茂兰喀斯特常绿落叶阔叶混交林主要优势树种C:N:P化学计量特征研究

Ecosystem element balance has been a main focus of global climate change ecology and biogeochemical cycle research.The nitrogen and phosphorus characteristics of plants represent plant features and responses to environmental factors.Ecological stoichiometric characteristics research is one of the ways to find the community building and nutrients adaptive mechanism.This study may provide insight and theoretial foundation for alleviation of greenhouse effects, at the same time for ecological restoration in karst region under the background of global climate change. Objectives of this project are to distinguish leaf, branch, stem,root and litter C:N:P stoichiometric characteristics, nitrogen and phosphorus resorption efficiency of karst evergreen and deciduous broad-leaved mixed forest's 9 main dominant tree species in Maolan, and attempt to answer the following 5 questions: 1, Carbon, nitrogen and phosphorus content and C:N:P of dominant tree species in karst evergreen and deciduous broad-leaved mixed forest. 2,Ecological stoichiometric characteristics (C:N:P) of karst evergreen and deciduous broad-leaved mixed forest. 3,Nutrients (C, N, P) adaptative mechanism of dominant tree species in different life forms (evergreen or deciduous). 4, Relationships of C, N, P ratios of leaf in 9 dominant tree species with monthly average air temperature and precipitation. 5, Nutrition resorption efficiency characteristics of karst evergreen and deciduous broad-leaved mixed forest.

生态系统元素平衡是当前全球变化生态学和生物地球化学循环的研究热点和焦点。研究西南喀斯特地区顶级森林群落的生态化学计量特征，是探索喀斯特森林养分适应机制的途径之一，可为全球气候变化背景下喀斯特地区减缓温室效应和生态恢复提供理论支持，本项目以贵州茂兰典型喀斯特常绿落叶阔叶林为研究对象，对群落内9个主要优势树种不同器官（冠层叶片、嫩枝、树干、根）及凋落物的碳（C）氮（N）磷（P）含量进行取样分析，研究质量比（C:N:P）和养分再吸收率，试图回答：1、 喀斯特顶级森林群落主要优势树种的C、N、P元素含量及C:N:P化学计量特征；2、喀斯特常绿落叶阔叶混交林生态化学计量特征； 3、不同生活型（常绿阔叶，落叶阔叶）优势树种的C、N、P养分适应机制；4、冠层叶片C、N、P含量与温度和降水的关系；5、喀斯特常绿落叶阔叶混交林N、P养分再吸收模式。

植物不同器官营养分配模式一直以来都是植物功能性状进化以及生态系统的结构和功能方面研究的焦点，生态化学计量学是研究生态系统能量平衡和多重化学元素平衡的科学，植物营养分配模式的研究具有重要价值。目前已有关于植物不同器官化学计量特征的研究，但极少有针对喀斯特森林植物，喀斯特森林是受喀斯特地貌影响的森林类型，喀斯特森林植物化学计量特征研究结果对揭示植物对喀斯特地貌响应具有重要意义。. 本课题对喀斯特森林和同气候带非喀斯特森林主要优势树种不同器官化学计量特征进行了研究，结果如下：1) 茂兰喀斯特森林植物各器官N、P含量规律基本一致，呈现出叶>枝>根>干。喀斯特森林主要植物仅N含量在不同器官间全部正相关，其余均部分正相关。2)茂兰喀斯特森林主要树种有机化合物同化能力较同气候带非喀斯特森林差，但N、P含量较同气候带非喀斯特森林稍高。喀斯特森林C:N、C:P均低于同气候带非喀斯特森林，说明喀斯特森林植物营养利用效率低于同气候带非喀斯特森林。3) 茂兰喀斯特森林常绿树种C含量在生长期与落叶树种无差异，在稳定期逐渐低于落叶树种，在成熟期差异最大。N含量在年际变化中差异不大。而常绿树种P含量在整个年际变化中均大于落叶树种。. 本研究初步揭示了喀斯特森林主要树种不同器官元素含量特征，比较了喀斯特森林与非喀斯特森林植物化学计量特征的差异，初步阐明了喀斯特森林主要树种的养分适应机制，将为更深入研究喀斯特这一特殊地貌森林群落的特异性和适应性提供理论基础。