全 文 ：　2009年 6月 灌溉排水学报
Journal of Irrig ation and Drainage
　第 28卷第 3期　
文章编号:1672-3317(2009)03-0118-03
长白山区沟谷沼泽湿地乌拉苔草
不同构件元素含量特征＊
徐惠风1 , 3 , 葛冬梅2 , 金研铭1 , 刘兴土3
(1.吉林农业大学 农学院 , 长春 130118;2.长春市二道区园林管理处 , 长春 130031;
3.中国科学院 东北地理与农业生态研究所 , 长春 130012)
摘　要:研究了长白山区沟谷沼泽乌拉苔草不同构件元素含量及叶片不同季节积累变化及元素间的相互关系。结
果表明 ,乌拉苔草属于抗金属污染植物 , 不同构件在元素积累和季节变化中有较大差异:M n、N , P、Mg 、Fe、Cu 、Zn
主要集中在根部 , K 主要集中在叶鞘。不同季节积累中 , N、K 主要在营养成长期和生殖生长并存期 5 月份最多 , P
在成熟期的 8 月份最多 ,金属元素在衰老期的 9月份最多 , 尤其是 Fe 元素富集量最多 , 完全可以作为铁污染区的
抗性植物和净化植物 ,而非金属元素在衰老期的 9 月份最少。金属元素之间相生相互协调关系强 , 非金属元素之
间关系相互协调 ,而金属元素除 Mn 和 P、N 是极显著相关外 , P 和 Ca呈显著相关 ,与其他关系不显著。说明乌拉
苔草各构件中的元素之间没有相互拮抗的关系。
关　键　词:长白山区沟谷;沼泽湿地;乌拉苔草;构件;元素含量
中图分类号:S156.7;Q945 　　　文献标志码:A
1　研究方法
研究区位于吉林省东部敦化市黄泥河大川 , 海拔 523.7 m ,属中温带湿润气候区。冬季严寒 ,夏季温
暖 ,四季分明。年平均气温 2.9 ℃;年平均相对湿度 69%;40 cm 平均地温 5.1 ℃ 。
该区乌拉苔草(Carex meyeriana)生态系统群落分布在平坦的沟谷中 ,毛果苔草(Carex lasiocarpa)群落
二侧的坡麓地段 ,地面坡度 50°～ 70°。地表为季节性积水 ,雨季积水 2 ～ 5 cm 。水的化学类型为 HCO3 -
Mg ·Ca型 ,pH 值 6.0。群落的植物种类较多 ,有 18科 29种。以被子植物为主 ,蕨类植物和苔藓植物少。
在乌拉苔草沼泽湿地。2002年 6 ～ 9 月。在已经设置的 20个样区内随机选择 3 ～ 5 个区 ,从贴地部分
剪取每平方米乌拉苔草 ,装入袋中带回实验室分类 ,用蒸馏水冲洗干净 ,按照不同的构件再次系统分类 ,
80 ℃下烘干 ,称重 ,然后研磨成粉 ,以备测定 。
氮含量用凯氏定氮法 ,P 、K 、Ca、Cu 、Zn 、Mn 、Mg 、Fe用原子吸收分光光度计法[ 9] 。
2　结果与分析
2.1　不同构件元素分析
从表 1可以看出 ,全磷含量比较:根>叶鞘>叶片>花序>立枯 ,说明磷的含量根部最多 ,立枯最少 。可
能由于叶片在衰老的过程中 ,磷有向活体中迁移的能力。全氮含量比较:叶片>根>花序>叶鞘>立枯 ,叶
片中全氮含量最高 ,其次是根 ,然后是花序和叶鞘 ,最少的是立枯 ,说明叶片在衰老过程中氮素含量也是向活
体移动。
　　钾含量集中在叶鞘 ,说明叶鞘是地上和地下钾含量的中枢 ,立枯之中大于根的含量 ,说明叶片在衰老过
程中 ,钾向地下转移的较少 ,集中在叶鞘部位 。
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＊收稿日期:2008-06-20
基金项目:松嫩平原湿地的保育模式试验示范(吉林省开发重点项目);国家“十五”科技攻关项目(2001BA508b24);吉林农业大学博士
启动基金吉林省教育厅重大项目共同资助
作者简介:徐惠风(1965-),女 ,吉林双辽人。副教授 ,博士 ,主要从事植物生理生态 、湿地生态环境与环境生物学的研究。
DOI :10.13522/j.cnki.ggps.2009.03.009
　　镁主要集中在根部和叶片 ,花序 、叶鞘较少 ,立枯含量不多 ,说明叶片在衰老的过程中镁也在向活体迁
移。铁在不同的构件中 ,根部含量较多 ,其次是立枯 ,花序和叶片含量较少 ,最少的是叶鞘 。说明铁在构件中
主要集中在地下和衰老的器官中 ,在叶片中含量不多 ,做为光合作用的主要元素之一的铁在满足其光合功能
之外 ,其余部分全部转移给不断衰老的叶片和根部 。铜含量主要集中在根部 ,从地下向上逐渐减少 ,说明铜
在叶片衰老的过程中不断向活体迁移。锌含量根最多 ,其次是立枯 ,叶片和叶鞘及花序中含量较少 ,说明衰
老的叶片锌含量在叶片中积累 ,死亡前没有向活体迁移 。叶片中含锰最多 ,其次是根部 ,然后是花序和叶鞘 ,
立枯中最少。说明叶片在衰老前锰元素向活体迁移。根中钙含量最多 ,立枯次之 ,叶片和花序较少 ,最少的
是叶鞘。立枯含量较叶片多 ,说明叶片生长和衰老的过程中 ,钙有富集的现象。
　　　　　　　　　　　　　表 1　乌拉苔草不同构件营养元素总量(2002年 6月) mg/kg
构件 TP T N K Mg Fe Cu Zn Mn Ca
叶片 1262.8 12815.11 11360.84 1634.78 283.27 10.27 97.54 441.01 3664.99
叶鞘 1375.34 8998.79 12902.96 1250.12 258.79 16.2 71.01 398.91 918.25
根粉 1527.62 11887.79 2297.47 2996.44 20573.5 30.63 181.29 418.4 6086.85
花序 976.96 10721.89 3941.82 1578.13 755.57 6.56 69.8 400.97 2569.07
立枯 576.53 6601.3 2747.97 1432.49 1930.38 7.83 136.59 293.74 5738.23
　　通过以上分析得知 ,不同器官构件所含的同一元素量不同 ,不同元素在不同构件中含量不同。立枯除了
个别的元素具有富集以外 ,其它的元素都具有向活体迁移的现象 。
2.2　叶片中元素的累积
叶片中元素在不同季节所占的百分率为:全氮 5月份占 20%最高 , 8 月份为 1%最低;全钾 5月份占
15%为最高 , 9月份占 5%为最低;全磷8月份占 31%最高 ,9月份占2%最低;全锌5月份占 6%最低 ,6月份
和 8月份为 12%最高;全镁含量 5月份占 8%最低 ,9 月份占 11%最高;钙 5 月份占 7%最低 , 8 、9月份占
11%为最高;铁5 、6月份占 5%为最低 ,9月份占 21%为最高;锰 5月份占量最少为 1%,6 、9月份占量最高为
11%。N 、K 在 5月份最高 ,5月份是乌拉苔草营养生长和生殖生长并存期 ,说明该时期需 N 、K量大 ,而 8月
份 P 最大 ,此时乌拉苔草进入成熟期 ,说明该期的需求 P 最多。7月份是乌拉苔草纤维质量最好 、柔软度最
佳期 ,此期的 N 、K 含量均为 11%,Zn 、Mg 、Ca、Mn含量均为 9%, P 为 3%,Fe为 11%,该时期的金属元素含
量均衡 ,是刈割的最佳期 。
金属 Zn 、Mg 、Ca 、Fe、Mn的月份累积中 , 9月份最大 ,该时期的乌拉苔草处于衰老期 ,说明乌拉苔草具有
对金属富集的现象 ,尤其是 Fe 在 9月份达到 21%,说明乌拉苔草对铁的富集性很强 ,超出其他金属 ,该元素
生理特征可以完全用在铁污染环境中作为净化植物使用。9月份 ,非金属元素含量少于其他月份 ,而金属元
素含量高于其他月份 ,说明随着乌拉苔草的衰老 ,非金属元素已经迁移回土壤 ,而金属元素富集在植物体内。
2.3　元素间的相关性分析
由表 2可知 ,N 和 P 呈显著性相关 ,说明 N 和 P 是相互协同促进关系;Mn和 P 、N 是极显著相关 ,说明
二者之间的关系及其协同;K 和 Ca 呈显著相关;Mg 和 Fe 、Cu 、Zn呈极显著的相关性;Fe 和 Cu 、Zn 呈极显
著的相关性;Cu和 Zn呈显著的相关性;Ca和和 Zn呈极显著的相关性。说明金属元素之间相生相互协调关
系强 ,非金属元素之间关系相互协调 ,而金属元素 Mn和 P 、N 是极显著相关外 ,P 和 Ca呈显著相关 ,与其他
关系不显著。乌拉苔草各构件中的元素没有极显著不相关的 ,就是说它们之间没有相互拮抗的关系。
表 2　各元素相关性分析
元素 TP T N K Mg Fe Cu Zn Mn Ca
TP 1
TN 0.712＊ 1
K 0.394 0.202 1
Mg 0.532 0.502 -0.523 1
Fe 0.508 0.326 -0.535 0.974＊＊ 1
Cu 0.756＊ 0.349 -0.629 0.847＊＊ 0.908＊＊ 1
Zn 0.118 0.038 -0.629 0.814＊＊ 0.856＊＊ 0.682＊ 1
Mn 0.842＊＊ 0.93＊＊ 0.451 0.339 0.204 0.364 -0.182 1
Ca -0.212 -0.030 -0.747＊ 0.645 0.639 0.344 0.915＊＊ -0.341 1
　注　0.05显著水平＊;0.01显著水平＊＊。
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Study on Some Different Component Element Content of
Carex Meyeriana in Changbai Mountain Valley
XU Hui-feng1 ,3 , GE Dong-mei2 , J IN Yan-ming1 , LIU Xing-tu3
(1.Agronomy Co lleg e of Ji lin Agricul ture U niversi ty , Changchun 130118 , China;
2.Gardening Administ rative Of fice of Erdao Dist rict in Changchun , Changchun 130031 , China;
3.Northeast Institute o f Geog raphy and Ag ricultural Ecolog y ,
Chinese Academy of Sciences , Changchun 130012 , China)
Abstract:This pape r researches different component element content of Carex meyeriana in Changbai
Mountain Valley and the accumulation change of leaves in dif ferent seasons and the recipro city of the ele-
ments.The result show s:Carex meye riana belong s to anti-metal pollution plant , dif ferent components
have big dif fe rence in element accumulation and season change:Mn , N , P , Mg , Fe , Cu , Zn centrali sm in
roo ts , K centralism in leaf sheathes.Accumulation in dif ferent seasons , the highest content of N , K ap-
pears in M ay when nutrit ion vegetal and reproduction vegetal pe riod coexist , the highest content of P ap-
pears in mature period August , and the highest content of metallic elements appear in senile time Septem-
ber , especially the element Fe , so it can sure be the resistance plant and purif icat ion plant in Fe po llution
area.The low est content of nonme tallic element appear in September.There is strong interco ordination in
bo th metallic element and nonme tallic element , me tallic element M n , P , and N are ext remely remarkable
co rrelation , P and Ca assumes remarkable correlation , having no remarkable co rrelation w ith others.It
show s that the re is no element in component o f Carex meyeriana w hich are not ext remely remarkable co rre-
lation , they have no oppresses the anti-relat ions.
Key words:Changbai M ountain Valley ;bog w et landl;Carex meyeriana;component;element content
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