艾比湖荒漠植物叶片与土壤生态化学计量特征及驱动因素

　　 摘要:

本研究于艾比湖自然保护区采集梭梭(Haloxylon ammodendron)、沙蒿(Artemisia desertorum)等9种典型荒漠植物的叶片与土壤，测定碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量比，结合地统计学分析与结构方程模型(Structural equation modeling ，SEM)揭示植物-土壤元素互作机制。结果表明：(1)研究区植物叶片C、N、P含量为(456.71±168) g/kg、(16.80±4.23) g/kg、(1.36±0.5) g/kg，低于全球植物平均水平，叶片N:P<14，表明艾比湖典型荒漠植物主要受N限制。(2)不同生活型植物叶片C、N、P含量也有所差异，C在三种生活型植物中差异不显著，N含量关系为灌木(17.92±3.71) g/kg>草本(17.54±4.91) g/kg>乔木(15.14±3.31) g/kg，并且灌木与乔木N含量存在显著分异(P<0.05)。叶片P在草本与灌木之间存在极显著差异(P<0.01)，而草本与乔木之间具有显著差异(P<0.05)。(3)土壤C、N、P平均值为1.93 g/kg、0.58 g/kg、0.33 g/kg，显著低于全国平均水平，其贫瘠化与植被稀疏导致的有机质缺乏及盐渍化相关。(4)植物叶片N-P异速指数(allometric exponent,α)呈现生活型特异性，草本、灌木的α<1反映快速P周转策略，而乔木α=1.214表明保守型N利用。(5)由冗余分析(RDA)得到，土壤N:P为叶片计量分异的主控因子(解释量12.6%，P<0.05)。总体来说，艾比湖荒漠土壤N匮乏，土壤P有效性低，土壤N、P矿化能力受高pH的盐渍化环境与有机质输入不足的抑制。土壤环境因子的异质性驱动植物形成生活型依赖性适应策略，草本通过加速P周转维持快速生长，灌木需优化P获取效率，而乔木则依赖保守型养分驻留以应对慢性N胁迫。本研究结果将为深入解析荒漠植物叶片-土壤系统的养分耦合机制提供关键证据，并为退化荒漠生态系统的植被恢复与可持续管理实践提供科学依据。