寧夏鹽池縣荒漠草原區(qū)不同群落優(yōu)勢(shì)植物葉片-土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征

聶明鶴，沈 艷,2*，陸 穎，王科鑫，張小菊

(1.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021； 2. 西北土地退化與生態(tài)恢復(fù)省部共建國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，寧夏 銀川 750021)

生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)旨在解釋生物的生活方式、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、生態(tài)系統(tǒng)功能以及非生物體與有機(jī)物之間的元素比值關(guān)系[1]，主要對(duì)不同尺度生態(tài)過程中的碳(Carbon，C)、氮(Nitrogen，N)、磷(Phosphorus，P)元素及其比值關(guān)系進(jìn)行探究[1]。C，N，P在植物生長(zhǎng)與各種生理調(diào)解機(jī)能中發(fā)揮著重要作用[2]，在生態(tài)系統(tǒng)中，植物與土壤是相互聯(lián)系的有機(jī)整體，研究植物與土壤的C，N，P含量及其比值關(guān)系對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的能量循環(huán)與穩(wěn)定有著重要意義[3]。近些年，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)不同地域[4-5]、不同生態(tài)系統(tǒng)類型[6-11]的植被與土壤的生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征進(jìn)行了大量研究，主要包括森林、草原生態(tài)系統(tǒng)中的不同植被類型[5,7,12]、植物器官[12-13]、恢復(fù)措施[14]、土地利用類型[15]等的植物與土壤的化學(xué)計(jì)量特征研究；同時(shí)有研究也分析了植物養(yǎng)分含量及土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征的影響因素及其之間的關(guān)系，有研究表明植物的C，N，P含量與植被特征[6]、季節(jié)變化[12]、物種多樣性[16]等存在著密切關(guān)系；土壤的化學(xué)計(jì)量特征與氣候因素[17]、凋落物[18]、放牧強(qiáng)度[19]、N增加[20]、降雨量[21]等有著密切關(guān)系。

對(duì)于荒漠草原，已有研究探討了不同放牧措施[22]、植被類型[23]下植被與土壤的生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征等，然而對(duì)于荒漠草原不同群落植物與土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征及其之間的關(guān)系研究較少。寧夏中部干旱帶的荒漠草原，位于毛烏素沙地南緣，是寧夏天然草原的主體，占寧夏草地總面積的55.1%，植物群落類型多樣，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，土壤風(fēng)蝕強(qiáng)烈，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性差[24]。因此本研究選擇鹽池縣荒漠草原為研究對(duì)象，對(duì)該區(qū)的植物群落和土壤養(yǎng)分進(jìn)行調(diào)查，分析不同群落優(yōu)勢(shì)植物葉片與土壤的生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征及其之間的關(guān)系，旨在為揭示土壤C，N，P計(jì)量特征對(duì)不同群落草地植被生長(zhǎng)的影響機(jī)理奠定基礎(chǔ)，以期為荒漠草原植被恢復(fù)和草地合理管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于鹽池縣，隸屬寧夏回族自治區(qū)吳忠市，地理位置處于北緯37°04′～38°10′，東經(jīng)106°30′～107°41′；東西跨度66 km，南北長(zhǎng)110 km，面積8 661.30 km2。鹽池縣屬于典型中溫帶大陸性氣候，具有干旱少雨、冬冷夏熱、蒸發(fā)強(qiáng)烈、日照充分、風(fēng)沙大等特點(diǎn)。年平均氣溫為8.1℃。各月平均氣溫為—13.0～22.7℃，極端最高溫度為34.9℃，極端最低溫度為—24.2℃，年平均無霜期為165 d，年平均降水量250～300 mm,且從東南向西北遞減。研究區(qū)土壤以灰鈣土為主，其次是黑壚土和風(fēng)沙土，土壤結(jié)構(gòu)松散，肥力較低、易受侵蝕。南部黃土丘陵區(qū)，主要以黑壚土為主，面積占到整個(gè)南部地區(qū)的80%以上；北部地區(qū)則以風(fēng)沙土和灰鈣土為主，面積分別占到整個(gè)北部地區(qū)的46.5%和45%。土壤結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為較松散、肥力低和易侵蝕等。

研究區(qū)植被在區(qū)系上屬于歐亞草原區(qū)、亞洲中部亞區(qū)，位于我國中部草原區(qū)典型草原向荒漠草原的過渡地帶，荒漠草原主要分布在北部大部分地區(qū)，主要物種包括短花針茅(Stipabreviflora)、賴草(Leymussecalinus)、中亞白草(Pennisetumcentrasiaticum)、牛枝子(Lespedezapotaninii)、豬毛蒿(Artemisiascoparia)、貓頭刺(Oxytropisaciphylla)、苦豆子(Sophoraalopecuroides)以及狗尾草(Setariaviridis)等。

1.2 研究方法

1.2.1樣地設(shè)置 根據(jù)該區(qū)上世紀(jì)80年代調(diào)查形成的草原類型圖，結(jié)合植被遙感影像圖，對(duì)該區(qū)群落類型分布、物種組成等基本情況進(jìn)行分析，選擇甘草(Glycrrhizauralensis)群落、牛枝子群落、苦豆子群落、短花針茅群落、賴草群落、中亞白草群落、白刺(Nitrariatangutorum)群落與油蒿(Artemisiaordosica)群落作為研究樣地。

1.2.2樣品采集 于2018年7—8月，在不同群落類型的典型地段設(shè)置調(diào)查樣地，每個(gè)群落至少設(shè)置3個(gè)樣地，本著高度、坡度、坡向等相對(duì)一致的原則，每個(gè)樣地設(shè)置3個(gè)樣方，觀測(cè)各樣地草地植物的高度、密度、頻度、蓋度及地上生物量。樣方內(nèi)隨機(jī)取優(yōu)勢(shì)植物30株(若樣方內(nèi)數(shù)量不夠，則在緊鄰樣方外選取)，齊地剪下，在 65℃下烘干，并將莖葉分離后，粉碎測(cè)定植物葉片C，N，P含量?；谥脖徽{(diào)查數(shù)據(jù)，通過計(jì)算重要值確定不同群落優(yōu)勢(shì)植物(表1)。土壤取樣點(diǎn)與植物取樣點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，在樣地土壤剖面不同層次取原狀土(分別在0～5 cm，5～15 cm，15～40 cm處分層取樣)，并將采集的每個(gè)樣方同層土壤樣品混勻、去雜、風(fēng)干，研磨過2 mm，1 mm或者0.075 mm篩后備用。

1.2.3養(yǎng)分測(cè)定 用全自動(dòng)凱氏定氮儀(K-360，BUCHI Labortechnik AG，Switzerland)測(cè)定植物全氮與土壤全氮[25]。采用HCLO4-H2SO4消煮，流速分析儀(Skalar Analytical B.V.，Netherlands)測(cè)定土壤全磷[26]。采用元素分析儀(Elemental rapid CS cube)測(cè)定植物總碳與土壤總碳。采用H2SO4-H2O2消煮，釩鉬黃比色法，經(jīng)紫外可見分光光度計(jì)(UV755B)測(cè)定植物全磷[27]。

表1 不同群落優(yōu)勢(shì)植物Table 1 Dominant plants in different plant communities

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

草地植物和土壤樣品數(shù)據(jù)采用Excel 2010 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及制圖，利用SAS 8.2和DPS軟件分析C/N，C/P，N/P與C，N，P之間的相關(guān)關(guān)系，并采用One-way ANOVA和Duncan法進(jìn)行單因素方差分析與多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同群落優(yōu)勢(shì)植物葉片C，N，P生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征

在研究區(qū)中，不同群落優(yōu)勢(shì)植物葉片生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征分析結(jié)果如表2所示，優(yōu)勢(shì)植物葉片C含量變化范圍在340.3～436.5 g·kg-1，油蒿群落的優(yōu)勢(shì)植物葉片C含量顯著高于其余7種群落(P<0.05)；短花針茅群落的優(yōu)勢(shì)植物葉片C含量最低，與苦豆子群落和油蒿群落的優(yōu)勢(shì)植物的葉片C含量存在顯著差異(P<0.05)；其它群落類型間無顯著差異。優(yōu)勢(shì)植物葉片N含量變化范圍為18.6～30.6 g·kg-1，白刺群落優(yōu)勢(shì)植物葉片N含量最高，與中亞白草群落、油蒿群落和短花針茅群落的優(yōu)勢(shì)植物葉片的N含量存在顯著差異(P<0.05)；短花針茅群落優(yōu)勢(shì)植物葉片N含量最低，且與其余7種群落的優(yōu)勢(shì)植物葉片N含量存在顯著差異(P<0.05)；其它群落類型間均無顯著差異。優(yōu)勢(shì)植物葉片P含量變化范圍為0.7～2.5 g·kg-1，油蒿群落優(yōu)勢(shì)植物葉片P含量最高，與甘草群落、牛枝子群落、白刺群落、賴草群落、苦豆子群落和短花針茅群落的優(yōu)勢(shì)植物葉片P含量均存在顯著差異(P<0.05)；短花針茅群落優(yōu)勢(shì)植物葉片的P含量最低，與油蒿群落、中亞白草群落、甘草群落、牛枝子群落、白刺群落、賴草群落優(yōu)勢(shì)植物葉片P含量存在顯著差異(P<0.05)；其它群落類型間均無顯著差異。

不同群落優(yōu)勢(shì)植物葉片C/N，C/P，N/P分析結(jié)果如表2所示，C/N的變化范圍是12.1～18.8，短花針茅群落C/N最高，與其余7種群落的優(yōu)勢(shì)植物葉片C，N比值均存在顯著差異(P<0.05)，白刺群落C/N最低，與短花針茅群落、油蒿群落、賴草群落和中亞白草群落的優(yōu)勢(shì)植物葉片C，N比存在顯著差異(P<0.05);C/P的變化范圍是153.6～566.7，短花針茅群落優(yōu)勢(shì)植物葉片C/P最高，與其余7種群落優(yōu)勢(shì)植物葉片C/P存在顯著差異(P<0.05)，中亞白草群落地上部分植物葉片C/P最低，與短花針茅群落、苦豆子群落、牛枝子群落和白刺群落的優(yōu)勢(shì)植物葉片C/P存在顯著差異(P<0.05)；N/P的變化范圍是9.3～31.0，苦豆子群落優(yōu)勢(shì)植物葉片N/P最高，與其余7種群落優(yōu)勢(shì)植物葉片N/P均在顯著差異(P<0.05)，油蒿群落優(yōu)勢(shì)植物葉片N/P最低，與苦豆子群落、短花針茅群落、賴草群落、白刺群落、牛枝子群落和甘草群落的優(yōu)勢(shì)植物葉片N/P存在顯著差異(P<0.05)。

2.2 不同群落土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征分析

如圖1所示，研究區(qū)0～5 cm，5～15 cm，15～40 cm層土壤總C含量變化分別為5.18～12.22 g·kg-1，5.37～11.32 g·kg-1，6.97～13.82 g·kg-1。不同群落土壤總C含量隨土層深度變化表現(xiàn)出一致的變化規(guī)律。牛枝子群落土壤總C含量最高，且0～5 cm層土壤總C含量與甘草群落、短花針茅群落、賴草群落、中亞白草群落和油蒿群落的0～5 cm層土壤總C含量存在顯著差異(P<0.05)；5～15 cm層土壤總C含量與其余7種群落的5～15 cm層土壤總C含量均存在顯著差異(P<0.05)；15～40 cm層土壤總C含量與甘草群落、短花針茅群落、賴草群落、中亞白草群落和油蒿群落的15～40 cm層土壤總C含量存在顯著差異(P<0.05)。賴草群落土壤總C含量最低，0～5 cm層土壤總C含量與牛枝子群落、苦豆子群落、短花針茅群落、白刺群落和油蒿群落的0～5 cm層土壤總C含量存在顯著差異(P<0.05)；5～15 cm層土壤總C含量與短花針茅群落、白刺群落和牛枝子群落的5～15 cm層土壤總C含量存在顯著差異(P<0.05)；15～40 cm層土壤總C含量與甘草群落、牛枝子群落、苦豆子群落、短花針茅群落和白刺群落的15～40 cm層土壤總C含量存在顯著差異(P<0.05)。

表2 不同群落優(yōu)勢(shì)植物葉片化學(xué)計(jì)量特征Table 2 The chemical characteristics of leaves in dominant plants in different communities

圖1 不同群落土壤總碳含量Fig.1 Soil total carbon content in different plant communities注：不同小寫字母表示0.05水平下差異顯著，下同Note:Different lowecase letters indicate significant differences at the 0.05 level,the same as below

由圖2可知，研究區(qū)0～5 cm，5～15 cm，15～40 cm層土壤全N含量變化分別為0.25～0.38 g·kg-1，0.22～0.38 g·kg-1，0.23～0.44 g·kg-1。土壤全N含量隨土層深度的增加表現(xiàn)出不一樣的變化規(guī)律，苦豆子群落和白刺群落的土壤全N含量隨著土層深度增加總體呈現(xiàn)出降低的趨勢(shì)，甘草群落、牛枝子群落、賴草群落、中亞白草群落與油蒿群落的土壤全N含量隨著土層的增加呈波動(dòng)變化趨勢(shì)；短花針茅群落的土壤全N含量隨著土層深度的增加總體呈增加趨勢(shì)。在0～5 cm土層，白刺群落土壤全N含量最高，與賴草群落和油蒿群落的0～5 cm層土壤全N含量存在顯著差異(P<0.05)；賴草群落土壤全N含量最低，0～5 cm層土壤全N含量與牛枝子群落、苦豆子群落和白刺群落的0～5 cm層土壤全N含量存在顯著差異(P<0.05)；5～15 cm層土壤全N含量與牛枝子群落、短花針茅群落和白刺群落的5～15 cm層土壤全N含量存在顯著差異(P<0.05)；15～40 cm層土壤全N含量與短花針茅群落15～40 cm層土壤全N含量存在顯著差異(P<0.05)。

如圖3所示，研究區(qū)0～5 cm，5～15 cm，15～40 cm層土壤全P含量變化分別為0.18～0.32 g·kg-1，0.17～0.31 g·kg-1，0.18～0.34 g·kg-1。土壤全P含量隨土層深度的增加表現(xiàn)出不一樣的變化規(guī)律，牛枝子群落土壤全P含量隨著土層深度的增加總體上呈降低趨勢(shì)，其余群落呈波動(dòng)變化趨勢(shì)。油蒿群落的土壤全P含量最低，0～5 cm層土壤全P含量與甘草群落、牛枝子群落、短花針茅群落以及白刺群落的0～5 cm層土壤全P含量存在顯著差異(P<0.05)；5～15 cm層土壤全P含量與牛枝子群落、短花針茅群落和白刺群落的5～15 cm層土壤全P含量存在顯著差異(P<0.05)；15～40 cm層土壤全P含量與甘草群落、牛枝子群落和白刺群落的15～40 cm層的土壤全P含量存在顯著差異(P<0.05)。

圖3 不同群落土壤全磷含量Fig.3 Soil total phosphorus content in different plant communities

如圖4所示，0～5 cm，5～15 cm，15～40 cm層土壤C/N的變化范圍分別為23.57～36.64，24.13～46.91，27.06～48.92。不同群落土壤C/N隨土層深度的增加并沒有一致的變化規(guī)律，甘草群落、牛枝子群落、賴草群落和中亞白草群落的土壤C/N隨著土層深度的增加呈增加趨勢(shì)，苦豆子群落、短花針茅群落、白刺群落和油蒿群落的土壤C/N隨土壤深度的增加總體呈波動(dòng)變化趨勢(shì)。在0～5 cm土層，苦豆子群落土壤C/N最大，與甘草群落和賴草群落的土壤C/N存在顯著差異(P<0.05)；在5～15 cm土層，牛枝子群落土壤C/N最大，與苦豆子群落和賴草群落的土壤C/N存在顯著差異(P<0.05)；在15～40 cm土層，苦豆子群落土壤C/N最大，與甘草群落、短花針茅群落、賴草群落、中亞白草群落和油蒿群落的土壤C/N存在顯著差異(P<0.05)。由圖7可知：土壤C/N與土壤總C含量呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，與土壤全N含量相關(guān)性未達(dá)到顯著性水平。

圖4 不同群落土壤C/NFig.4 Soil C/N of different plant communities

如圖5所示，0～5 cm，5～15 cm，15～40 cm層土壤C/P的變化范圍分別為23.25～48.72，31.13～54.21，32.31～54.02。不同群落土壤C/P隨土層深度的增加表現(xiàn)出一致的變化規(guī)律，甘草群落、短花針茅群落與中亞白草群落的土壤C/P隨著土層深度的增加總體呈增加趨勢(shì)，牛枝子群落、苦豆子群落、賴草群落、白刺群落與油蒿群落的土壤C/P隨著土層深度的增加呈波動(dòng)變化趨勢(shì)。從整體來看甘草群落的C/P最低，0～5 cm層與苦豆子群落土壤C/P存在顯著差異(P<0.05)；5～15 cm層與牛枝子群落土壤C/P存在顯著差異(P<0.05)；15～40 cm層與牛枝子群落和苦豆子群落土壤C/P存在顯著差異(P<0.05)。由圖7可知：土壤C/P與土壤總C含量及土壤全N含量均無顯著相關(guān)性。

圖5 不同群落土壤C/PFig.5 Soil C/P of different plant communities

如圖6所示，0～5 cm，5～15 cm，15～40 cm層土壤N/P的變化范圍分別為1.03～1.61，0.93～1.28，0.75～1.59。不同群落土壤N/P隨土層深度的增加表現(xiàn)出不一樣的變化規(guī)律，白刺群落的土壤N/P隨著土層深度的增加總體呈降低趨勢(shì)，其余群落土壤N/P隨土壤深度的增加總體呈波動(dòng)變化趨勢(shì)。在0～5 cm土層，中亞白草群落土壤N/P最大,與甘草群落的土壤N/P存在顯著差異(P<0.05)；在5～15 cm土層，中亞白草群落的N/P最大,與白刺群落的土壤N/P存在顯著差異(P<0.05)；在15～40 cm土層，短花針茅群落的N/P最大,與甘草群落、牛枝子群落、苦豆子群落和白刺群落的土壤N/P存在顯著差異(P<0.05)。由圖7可知：土壤N/P與土壤全P含量呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，與土壤全N含量相關(guān)性未達(dá)到顯著性水平。

圖6 不同群落土壤N/PFig.6 Soil N/P of different plant communities

圖7 土壤C/N，C/P，N/P與土壤C，N，P含量之間的關(guān)系Fig.7 The relationship between soil C/N,C/P,N/P and C,N,P content

2.3 不同群落植物-土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量相關(guān)性分析

如表3所示，植物總C含量與土壤總C含量具有極顯著的正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)，與土壤全P含量與土壤C/N存在顯著正相關(guān)(P<0.05)；植物全N含量與植物C/N呈極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.01)；植物全P含量與植物C/P和植物N/P呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)；土壤總C含量與土壤C/N存在極顯著正相關(guān)(P<0.01)，與土壤全N含量、土壤全P含量和土壤C/P存在顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)；土壤全N含量與土壤全P含量存在顯著正相關(guān)性(P<0.05)；土壤全P含量與土壤N/P之間存在極顯著負(fù)相關(guān)性(P<0.01)；植物C/P與植物N/P存在顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)；土壤C/N與土壤C/P呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)。

表3 不同群落優(yōu)勢(shì)植物與土壤碳、氮、磷相關(guān)性Table 3 Correlation of C,N,P between dominant plants and soil in different plant communities

3 討論

3.1 不同群落優(yōu)勢(shì)植物生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征

研究區(qū)不同群落優(yōu)勢(shì)植物葉片的C，N，P含量的平均值為383.7 g·kg-1，24.58 g·kg-1，1.70 g·kg-1，均低于全球草地生態(tài)系統(tǒng)植物葉片的平均C含量461.60 g·kg-1、平均N含量20.11 g·kg-1、平均P含量1.82 g·kg-1[28]。本研究區(qū)生態(tài)環(huán)境較惡劣，土壤養(yǎng)分含量低，而植物所需的部分養(yǎng)分元素會(huì)受到外界環(huán)境的影響，當(dāng)研究區(qū)水分減少，養(yǎng)分來源受阻時(shí)，植物對(duì)養(yǎng)分的吸收和利用速率減慢，因此葉片所能積累的有效養(yǎng)分含量將會(huì)降低，所以植物C，N，P含量較低，這與牛得草[12]、羅艷等[6]對(duì)荒漠區(qū)植物葉片化學(xué)計(jì)量比的研究結(jié)果相同。對(duì)于植物而言，一般低的C/N對(duì)應(yīng)較高的生長(zhǎng)速率[29]，在本研究中短花針茅群落的C/N最大，故其生長(zhǎng)速率小于其他植物群落；白刺群落的C/N最小，故該群落的生長(zhǎng)速率最大。植被養(yǎng)分含量取決于土壤養(yǎng)分供應(yīng)和植被養(yǎng)分需求間的動(dòng)態(tài)平衡，因此植物的養(yǎng)分比率常常會(huì)趨向一固定的比值，目前用N/P閾值作為指示植物生長(zhǎng)的限制元素，Koerselman[30]認(rèn)為N/P<14時(shí)，N元素是主要限制性元素；N/P>16時(shí)，P元素成為主要限制生長(zhǎng)的元素；當(dāng)1416，因此判定P是主要限制生長(zhǎng)的元素；甘草群落、中亞白草群落和油蒿群落的優(yōu)勢(shì)植物葉片N/P<14，因此判定N是植物生長(zhǎng)的主要限制性元素；牛枝子群落的優(yōu)勢(shì)植物植物葉片14

3.2 不同群落土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征

本研究中土壤整體的C，N，P含量分別為9.54 g·kg-1，0.31 g·kg-1，0.24 g·kg-1，分別低于全國平均水平11.12 g·kg-1，1.06 g·kg-1，0.65 g·kg-1[31]，可知研究區(qū)土壤C，N，P元素較為貧瘠。由于荒漠地區(qū)降水量少和相對(duì)較低的分解速度，不利于巖石風(fēng)化[32]，土壤存儲(chǔ)有機(jī)物質(zhì)的能力較低，導(dǎo)致養(yǎng)分可利用性顯著降低，同時(shí)因?yàn)榛哪菰乇碇脖惠^稀疏，凋落物較少，植物返還給土壤的養(yǎng)分較少，進(jìn)一步影響了土壤養(yǎng)分的含量，這與安鈺[19]、黃菊瑩[20]等研究結(jié)果一致。一般來說，土壤C/N范圍大致處于2～70之間，在此分布范圍以外的C/N比在其他分析中應(yīng)作為特異值處理[25]，研究區(qū)不同植物群落0～5 cm，5～15 cm，15～40 cm土層C/N的變化范圍分別為23.57～36.64，24.13～46.91，27.06～48.92，均處在正常范圍之內(nèi)。在一定范圍內(nèi)C/N比值越小越有利于有機(jī)物質(zhì)的分解，可以看出研究區(qū)隨著土層的增加有機(jī)物的分解速率在降低，這與賈榮[24]等研究結(jié)果一致。

根據(jù)土壤N/P的大小，可判斷出土壤養(yǎng)分限制性元素，較低的土壤N/P更適合群落的生長(zhǎng)[32]，在本研究中除短花針茅群落外，N/P隨著土層的增加呈降低趨勢(shì)，可知深層土壤更適合植物的生長(zhǎng)，這與地表植被情況、人為活動(dòng)、氣候條件有著密切的關(guān)系，這與陳開華[32]、丁小慧[33]等研究一致。較低的C/P是磷有效性高的一個(gè)指標(biāo)，在本研究中甘草的C/P最小，可知甘草群落土壤P的有效性最高；在研究區(qū)中，群落0～5 cm層土壤的C/P較小，可見0～5 cm層土壤較深層土壤P的有效性高。

3.3 不同群落植物-土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量相關(guān)性分析

植物與土壤是一個(gè)相互聯(lián)系的有機(jī)整體，植物體內(nèi)化學(xué)元素來源于土壤，植物又通過凋落物的分解將養(yǎng)分返還給土壤[26]。有研究表明，植物總C，全N含量與土壤總C，全N含量之間存在顯著的線性正相關(guān)關(guān)系[35]。本研究中，植物總C含量與土壤總C含量呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系，植物總C含量與土壤全P含量為顯著正相關(guān)。在本研究中，植物全N，全P含量與土壤全N，全P含量沒有顯著的相關(guān)性，這主要是因?yàn)榛謴?fù)措施、群落特征、土壤特性、人為活動(dòng)等都會(huì)對(duì)植物營養(yǎng)元素含量產(chǎn)生一定的影響[24]，這在一定程度解釋了植物葉片營養(yǎng)元素含量與土壤之間相關(guān)性不顯著。植物總C含量與土壤C/N存在顯著正相關(guān)(P<0.05)，說明植物養(yǎng)分含量對(duì)土壤的影響可以通過生態(tài)化學(xué)計(jì)量比來調(diào)節(jié)，這與俞月鳳[35]、謝錦[34]等研究結(jié)果一致。

4 結(jié)論

研究區(qū)不同群落優(yōu)勢(shì)植物生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征不同。白刺群落的生長(zhǎng)速率最大，短花針茅群落的生長(zhǎng)速率較小，不同群落植物的生長(zhǎng)限制元素不同；研究區(qū)植物與土壤的C，N，P含量較低；較整體而言，0～5 cm土層的土壤有機(jī)物分解速率與P的有效性較高；植物總C含量與土壤總C及土壤全P含量之間存在顯著正相關(guān)(P<0.05)，植物全N和全P含量與土壤全N跟全P含量沒有顯著相關(guān)性，植物全N和全P含量表現(xiàn)出與土壤不完全同步的變化形式，說明土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量格局還與環(huán)境等因素有關(guān)。