光照和植物群落共同调节红树林生态系统中的土壤化学计量关系

《Plant Ecology》：Light and plant mixtures jointly regulate soil stoichiometry in a Mangrove ecosystem

本研究通过野外实验探讨光照与物种组成对红树林土壤元素比例的影响。结果表明低光照条件下土壤碳（C）含量升高，而磷（P）、钾（K）含量则降低；混种系统较单种系统提升土壤固碳能力，但引入物种可能抑制本地物种生长，影响长期生态稳定性，需根据项目目标选择修复策略。

　　

摘要

红树林是重要的生态系统，提供宝贵的生态功能和服务，例如参与全球地球化学循环。植物与环境因素之间的相互作用决定了红树林土壤的化学计量特性和生态系统功能。然而，光照条件与物种组合（即单一种植和多种物种混合种植）对红树林土壤化学计量特性的影响尚未得到充分理解。在这项研究中，我们进行了野外实验，以评估光照和物种组合对红树林土壤化学计量的影响。我们选择了三种本地物种（Kandelia obovate、Avicennia marina和Aegiceras corniculatum）以及一种引入的物种（Sonneratia apetala），来研究不同的物种组合。实验设置了三种光照条件（全光照、中等光照和低光照），并考虑了11种种植方式，包括单一种植和多种物种混合种植。我们测量了叶片和土壤中的碳（C）、氮（N）、磷（P）和钾（K）含量。结果表明，在所有种植方式中，低光照条件下的土壤碳含量均高于全光照条件，但土壤磷和钾的含量则呈现相反的趋势。S. apetala与本地物种混合种植的土壤碳含量高于单一种植。相比之下，混合种植方式下的总土壤氮、磷和钾含量均高于种植前的基线水平，且在不同光照条件之间没有显著差异。土壤碳和氮之间存在显著的正比例关系，而土壤磷和钾之间则存在负比例关系。红树林生态系统的碳氮磷比例（C:N:P）为65:3:1，低于中国湿地的比例，但高于沙漠地区的比例。叶片营养成分与土壤化学计量特性之间存在显著关联。我们得出结论，光照和种植方式能够调节红树林土壤中的营养成分。同时，多物种种植方式在提高土壤碳储存方面比单一种植方式更有效，因此是一种更有前景的恢复策略。然而，这一优势需要权衡引入物种S. apetala可能抑制本地物种生长的证据，这可能会破坏长期的群落稳定性和生物多样性。因此，恢复方法的选择应基于项目的具体目标。