 Location of study site

2.2樣品分析與數(shù)據(jù)處理

植物C、N含量用元素分析儀（Flash 2000）測定，待測的植物樣品經(jīng)5∶1的混酸（HNO3∶HClO4）消解后用ICP-OES（Optima 5300DV）測定元素含K、Ca、Mg、Cu、Fe、Zn、Mn量，以植物成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW（GSV-2）作質(zhì)量控制，測定值在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，平行樣相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5%，樣品測試結(jié)果滿足研究需要。使用Microsoft Excel 2013、IBM SPSS Statistics 19.0軟件對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和統(tǒng)計分析，運用Origin 9.0軟件作圖。

3　結(jié)果與分析

3.1植物營養(yǎng)元素含量特征

3.1.1營養(yǎng)元素的含量水平

植物營養(yǎng)元素含量是植物在一定生境條件下吸收養(yǎng)分的能力表現(xiàn)，植物從土壤中吸收營養(yǎng)元素，隨著生長到死亡，最后在分解作用下，歸還土壤，再被植物利用，完成元素的生物地球化學(xué)小循環(huán)（耿元波等，2005）。從表1可看出羊草草原主要植物營養(yǎng)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)水平。植物10種營養(yǎng)元素中，C是植物生長的能量來源，質(zhì)量分?jǐn)?shù)在4×105μg·g-1以上，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1×104～1×105μg·g-1的元素有2個，即N、K，大小為w (N) > w(K)，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1×103～1×104μg·g-1的元素有P、Ca、Mg，大小為w(Ca) > w(Mg) > w(P)，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)在100～1000 μg·g-1間的元素是Fe，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10～100 μg·g-1的有Cu、Zn、Mn，大小為w(Cu) > w(Mn) > w(Zn)。從營養(yǎng)元素的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)看，所測值與陳佐忠等（1985）羊草草原N、P、K、Ca、Fe質(zhì)量分?jǐn)?shù)基本一致。各元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)從高到低依次為w(C) > w(N) > w(K) > w(Ca) > w(Mg) > w(P) > w(Fe) > w(Cu) > w(Mn) > w(Zn)。從整體上看羊草草原植物營養(yǎng)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)特征是w(N) > w(K) > w(Ca) > w(Mg)、w(Fe) > w(Mn)型，與前人研究結(jié)果基本一致（Han et al.，2011；陳佐忠等，1985；秦海等，2010）。

與陸生高等植物所需元素的合適平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)水平相比較，C、P、Mg、Mn平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于所報道的陸生植物合適組織質(zhì)量分?jǐn)?shù)水平，而K、Ca、Cu、Fe、Zn平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)則高于陸生植物合適組織質(zhì)量分?jǐn)?shù)水平，其中大量元素C、N、K、Ca與報道值接近，P和Mg僅為報道值的一半左右；微量元素Mn、Zn與報道值接近，Cu高出已報道值近13倍，F(xiàn)e高出3倍左右。錫林河流域羊草草原植物元素含量的這種特征，取決于羊草草原植被所處的土壤環(huán)境和基質(zhì)質(zhì)量（Ozier-Lafontaine et al.，2014）。

表1　內(nèi)蒙古羊草草原主要植物各營養(yǎng)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 1 The element contents of main species of L. Chinensis grassland in Inner Mongolia　μg·g-1·DW

3.1.2元素含量的變異特征

不同植物種對元素有不同的選擇吸收能力，從而表現(xiàn)出不同植物對同一元素吸收含量的高低變化特性（楊菲等，2011）。從元素的變異系數(shù)來看（表1），從大到小依次為w(Cu) > w(Ca) > w(Mn) > w(Mg) > w(K) > w(P) > w(Zn) > w(Fe) > w(N) > w(C)，這種變異系數(shù)的大小特征也符合限制元素穩(wěn)定性的假說，即自然界中越常見的限制元素，它的元素濃度越穩(wěn)定，波動越小。N、P、K是3種最普遍的限制營養(yǎng)元素，它們的變異系數(shù)較低，而Mn過剩會造成植物中毒，它的變異系數(shù)較大，但各元素的變異系數(shù)均小于1，說明植物間元素的差異不明顯。變異系數(shù)大于50%的元素有Cu、Ca、Mn、Mg，小于50%的元素有K、P、Fe、Zn、N、C，以Cu最大，達(dá)到93.1%，C最小，為2.2%，可見本研究區(qū)Cu元素的種間差異最大，C元素的種間差異最小。從元素含量最大值/最小值來看，依次為w(Cu) > w(Ca) > w(Mn) > w(Mg) > w(K) > w(Fe) > w(P) > w(Zn) > w(N) > w (C)，其中，最大值與最小值之比大于5倍元素有Cu、Ca、Mn，其余元素Mg、K、Fe、P、Zn、N、C的比值都小于5，以Cu最大，達(dá)11.04，C最小，為1.07。以上分析看出，元素最大值與最小值的比值和變異系數(shù)具有基本一致的變化特征且數(shù)值均較小，顯示研究區(qū)主要植物的不同種對這些元素的選擇吸收能力盡管有一定差異，但元素含量相對穩(wěn)定。

3.2植物營養(yǎng)元素的相互關(guān)系

3.2.1元素的比值

植物健康生長必需保持足夠濃度和相對穩(wěn)定的營養(yǎng)比例（Marschner et al.，1988）。在植物體中，即使所有元素含量都達(dá)到正常含量范圍，仍會出現(xiàn)某些元素相對缺乏的狀態(tài)，元素間比值可以反映各元素之間對植物表現(xiàn)出的拮抗和協(xié)同兩方面的作用關(guān)系。N、P是植物生長重要的限制元素，w(N)/w(P)是判斷環(huán)境對植物生長養(yǎng)分供應(yīng)狀況的指標(biāo)（Güsewell，2004），Koerselman et al.（1996）指出陸地生態(tài)系統(tǒng)高等植物(N)/(P)的臨界值是14和16，當(dāng)w(N)/w(P)小于14時，說明植物生長受到N含量限制，當(dāng)w(N)/w(P)大于16時，植物生長受到P含量限制，當(dāng)w(N)/w(P)大于14小于16時，N與P單獨或共同影響植物生長。由表2可看出，研究區(qū)植物中，從N和P之間相對作用來看，芯芭、糙隱子草、洽草、二裂委陵菜、冰草5種植物的w(N)/w(P)小于14，屬于N制約型植物，早熟禾、黃囊苔草、羊草的w(N)/w(P)大于16，屬于P制約型植物，大針茅、西伯利亞羽茅、菊葉委陵菜的w(N)/w(P)在14到16之間，生長受到N與P單獨或共同影響。然而，羊草草原中所有植物的w(K)/w(P)比值均大于Linder（1995）提出的最適宜w(K)/w(P)比（3.5）。

元素比值可作為判斷植物吸收營養(yǎng)元素能力的指標(biāo)（Liu等，2014）。由表2可看出，與陸生高等植物比較，羊草草原主要植物的w(N)/w(P)、w(N)/w(Ca)、w(N)/w(Mg)、w(K)/w(P)、w(Ca)/w(P)、w(Mg)/w(P)、w(K)/w(Mg)、w(Ca)/w(Mg)比值高于陸生高等植物相應(yīng)元素含量間比值，但高出倍數(shù)小于2，總體上植物吸收N、K元素能力相對較強。w(C)/w(N)、w(N)/w(K)、w(Ca)/w(K)值與已報道相應(yīng)元素比值相當(dāng)?；旌衔锏臓I養(yǎng)元素含量代表羊草草原植物群落的含量水平，對于混合物，除w(N)/w(K)、w(Mg)/w(P)、w(Ca)/w(K)比值低于陸生植物元素比，其它元素比則高于陸生植物相應(yīng)元素比。此外，盡管不同植物元素含量比值有一定差異，但是它們的變異系數(shù)都很小，均未超過1，說明植物吸收營養(yǎng)元素的能力比較均衡。

表2　內(nèi)蒙古羊草草原主要植物中各元素間的質(zhì)量比Table 2 The ratios of nutrient element contents in main species of L. Chinensis grassland in Inner Mongolia

表3　內(nèi)蒙古羊草草原主要植物營養(yǎng)元素間相互關(guān)系Table 3 Correlations between the nutrient elements in main species of L. Chinensis grassland in Inner Mongolia

3.2.2元素的相關(guān)性分析

植物生長受多個因子的交互作用（Niinemets et al.，2005），有研究者（Li et al.，2015）發(fā)現(xiàn)N添加會強烈影響植物對其他營養(yǎng)元素的吸收。元素的相關(guān)性分析可探討植物選擇吸收功能元素的生物地球化學(xué)特征。植物內(nèi)元素間的相互作用過程相當(dāng)復(fù)雜，由表3可看出植物營養(yǎng)元素間的相關(guān)系數(shù)在較大范圍內(nèi)波動，在這55個元素對中，有11對元素相關(guān)性顯著，占總元素對的20%。其中，具有極顯著相關(guān)關(guān)系的有8對（P≤0.01），為C和Fe、C和Cu、N和K、N和Mg、P和K、P和Mg、Ca 和Mg、Fe和Cu，相關(guān)系數(shù)分別為rC, Fe=-0.873，rC,Cu=-0.899，rN, K=0.800，rN, Mg=0.810，rP, K=0.801，rP, Mg=0.712，rCa, Mg=0.942，rFe, Cu=0.846；具有顯著關(guān)系的有3對（P≤0.05），即N和P、N和Ca、K 和Mg(rN, P=0.614，rN, Ca=0.692，rK, Mg=0.689)，其他元素間相關(guān)關(guān)系不明顯。N是構(gòu)成蛋白質(zhì)和核酸的主要成分，又參與光合作用；P是核酸的重要成分，并完成能量傳遞；Mg是葉綠素的成分，并參與植物體內(nèi)磷酸的運轉(zhuǎn)；K在蛋白質(zhì)合成中起一定作用，并參與光合作用；Ca參與細(xì)胞膜的形成，維持正常的原生質(zhì)（商翎等，1997）?；诟髟卦谥参锷L過程中的特殊作用，使元素之間出現(xiàn)以上的顯著相關(guān)關(guān)系。Fe和重金屬之間存在著拮抗作用，失綠癥則是由于重金屬過剩而引起的，Mn的過剩會引起Fe的吸收和遷移減少，并導(dǎo)致葉綠素的減少，F(xiàn)e和Mn存在一定的負(fù)相關(guān)。

3.3禾本和非禾本植物營養(yǎng)元素比較

同一植物對各營養(yǎng)元素的吸收能力不同，不同類群植物對元素的吸收能力有很大差別。11個物種共涉及4科，禾草科的植物最多，有7種，占總物種60%左右，玄參科和莎草科各1種，薔薇科2種。將這11個物種劃為禾本科和非禾本科兩個功能群，比較它們植物營養(yǎng)元素的濃度特點（圖2），發(fā)現(xiàn)對于植物各營養(yǎng)元素濃度，F(xiàn)e和Cu在禾本科類物種的濃度高于非禾本科類物種濃度，Mn、Zn、P、Mg、Ca、K、N、C 8種元素在非本科類物種的濃度較高，其中Ca、K、Mg達(dá)到極顯著差異（其中FCa=11.696，PCa=0.008；FK=10.598，PK=0.010；FMg=19.226，PMg=0.002），N達(dá)到顯著差異（FN=5.624，PN=0.042）。禾本科植物具有低氮磷鉀鈣特征，植物種間差異最初體現(xiàn)在科屬上，Ca2+、K+、Mg2+均以離子狀態(tài)通過根系吸收被植物利用，禾本科植物根部交換容量?。ㄉ挑岬?，1997），對Ca2+、K+、Mg2+的吸收小于根部容量較大的非禾本科植物，且差異顯著。植物對元素的吸收與蛋白質(zhì)合成強度有關(guān)，N是生成蛋白質(zhì)和氨基酸的基礎(chǔ)，故在禾本科和非禾本科間達(dá)到顯著差異。Fe和Cu在禾本科類物種的濃度較高，原因可能是Fe和Cu在植物中主要以螯合態(tài)存在，禾本科植物能在體內(nèi)合成大量的植物鐵載體，分泌到根際土壤與Fe3+結(jié)合，以螯合態(tài)形式轉(zhuǎn)運到植物細(xì)胞，再釋放Fe3+供吸收利用（吳慧蘭等，2008），使得禾本科植物Fe含量較高。

圖2　羊草草原禾本科草和非禾本科草植物的營養(yǎng)元素濃度比較Fig. 2 Nutrient concentration of grasses and herbs in L.Chinensis grassland in Inner Mongolia

3.4植物營養(yǎng)元素主成分分析

植物對不同營養(yǎng)元素的吸收能力不同，為了解羊草草原各植物營養(yǎng)元素含量水平，利用主成分分析法對植物營養(yǎng)元素水平進(jìn)行綜合評價。選取4個主成分，累積貢獻(xiàn)率達(dá)89.437%。由4個主成分因子旋轉(zhuǎn)后的載荷矩陣（表4），第一主成分方差貢獻(xiàn)率是43.409%，主要與N、P、K、Ca、Mg有關(guān)，它們對營養(yǎng)元素水平評價具有決定的意義，并且這幾個元素與PC1有較強的相關(guān)性，說明它們在PC1中有較強的共變關(guān)系，這組元素主要與植物蛋白質(zhì)和重要化合物生成以及能量傳遞有關(guān)，是植物生長必不可少的大量元素反映。第二主成分的方差貢獻(xiàn)率是26.638%，主要與Cu和Fe有關(guān)，Cu和Fe在植物光合作用中有重要作用，且植物中Cu高會減少葉綠體Fe的含量，具有明顯的拮抗作用，這組元素與植物中元素的拮抗作用有關(guān)。第三主成分的方差貢獻(xiàn)率是9.857%，主要與C和Mn有關(guān)，C主要通過植物的光合作用獲得，葉綠體對Mn的缺乏最為敏感，這組元素與植物葉綠體密切相關(guān)。第四主成分的方差貢獻(xiàn)率是9.534%，主要反映Zn的信息。根據(jù)主成分?jǐn)?shù)學(xué)模型原理，將綜合因子得分表達(dá)為：F=0.38271×F1+0.25445×F2+0.13571×F3+ 0.12150×F4并排序，主成分綜合得分越大營養(yǎng)元素含量水平越高，排序結(jié)果如表5。通過綜合因子得分排名，排在前三的依次為芯芭、洽草、菊葉委陵菜，營養(yǎng)元素含量較高。營養(yǎng)元素含量高低在一定程度上反應(yīng)植物的吸收能力水平，因此，在羊草草原，芯芭、洽草、菊葉委陵菜對元素的吸收能力高于其它植物。

表4　旋轉(zhuǎn)后四主成分的旋轉(zhuǎn)矩陣Table 4 Rotated component matrix of four principal components

表5　主成分因子得分表Table 5 Score of principal component factors

4　結(jié)論

（1）研究區(qū)各元素平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)從高到低依次為w(C) > w(N) > w(K) > w(Ca) > w(Mg) > w(P) > w(Fe) > w(Cu) >w (Mn) > w(Zn)，屬于w(N) > w(K) > w(Ca)型。N、K、Ca、Cu、Fe、Zn平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于陸生植物合適質(zhì)量分?jǐn)?shù)水平，其余元素低于陸生植物合適水平。元素的變異系數(shù)為w(Cu) > w(Ca) > w(Mn) > w(Mg) > w(K) > w(P) > w(Zn) > w(Fe) > w(N) > w(C)，變異系數(shù)均小于1，元素種間差異不顯著。

（2）元素間相關(guān)關(guān)系表明，C和Fe、C和Cu、N和K、N和Mg、P和K、P和Mg、Ca和Mg、Fe和Cu均為極顯著相關(guān)（P≤0.01），C和Fe、C 和Cu是負(fù)相關(guān)，其它均為正相關(guān)；N和P、N和Ca、K和Mg顯著相關(guān)（P≤0.05），均為正相關(guān)。

（3）羊草草原上禾本科植物具有低氮磷鉀鈣特征，F(xiàn)e、Cu元素濃度較高，非禾本科物種Mn、Zn、P、Mg、Ca、K、N、C元素濃度較高，其中Ca、K、Mg元素達(dá)到極顯著差異（其中FCa=11.696，PCa=0.008；FK=10.598，PK=0.010；FMg=19.226，PMg=0.002），N達(dá)到顯著差異（FN=5.624，PN=0.042）。

（4）利用主成分分析法對植物營養(yǎng)元素水平進(jìn)行綜合評價，選取4個主成分因子，通過綜合排名，結(jié)果表明芯芭、洽草、菊葉委陵菜的營養(yǎng)元素水平較高，吸收營養(yǎng)元素的能力較強。

參考文獻(xiàn)：

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The Element Content Characteristics of Main Species in Leymus Chinensis Grassland in Inner Mongolia, China

MU Yue1, 2, GENG Yuanbo1*
1. Insitute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

Abstract:The absorption and utilization of plant nutrients is the key process of ecosystem material cycle, and it’s also a important issue for the restoration and reconstruction of degraded ecosystem. To explore the absorption and utilization regularities on nutrients in the grassland ecosystem plants, the characteristics of 10 elements in 11 main species such as Leymus Chinensis, Agropyron c ristatum, Stipa grandis, Achnatherum. sibirica, Cymbaria dahurica., Koeleria cristata, etc., collected in the Xilin River Basin, were investigated. The results showed that: (1) The contents of plant elements in the study area belongs to (K) > (Ca) > (Mg) type. The coefficients of variation of elements contents were less than 1, indicated there were no obvious differences among plant elements of different species. (2) Correlation analysis among plant elements indicated N and K, N and Mg, P and K, P and Mg, Ca and Mg, Fe and Cu were of markedly positive correlation (P≤0.01), but C and Fe, C and Cu were of negative correlation; N and P, N and Ca, K and Mg were statistically significant (P≤0.05). (3) Gramineous plants have lower N、P、K、Ca and higher Fe, Cu content, but Mn, Zn, P, Mg, Ca, K, N, C in non-gramineous plants were higher, while Ca, K, Mg were statistically most significant difference (P≤0.01), as well as N (P≤0.05). And (4) we used principal component analysis to evaluate the level of plant nutrients, as a result, Cymbaria dahurica L.,Koeleria cristata and Potentilla tanacetiflolia had higher nutrients content, so they had a better ability to absorb nutrients.

Key words:Leymus Chinensis grassland; main species; element contents

收稿日期：2015-04-03

*通訊作者：耿元波，副研究員，研究方向環(huán)境生物地球化學(xué)。E-mail: gengyb@igsnrr.ac.cn

作者簡介：母悅（1990年生），女（羌族），碩士，研究方向環(huán)境生物地球化學(xué)。E-mail: muy.13s@igsnrr.ac.cn

基金項目：國家自然科學(xué)基金項目（41071138）

中圖分類號：Q945.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1674-5906（2015）07-1118-07

DOI:10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.07.006