全 文 ：第29卷第2期
2010年4月
生态科学
EcologicalS ience
29(2)：097-101
Apr．2010
胡启武，郑林，吴琴，李晓峰，曹昀，丁明军．鄱阳湖沙山优势植物种叶片氮磷特征阴．生态科学，2010，29(2)：097—101．
HUQi-VCqtl，ZHENGm，WUQin，LIXiao-feng，CAOYun，DINGMing-jun．Studyonnitrogenandphosphorusc ntenti theleavesof
dominantplantspeciesinsandyhillsalongPoyangLake[J]．EcologicalScience，2010，29(2)：097—101．
鄱阳湖沙山优势植物种叶片氮磷特征
胡启武，郑 林’，吴 琴，李晓峰，曹 昀，丁明军
江西师范大学地理与环境学院，鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室，南昌330022
【摘要】 对鄱阳湖沙山14种优势植物的叶片氮、磷含量进行研究，以探讨沙山植物的生理生态适应机制，为鄱阳湖沙化土地
的植被恢复提供科学依据。结果表明：鄱阳湖沙山14种优势植物叶片氮含量变化范围为3．10～16．5mg·g～，平均值10．21mg-g-1：
叶片磷含量变化范围为0．70～2．10mg·g～，平均值1．24mg·g一。其中，叶片氮含量仅相当于中国及全球不同植物叶片氮平均含量的
一半，叶片磷含量则分别是中国及全球不同植物叶片磷平均含量的85％、70％。鄱阳湖沙山植物较低的叶片氮、磷含量主要受
低土壤养分含量控制。蔓荆子作为沙山普遍分布的物种，其叶片氮、磷含量受沙山土壤养分含量低的影响，总体保持较低水平，
同时表现出随沙化程度的增加而增加的趋势，这是一种对于水分胁迫的生理适应，以提高水分利用效率。鄱阳湖沙山植物叶片
N：P平均比值为9．0，表明沙山植物生长更多地受氮的限制。
关键词：鄱阳湖沙山；优势植物；叶片；氮：磷
doi：10．3969／j．issn．1008．8873．2010．02．001中图分类号：Q178 文献标识码：A 文章编号：1008-8873(2叭0)02-097-05
Studyonnitrogenandphosphoruscontentintheleavesofdominantplantspecies
insandyhillsalongPoyangLake
HUQi．WUl”，ZHENGLinl，扩，WUQinl∥，LIXiao—fen91”，CAOYunl’。，DINGMing-junl’2
SchoolofGeographyndEnvironment,JiangxiNorm lU iversity,KeyLaboratoryofPoyangL keWetlandWatershedResearch
(MinistryofEducation)，Nanchang330022，China
Abstract：Todiscussthecophysiologicaladapt tionmechanismsofplantsto andysoilandthustoprovideascientificbasisfor
vegetationrestoration，theauthorsanalyzednitrogen(N)andphosphorus(P)contentintheleav sof14dominantplantspeciesin
sandyhillsalongPoyangLake．ResultshowedthatNcontentintheleavesofdominantplantspeciesrangedfrom3．10～16．5mg’g-1，
withanaveragevalueof10．21mg·g～．Pcontenti theleavesariedatarangeof0．70-2．10mg’91，withanaveragevalueof1．24mg。91．
TheNcontentwasapproximately50％lowerthantheaverageNcontentintheleavesofnationalandglobalplants．ThePcontentwas
about85％oftheaveragePcontenti theleavesofnationalpl ntsandabout70％ofglobalplants，respectively．Therelativelylow rN
andPcontentmightbemainlycontrolledby ownutrientinthesoil．Moreover，asthemostdominantplantspeciesinsandyhills，V／tex
trifoliaL nn．Var．simplicifoliaChamhada owlevelofNandPcontentdueolowsoilnutrient．However，NandPcontentintheleaves
ofHtextrifoliaL nn．Var．simplicifoliaChamncreasedwithsandyintensity,whichwasalladaptationtowaterstressforhigherwateruse
efficiency．Additionally,theaver geratioofNtoPintheleaveswasapproximately9．0，indicatingthatplantgrowthinsandyhillsWas
mainlylimitedbynitrogen，ratherthanp osphorus．
Keywords：sandyhillsalongPoyangLake；dominantplantspecies；leaf；nitrogen；phosphorus
收稿日期：2009．11．16收稿，2010．03．15接受
基金项目：国家科技支撑计划项目“鄱|；H湖沙化1：地与水十流失区治理技术研究与示范”(2007BAB23C03)．国家自然科学基金项目“鄱阳湖
湿地碳平衡及相关碳过程研究”(40803022)：江西师范人学青年成长基金
作者简介：胡启武(1979一)，男，博士。副教授，主要从事生态系统格局与过程研究，huqiwul979@gmail．tom
·通讯作者，郑林，E．mail：z15366@126．com
万方数据
1引言(Introduction)
氮和磷是陆地生态系统植物生长的丰要养分限
制因子[1,2J。氮在叶片内的含量远比在其它器官中的
含量高，叶片氮含量的多少直接影响光合酶(如RuBP
羧化酶)的含量和活性，从而决定叶片光合能力的高
低【3’41。而叶片磷对植物体蛋白质的合成具有重要作
用。通常，低温和干旱环境下的植物具有较高的叶片
氮、磷含量，是植物对环境适应的重要生理特征15垲J。
此外，叶片氮与磷含量的比值最早被用作反映湿地生
态系统植物氮受限还足磷受限的指标pj，进而义被推
广应用到判断陆地生态系统植物氮磷是否受限的依
据[10,11】。一般情况下，氮磷的比值小于14认为是氮
受限，而氮磷比值大于16则认为是磷受限pJ。鄱阳
湖滨湖地带分布着一些主要由松散沙粒组成的岗岭
和丘群，当地人以及一些学者称之为“沙山”。由于
地处业热带湿润区，沙IlJ植被从物种组成及生境条件
来看有别于我国北方干旱半干旱区的荒漠植被类型。
已有学者从物种多样性、生物量等方面对鄱阳湖沙山
植物进行过零星研究[12,13】，而对于鄱阳湖沙生植被的
环境适应机制则未见报道。本研究从叶片氮磷含量入
手，分析鄱阳湖沙生植物优势种的叶片氮磷含量特征，
探讨鄱阳湖沙生植物对环境的生理生态适应机制，为
我国南方沙化七地的植被恢复、沙生植物资源的开发
利用与保护提供科学依据。
2材料与方法(Materialsandmethods)
2．1研究区概况
实验地设置在江西省都昌县多宝乡沙山，位于江
西省北部(290217 2”～29。27718”N，11603’～
11607’42”D，属弧热带湿润性季风气候，年均温
17．5℃，多年平均降水1310mm。
多宅沙山平行于湖岸线分布，从湖滨到内陆沙山
边缘，大致町分4个组成部分：(1)湖滨沙地，临近
湖滨沙滩，地表裸露面面积比例大，主要由流动沙丘、
半流动沙丘组成，呈面状、条带状分布，植被稀疏，
覆盖率低于5％；(2)中部沙地，地表裸露呈斑块状，
主要为半固定沙丘，裸露面积比例低于湖滨沙地，植
被覆盖率20％～30％左右；(3)内侧沙地，以固定沙
丘为主，地表裸露呈斑点状零散分布，植被覆盖率
50％～60％左右；(4)沙地一耕地过渡区，即沙山边缘
地带，植被以次生林和人工林为主，植被覆盖率60％
以上。从湖滨裸露沙地到沙山边缘地带，土壤表层
30cm有机质含量0．72％一1．8％，全氮含量
0．015％～0．069％，全磷含量0．016％～0．029％。速效氮、
磷含量变化范围为4．5—54mg’kg一，0．57-7．27mg‘kg～。
沙地优势植物主要有狗牙根(Cynodondactylon
(Linn．)Pers．)，蔓荆子(VitextrifoliaLinn．vat
simplicifoliaCham)，胡枝子(LespedezabicolorTurcz．)，
算盘子(GlochidionwilsoniiHutch．)，糯米条似belia
chinensisR．Br．1，小叶女贞(LigustrumquihouiCarr．)
等(表1)。
2．2样品采集
2008年8月在研究区沙山，采用多点混合采样方
法对13种主要优势植物种进行植物叶片采样，每种植
物选择5～8株取样后进行混合，作为该物种的平均值。
所采叶片均来自于植物向阳部位的枝条，且叶片生长
良好，未发现有病虫害(表1)。另外，从距离湖岸线
100m处的湖滨沙地开始，沿沙化梯度，每隔400m
距离对蔓荆子进行采样，每个采样点采集3株蔓荆子
的叶片(3个重复)，共计8个采样点。所采样品带回实
验室进行叶片氮、磷含量分析。
2．3样品分析
样品带回实验室后在70。C条件下烘干48h。烘干
样品利用球磨机磨成粉末状，进行叶片氮、磷的测定。
叶片氮采用凯氏定氮法测定单位质量叶片氮含量
(Nma。。)。叶片磷测定采用比色法。
2．4数据分析与处理
多组数据的平均值比较采用One-wayANOVA
方法，统计分析采用SPSS10．0软件，数据处理、制
图采用Excel、SigmaPlot9．0等软件。
3结果与分析(ResultsandAnalysis)
3．1不同植物叶片氮、磷特征
研究区沙山14种优势植物叶片氮含量变化范围
为3．10～16．5mg·g～，平均值为10．21mg·g～。其中草本、
灌木和乔木叶片氮含量平均值分别为12．60mg·g～，
9．56mg·g一，9．50mg·g～。在所有植物中，马唐(Digitaria
sanguinalis(Lima．)Stop．)叶片氮含量最高，胡枝子
万方数据
2期 胡启武，等：鄱阳湖沙山优势植物种叶片氮磷特征
(Lespedezabicolo，．Turcz．1叶片氮含量最低。叶片磷
含量变化范围为O．70～2．10mg·g一，草本、灌木、乔
木叶片磷含量平均值分别为1．40mg·g一，1．14mg·g～，
1．70mg·鸢1。马唐叶片磷含量较其它植物明显偏高(表
1)。与北方干旱半干旱地区的沙生植物相比较，鄱阳
湖沙山植物叶片氮、磷含量明显偏低，其中，叶氮仅
表1不同植物叶片氮磷特征
Tab．1LeafNandPofdifferentplants
相当于青海沙珠玉治沙站17种优势植物平均叶片氮含
量(30．2nag·百1)的三分之一114l。大致与中国及全球不同
植物叶片氮平均含量的一半相当18’151(图1)。叶磷含量
分别是中国及全球不同植物叶片磷平均含量的85％、
70％。鄱阳湖沙山草本植物的叶片氮、磷含量明显高
于木本植物，这与其它地区的研究结果一到地17J。
鄱阳湖沙山 沙珠玉 中崮 全球
PoyangLakeShazhuyuChina World
Q
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2．O
1．6
0．4
O．O
鄱阳湖沙山
PoyangLake
中国
China
误差线表示标准误差，数据来源自文献【814’15ITherrorbarshowedthestandarderror
图1鄱阳湖沙山植物叶片氮／磷与其它地区的比较
Fig．1ComparisonofleafNandPofdomlnantpl tspeciesinPoyanglakesandymountainandotherlegions
全球
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万方数据
温度和土壤养分是影响植物叶片氮、磷含量的两
个重要环境因子15。8】。温度对叶片氮含量的影响比较
复剁15J。一方面，温度会影响微生物对土壤有机质
的分解速率，进而影响土壤养分有效性。同时，温度
的高低会影响有效养分在土壤中的移动速率以及根
系对养分的吸收效率。从而，这些来自于温度对生物
地球化学过程的影响将会导致叶片氮、磷含量的增加
或降低。另一方面，叶片氮是植物生化反应中酶的重
要组成部分，在较低的温度条件下，为了提高生化反
应速率，植物叶片必须保持较高的酶含量(即较高的
叶片氮含量)【5】。此外，低温条件下的植物生长速率
降低，相对较低的养分稀释作用会导致叶片养分含量
的增加1181。Reich和Oleksyn对于全球不同植物种的研
究结果表明：在年均温度低于5℃的情况下，叶片氮、
磷含量会受到低温对于土壤生物地球化学影响效应，
使得叶片养分含量下降。当年均温高于5℃的情况下，
低温对于生物地球化学的影响效应微乎其微1151。鄱
阳湖沙山地处亚热带湿润地区，多年平均气温17．5℃，
不存在低温的情形，因此，鄱阳湖沙山植物较低的叶
片氮、磷含量与来自于温度对土壤生物地球化学过程
的影响关系不大。
研究区沙山轻度沙化约占20％，中度沙化约占
40％～50％，重度沙化占30％一40％，平均植被覆盖率
30—40％。较低的地表植被覆盖率使得土壤有机质的
输入较少。同时，沙地土质粗糙，粗沙含量高达86％
以上，物理性粘粒很少，孔隙度大，渗透性强，水、
肥极易流失。因此，沙山土壤有机质及速效养分极低，
从重度沙化区的流动沙丘到轻度沙化区的固定沙丘，
土壤表层f0～30cm)有机质含量仅为0．10％～1．2％。全
氮及全磷含量分别为0．015％一0．069％，
距湖岸线距离
Distanceawayfromlakeside(m)
0．016％一0．029％；速效氮、磷仅分别为4．5—54mg·kg～，
0．57～7．27mg·kg～。沙山较低的土壤全量及速效养分
含量是植物叶片氮、磷含量较低的根本原因。
3．2不同沙化程度下蔓荆子叶片氮、磷特征
沿着湖岸线，随着沙化程度的降低，蔓荆子叶片
氮含量逐渐降低，变化范围为10．10～12．90mg·g．1。其
中，重度沙化区(0—900m)蔓荆子叶片氮平均含量为
12．50mg·g一，中度沙化区(900～2400m1为10．98mg·g～，
轻度沙化区f2400～3000m)为10．92mg·g～，重度、中
度及轻度沙化区蔓荆子叶片氮含量存在显著差异
(F=5．45，p<0．05)。蔓荆子叶片磷含量变化范围为
0．87～1．35mg·g～，随着沙化程度的降低其变化趋势与
叶片氮含量相似，表现出重度沙化区的叶片磷含量高
于中度及轻度沙化区(图2)。
由于沙山养分含量低，蔓荆子叶片氮、磷含量总
体保持较低的水平，但仍表现出随沙化程度的增加而
增加的趋势。研究表明在干旱生境下保持较高的叶片
氮含量是一种有效的节水方式，使得在较低的气孔导
度下获得较高的光合速率[71。沙山尽管处于亚热带湿
润区，年降水达到1310rfllTl，但沙地日照强、地表温
度高(最高地表温度69．5℃)、地表蒸发强(年蒸发量
1880mm)，再加上沙地保水能力差，使得水分成为
沙山植物生长的重要限制因子。沙化程度的增加意味
着地表裸露面积的增加及地表蒸发量的进一步增加，
最终导致土壤水分的进一步亏缺。因此，蔓荆子叶片
氮、磷含量所表现出来的随着沙化程度的增加而增加
的规律是对沙山水分胁迫的一种生理适应，生长在重
度沙化地区的蔓荆子保持相对较高的叶片氮、磷水平
有利于提高水分利用效率。
1．4
嘲’：
妊邑I．I
擎皇
吉嚣
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O．8
距湖岸线距离
Distanceawayfromlakeside(m)
误差线表示标准误差TheiTofbarshowedthestandarder or
图2蔓荆子叶片氮、磷含量随距离湖岸线远近的变化
Fig．2VariationofleafNandPofWgextrifoliaLinn．vat．simplicifoliaCha nwiththedistancewayfromlakeside
O
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万方数据
2期 胡启武，等：鄱阳湖沙山优势植物种叶片氮磷特征 101
3．3沙山植物氮、磷比值
14种优势植物氮、磷比值变化范围为2．8～19．4，
平均值为9．0，低于中国(16．35)及全球(13．8)植物氮
磷比值。其中草本氮磷比值(9．7)高于灌木(9．1)和乔禾’
(5．6)。在所有植物中，小叶女贞氮磷比值最高，达到
19．4。胡枝子氮磷比值最低，仅为2．8(表1)。蔓荆
子氮磷比值变化范围为9．36—12．65，随着沙化程度的
降低氮磷比值有增加的趋势。
叶片氮与叶片磷的比率可以指示植物是氮受限
还是磷受限，N：P比小于14通常意味着氮受限，而
N：P比大于16则意味着植物更多的受到磷的限制【5，10,
11l。鄱阳湖沙山植物叶片N：P平均比值为9．0，这表
明沙山植物的生长更多地受氮的限制。
4结论(Conclusion)
(1)鄱阳湖沙山14种优势植物叶片氮、磷含量
平均值分别为10．21mg·g一、1．24mg·g一，较低的叶片
氮、磷含量主要受极低的土壤养分含量影响。
(2)蔓荆子叶片氮、磷含量受沙山土壤养分含
量低的影响，总体保持较低水平，同时表现出随沙化
程度的增加而增加的趋势，这是一种对于水分胁迫的
生理适应，以提高水分利用效率。
(3)鄱阳湖沙山14种优势植物的叶片N：P平均
比值为9．0，说明沙山植物的生长主要受氮的限制。
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万方数据
鄱阳湖沙山优势植物种叶片氮磷特征
作者： 胡启武， 郑林， 吴琴， 李晓峰， 曹昀， 丁明军， HU Qi-wui， ZHENG Lin， WU Qin
， LI Xiao-feng， CAO Yun， DING Ming-jun
作者单位： 江西师范大学地理与环境学院,鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室,南昌,330022
刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGICAL SCIENCE
年，卷(期)： 2010,29(2)

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