火燒和砍伐對疏葉駱駝刺葉片生態化學計量特征的影響

趙生龍，曾凡江，張 波，李嘗君，劉 波，高歡歡

（1.中國科學院 新疆生態與地理研究所 荒漠與綠洲生態國家重點實驗室，烏魯木齊830011；2.新疆策勒荒漠草地生態系統國家野外科學觀測試驗站，新疆 策勒848300；3.中國科學院干旱區生物地理與生物資源重點實驗室，烏魯木齊830011；4.中國科學院大學，北京100049）

火燒和砍伐對疏葉駱駝刺葉片生態化學計量特征的影響

趙生龍1，2，3，4，曾凡江1，2，3，張 波1，2，3，4，李嘗君1，2，3，4，劉 波1，2，3，高歡歡1，2，3，4

（1.中國科學院 新疆生態與地理研究所 荒漠與綠洲生態國家重點實驗室，烏魯木齊830011；2.新疆策勒荒漠草地生態系統國家野外科學觀測試驗站，新疆 策勒848300；3.中國科學院干旱區生物地理與生物資源重點實驗室，烏魯木齊830011；4.中國科學院大學，北京100049）

以塔克拉瑪干沙漠南緣綠洲—沙漠過渡帶的優勢植物——疏葉駱駝刺為研究對象，設置春季砍伐、春季火燒、秋季砍伐和對照處理，研究了干擾對疏葉駱駝刺葉片N，P，K生態化學計量特征的影響。結果表明：春伐和火燒處理下，疏葉駱駝刺葉片N，P和K含量隨季節變化顯著降低，而N：P無明顯差異；秋伐處理下，葉片N含量及N：P先降低后上升，K含量先升高后降低，P含量則無明顯差異。不同干擾下疏葉駱駝刺葉片N，P，K含量及其N：P的季節變異分析顯示，火燒處理下其N，P，K季節變異最大，分別為：22.32%，20.43%，28.27%；春伐處理下，N及N：P季節變異最小，分別為16.29%，8.67%；秋伐處理下P季節變異最小，為8.64%；對照處理下，K季節變異最小，為8.11%，N：P季節變異最大，為24.26%。生長季節與干擾處理對疏葉駱駝刺葉片N，P，K含量及其N：P影響的方差分析顯示，疏葉駱駝刺葉片N及N：P主要受生長季節與干擾的交互作用影響，而P及K含量主要受生長季節的影響。

疏葉駱駝刺；砍伐；火燒；N，P，K；季節變化

氮（N）、磷（P）和鉀（K）作為植物生長發育所必須的主要元素，它們對植物的生長和生理機能的調節起著非常重要的作用[1]。國外對N，P，K的研究及應用較多，而國內起步相對較晚，但發展較為迅速。國內多位學者從不同角度（包括不同空間尺度、不同植被類型以及不同演替階段）對其進行了研究[2-6]。它不僅有助于研究植物養分平衡，而且在揭示植物通過改變養分利用策略，適應環境變化方面具有重要意義。

疏葉駱駝刺（Alhagi sparsifoliaShap.）是塔南沙漠—綠洲過渡帶的主要優勢植物種之一[7-8]，分布面積廣，在極端干旱環境下適應性較強。自然條件下生長的疏葉駱駝刺群落具有較大的生態防護效益和社會經濟價值，是策勒綠洲前沿風沙災害的主要生態屏障，其生態防護效益主要體現在防風固沙、抑制草場退化、改善周圍環境等方面[8]。疏葉駱駝刺還是一種優良的牧草資源，可以減輕人畜爭糧矛盾，具有較大的經濟價值[9]。隨著塔南地區人口的不斷增加，以及當地居民的過度放牧和采伐，疏葉駱駝刺植被遭受大面積的破壞。砍伐和火燒作為當地主要的干擾方式，對綠洲—沙漠過渡帶的自然植被帶來很大影響。有研究表明，火燒和砍伐對疏葉駱駝刺的更新以及生長有著重要的影響[10-11]。但它對疏葉駱駝刺葉片N，P，K化學計量的研究較少。同時，國內外對于植物N，P，K雖展開了大量研究，但多集中于濕地、森林和草地，對荒漠生態系統研究較少。

鑒于此，針對塔克拉瑪干南緣的疏葉駱駝刺優勢植物群落的幾種常見的干擾方式（春伐、秋伐、火燒），通過對不同干擾方式下疏葉駱駝刺葉片的N，P，K含量特征進行研究，進一步揭示疏葉駱駝刺在不同利用方式下的養分限制狀況，以期為更加合理地開發與利用疏葉駱駝刺提供科學理論依據。

1 研究區域與研究方法

1.1 研究區概況

研究區位于塔克拉瑪干沙漠南緣的策勒綠洲—沙漠過渡帶，試驗在新疆策勒荒漠草地生態系統國家野外科學觀測試驗站的長期監測樣地內進行。策勒國家站位于策勒綠洲西北部，地理坐標80°03′24″—82°10′34″E，35°17′55″—39°30′00″N，平均海拔為1 371 m。策勒綠洲的東西兩個方向被自然植被所包圍，南部與流動沙丘和戈壁相連，北部與塔克拉瑪干沙漠連接。該地區屬于暖溫帶極端干旱荒漠氣候，夏季炎熱，干旱少雨，光照充足，日照時間長，晝夜溫差大，風沙災害尤為嚴重。年平均氣溫11.9℃，極端最高氣溫41.9℃，極端最低氣溫-23.9℃。年均降水量為35.1 mm，且主要集中在5月和7月。蒸發量高達2 595.3 mm，干燥度20.8。綠洲外圍主要植物種有疏葉駱駝刺、多枝怪柳等草本和灌木。其前沿過渡帶分布的5～10 km的自然植被，是當地牲畜飼料和薪柴的重要來源[12]。

1.2 試驗設計

本研究選用策勒綠洲—荒漠過渡帶間自然生長的多年生疏葉駱駝刺作為研究對象。于2013年在策勒綠洲—荒漠過渡帶間選擇地勢平坦、地下水位一致的自然生長的疏葉駱駝刺群落，設置16個10 m×10 m長期固定的試驗樣地，并用圍欄保護，防止外界人為或牲畜的干擾。群落內主要以疏葉駱駝刺為主，伴生有花花柴[Kareliniacaspia（Pall.）Less]、怪柳（Tamarix ramosissima）以及沙蓬[Agriophyllum squarrosum（L.）Moq.]等短命植物等。其中12塊試驗樣地用3種不同的處理方法來代表當地主要的人為干擾方式：（1）春季砍伐（CS）。代表人類在綠洲—沙漠過渡帶上開墾過程中的一種干擾方式，處理方法為：在2014年4月將樣地內所有疏葉駱駝刺植株齊地面砍伐；（2）秋季砍伐（CF）。代表當地居民常規和傳統的收獲利用方式，砍伐方法和春季砍伐一樣，砍伐時間為2013年10月；（3）春季火燒（BS）。代表綠洲—沙漠過渡帶上人類在開墾過程中的另一種干擾方式，處理方法為：在2014年4月對樣地內的疏葉駱駝刺植被地上部分進行人為火燒處理；（4）對照（CK）。自然生長的疏葉駱駝刺樣地。

1.3 采樣和指標測定

分別于2014年8月、9月、10月在每個處理下的4塊樣地中選擇8～10株生長良好且沒有遮陰的個體作為取樣植株，選取樣株時盡量保證同一處理下的植株大小一致，在選定的樣株上采集上部位帶健康、成熟葉片的小枝，帶回實驗室后將其莖、葉、刺分開，后裝入自封袋。首先將植物樣品置于105℃的烘箱中烘15 min進行殺青處理，然后降低烘箱溫度至75℃烘干至恒量。對烘干后的疏葉駱駝刺葉片進行粉碎，過100目篩，裝袋封存，用于N，P，K的測定。按照國家有關標準分析方法[13]，N含量采用FOSS全自動定氮儀測定，P含量采用高氯酸、硫酸消化，鉬銻抗比色法測定，K的測定采用火焰光度法，使用Cary 60紫外分光光度計測定，測定結果以單位質量的養分含量（g/kg）表示。

1.4 數據處理

數據的前期處理用Excel 2007軟件完成，并使用Origin 8.0軟件作圖。不同干擾處理下的疏葉駱駝刺N，P，K含量差異顯著性檢驗采用單因素方差分析方法，變異系數（coefficient of variation，CV）用公式CV=標準誤差/平均值×100%計算得出。不同干擾處理和生長階段對疏葉駱駝刺葉片N，P，K化學計量特征的影響結果采用兩因素方差分析方法分析。所有數據均采用SPSS 19.0統計軟件進行處理與分析，顯著度水平為0.05。

2 結果與分析

2.1 不同干擾處理下疏葉駱駝刺葉片N,P,K以及N：P含量的動態變化特征

不同干擾下疏葉駱駝刺葉片N，P，K含量及其N：P從生長旺季到衰退期內的變化規律不一致，并且不同元素在不同干擾下差異顯著（圖1）。4種干擾下不同生長階段的N含量變化范圍為10.01～22.40 g/kg，平均值為（16.09±3.75）g/kg。N含量在對照中先升高后保持穩定，春伐干擾下是先升高后降低，秋伐則是先降低后上升，而火燒干擾下疏葉駱駝刺葉片N含量隨著植物的生長逐漸降低（圖1A）。P含量在不同生長階段的變化范圍為0.84～1.69 g/kg，平均值為（1.24±0.22）g/kg。P含量在火燒處理最高，并隨著疏葉駱駝刺的衰老，P含量顯著降低；對照則呈先上升后降低趨勢，春伐和秋伐均降低（圖1B）。K含量在不同生長階段的變化范圍在11.99～29.97 g/kg，平均值為（19.75±4.58）g/kg。K含量在火燒和春伐處理下，隨著疏葉駱駝刺生長其顯著降低，對照則是先下降后趨于穩定，而秋伐呈先上升后降低趨勢（圖1C）。N：P在不同生長階段的變化范圍在7.13～17.02，平均值為（13.00±2.25）。N：P中，秋伐為先降低后上升，而春伐則是先上升后趨于穩定，火燒處理下葉片N：P比呈緩慢下降趨勢，至于對照則呈上升趨勢（圖1D）。

圖1 不同干擾處理下疏葉駱駝刺葉片N，P，K及其N：P的動態變化特征（平均值±標準差）

2.2 不同干擾處理下疏葉駱駝刺葉片N,P,K含量及其計量比的變異特征

不同干擾下疏葉駱駝刺葉片N，P，K含量及其計量比的變異特征不同（表1）。疏葉駱駝刺葉片N含量的變異整體較大，其變異系數均大于10%，其中火燒處理下的變異系數最大，為22.32%。植物葉片P含量的變異，僅秋伐處理下的變異系數（8.64%）小于10%，其余3種處理均大于10%，火燒處理的變異系數最大，為20.43%。植物葉片K含量的變異，在對照下變異系數最小，為8.11%，而火燒的變異系數最大，為28.27%。疏葉駱駝刺葉片N：P含量的變異，春伐和火燒的變異系數均小于10%，分別為8.67%和9.47%，而對照的變異系數最大，為24.26%。

不同生長階段疏葉駱駝刺葉片N，P，K含量及其計量比的變異特征也存在較大差異（表2）。植物葉片N含量中，僅10月份變異系數小于10%，其余月份均大于20%。而在P含量中，整體變異較小，僅8月份變異大于10%。植物葉片K及N：P中，不同月份變異系數均高于10%，K在8月份變異系數最大，為18.41%；而N：P在10月份變異系數最小，為11.58。

綜合來看，4種干擾下疏葉駱駝刺葉片所有元素含量及其計量比變異系數均較高，變化范圍為14.87%～20.4%，其中K含量變異系數最高為20.4%，N：P變異系數為14.87%。

表1 不同干擾處理下疏葉駱駝刺葉片N,P,K含量及其化學計量比的變化

表2 不同生長階段疏葉駱駝刺葉片N,P,K含量及其計量比的變化

2.3 不同干擾處理和季節變化對疏葉駱駝刺葉片N,P,K及其N：P的影響

疏葉駱駝刺葉片N，P，K及其N：P受不同的采樣時間和不同干擾處理的單因素及其兩因素的交互影響程度各不相同（表3）。疏葉駱駝刺葉片N含量主要受生長和處理的交互影響，其離差平方和達到376.96，但生長和處理對疏葉駱駝刺葉片N含量影響也達到顯著性水平。疏葉駱駝刺葉片P含量主要受生長階段的影響，其次為處理與生長的交互作用，但不同處理對葉片P含量的影響也達到顯著性水平。與P含量相似，疏葉駱駝刺葉片K含量主要受生長階段的影響，其離差平方和達到538.22，其次為處理與生長階段的交互作用，但不同處理對葉片K含量的影響也達到顯著性水平。疏葉駱駝刺葉片N：P則主要受生長與處理的交互作用，其次為處理，受生長階段的影響最小，但它對葉片N：P的影響也達到顯著性水平。

表3 不同干擾處理下疏葉駱駝刺葉片N,P,K含量及其化學計量比的變異來源分析

3 討論

營養元素在植物體中的分布與動態變化特征，不僅反映了植物自身生物學特征，還受生長環境，如土壤、水分等方面的影響[14]。此外，植物對養分的需求量以及植物發育階段等因素也對其有一定影響[15-16]。在本研究中，不同干擾處理下疏葉駱駝刺葉片在不同生長階段的平均N含量為（16.09±3.75）g/kg，顯著低于全球水平20.1 g/kg[17]；平均 P含量為（1.24±0.22）g/kg，低于全球葉片P含量1.99 g/kg[18]；而葉片平均N：P為13.00±2.25，也低于Han等[19]報道的結果。本文的研究結果中，除氮元素外，P及N：P的變化范圍均落在李玉霖等[20]關于北方典型荒漠地區214種植物葉片氮磷分布特征的研究范圍中。

有研究表明，植物葉片N，P，K等元素含量在不同的生長階段差異很大[19，21]。本研究中，疏葉駱駝刺葉片N含量在對照條件下呈增加趨勢，P含量是先升高后降低，K含量的變化幅度不大，而N：P比則是逐漸增大，這與?gren[22]對陸地生態系統的N：P變化趨勢的總結又略有不同，他認為在植物生長初期N：P逐漸降低，到生長旺季達到最低，生長末期又回升至初期，而后隨葉片衰老，N：P逐漸降低。本研究結果顯示，疏葉駱駝刺從生長旺季到衰老階段葉片的N：P呈上升趨勢，這可能與豆科植物特有的氮素吸收機制有關。

火燒和刈割作為生態系統管理的重要措施，可迅速改變養分循環[23]。本研究中，春伐、秋伐、火燒3種干擾處理下，葉片N含量整體呈降低趨勢。尤其是火燒處理下，葉片N含量降低幅度最大。可能的原因是火燒影響了該區域土壤微生物群落[24]，減少了土壤水分含量，尤其在荒漠地區，土壤有效養分的釋放與轉移受土壤水分影響較大，進而對駱駝刺植物養分含量的影響較大。也有研究發現火燒對植物對于光和養分的利用有一定影響[25]。但在本試驗中，火燒是否對疏葉駱駝刺葉片的光合有影響，還需進一步研究。P含量整體呈下降趨勢，這可能是因為，在8月份，溫度較高，光照強烈，光合速率較高，而N，P作為蛋白質和RNA的組成元素[26-27]，因而其含量較高。隨著季節的變化，一方面，溫度降低，導致其光合速率降低，因而N，P含量下降；另一方面，植物在生長季末的養分回收也是導致其降低的原因。

研究表明，N和P元素對植物的生長和發育起著非常重要的作用，而葉片N：P對群落結構常起到指示作用，它可作為判斷環境對植物生長的養分供應狀況的指標[28-32]。當葉片N：P＜14時，植物生長主要受到N限制；當N：P＞16時，植物生長主要受P限制；當14＜N：P＜16時，植物生長受N和P共同限制[33]。在本文中，研究區不同干擾下疏葉駱駝刺葉片N：P在不同生長階段平均值分別為12.55，12.50，13.97，明顯小于14，表明該區域疏葉駱駝刺生長可能主要受到N限制。這與一般植物生長多受P元素的限制，主要是因為環境為植物提供的可直接被吸收利用的P相對于N會更少有所不同[31]。但駱駝刺作為一種具有生物固氮能力的豆科植物，其生長的首要限制因素是否是N，還需要試驗進一步驗證。

我們可以通過植物葉片N，P含量以及N：P的變異來解釋植物的遺傳特性或對環境的適應結果。李玉霖等對北方荒漠地區植物葉片N，P含量及其計量比的研究中得出：植物葉片N含量的變化范圍為6.8～52.1 mg/g，葉片P含量的變化范圍為0.13～7.15 mg/g，N：P的變化范圍為4.6～52.4[20]。綜合分析本文4種干擾處理下疏葉駱駝刺葉片N，P，K含量及其計量比的季節變異發現，疏葉駱駝刺葉片N含量的變異系數最大，其次為K和P，葉片N：P的變異系數最小。本研究得出，不同干擾處理下的疏葉駱駝刺葉片N含量變化范圍為10.01～22.40 g/kg，P含量變化范圍為0.84～1.69 g/kg，N：P變化范圍為7.13～17.02，均落在李玉霖等[20]對北方荒漠植物葉片氮磷化學計量的研究結果之內。其中P含量的變化范圍又在牛得草等[34]在阿拉善荒漠區的研究結果之內，而N含量以及N：P的變化下限相對較低。針對單一處理下疏葉駱駝刺葉片N，P，K含量及其N：P計量比的季節變異分析顯示，由于季節變異所計算的變異系數變化范圍分別為16.29%～22.32%，8.64%～20.43%，8.11%～28.27%，8.67%～24.26%。作為細胞結構與功能最重要的生命元素，N，P，K的含量及其N：P隨植物的生長發育而發生變化[35]。本研究中，P及K均主要受生長階段的影響，其次為不同處理與生長季節的交互作用，受不同處理的影響最小；而N含量及N：P主要受處理與生長季節的交互作用影響，但不同處理和生長階段對葉片N含量及N：P的影響也達到了顯著性水平。

4 結論

疏葉駱駝刺作為策勒綠洲前沿風沙災害的主要生態屏障，具有較大的生態防護效益和社會經濟價值。砍伐和火燒作為當地疏葉駱駝刺主要的管理措施，對綠洲—過渡帶的疏葉駱駝刺植被帶來很大影響。雖然火燒和砍伐可以促進疏葉駱駝刺的更新以及生長，但是也會影響植物養分平衡，進而改變植物養分利用策略。本研究通過長期野外試驗研究發現，春伐和火燒2種干擾處理下，不同季節葉片N，P和K含量整體呈降低趨勢，尤其是火燒處理下，其含量降低幅度最大。相對于春伐而言，秋伐處理對疏葉駱駝刺葉片N，P和K含量的影響較小。此外，疏葉駱駝刺葉片N及N：P主要受生長季節與干擾的交互作用影響，而P及K含量主要受生長季節的影響。因此，為了更加合理地開發與利用疏葉駱駝刺，我們推薦秋伐作為疏葉駱駝刺植被主要的管理措施。

[1]Sardans J，Rivas-Ubach A，Penuelas J.The elemental stoichiometry of aquatic and terrestrial ecosystems and its relationships with organismic lifestyle and ecosystem structure and function：a review and perspectives[J].Biogeochemistry，2012，111（1/3）：1-39.

[2]張麗霞，白永飛，韓興國.N：P化學計量學在生態學研究中的應用[J].植物學報：英文版，2003，45（9）：1009-1018.

[3]高三平，李俊祥，徐明策，等.天童常綠闊葉林不同演替階段常見種葉片N，P化學計量學特征[J].生態學報，2007，27（3）：947-952.

[4]王紹強，于貴瑞.生態系統碳氮磷元素的生態化學計量學特征[J].生態學報，2008，28（8）：3937-3947.

[5]馬露莎，陳亞南，張向茹，等.黃土高原刺槐葉片生態化學計量學特征[J].水土保持研究，2014，21（3）：57-61.

[6]王寧，張有利，王百田，等.山西省油松林生態系統碳氮磷化學計量特征[J].水土保持研究，2015，22（1）：72-79.

[7]李小明，張希明.塔克拉瑪干沙漠南緣自然植被的水分狀況及其恢復[J].生態學報，2003，23（7）：1449-1453.

[8]曾凡江，李向義，張希明，等.策勒綠洲多枝怪柳灌溉前后水分生理指標變化的初步研究[J].應用生態學報，2002，13（7）：849-853.

[9]董志國，張蘇江.干旱荒漠區駱駝刺資源利用[J].中國草地，2000（4）：73-75.

[10]李海峰，曾凡江，桂東偉，等.不同干擾方式對疏葉駱駝刺形態特征及地上生物量的影響[J].應用生態學報，2012，23（1）：23-28.

[11]高歡歡，曾凡江，魯艷，等.不同干擾方式對疏葉駱駝刺生長及生理特征的影響[J].草業學報，2015，24（2）：202-207.

[12]Bruelheide H，Vonlanthen B，Jandt U，et al.Life on the edge：to which degree does phreatic water sustain vegetation in the periphery of the Taklamakan Desert[J].Applied Vegetation Science，2010，13（1）：56-71.

[13]鮑士旦.土壤農化分析[M].3版.北京：中國農業出版社，2005.

[14]劉長娥，楊永興.九段沙蘆葦濕地生態系統N，P，K的循環特征[J].生態學雜志，2008，27（3）：418-424.

[15]He J S，Wang L，Flynn D F B，et al.Leaf nitrogen：phosphorus stoichiometry across Chinese grassland biomes[J].Oecologia，2008，155（2）：301-310.

[16]Coste S，Roggy J C，Imbert P，et al.Leaf photosynthetic traits of 14 tropical rain forest species in relation to leaf nitrogen concentration and shade tolerance[J].Tree Physiol，2005，25（9）：1127-1137.

[17]Reich P B，Oleksyn J.Global patterns of plant leaf N and P in relation to temperature and latitude[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2004，101（30）：11001-11006.

[18]Elser J J，Sterner R W，Gorokhova E，et al.Biological stoichiometry from genes to ecosystems[J].Ecology Letters，2000，3（6）：540-550.

[19]Han W，Fang J，Guo D，et al.Leaf nitrogen and phosphorus stoichiometry across 753 terrestrial plant species in China[J].New Phytologist，2005，168（2）：377-385.

[20]李玉霖，毛偉，趙學勇，等.北方典型荒漠及荒漠化地區植物葉片氮磷化學計量特征研究[J].環境科學，2010，31（8）：1716-1725.

[21]吳統貴，吳明，劉麗，等.杭州灣濱海濕地3種草本植物葉片N，P化學計量學的季節變化[J].植物生態學報，2010，34（1）：23-28.

[22]?gren G I.Stoichiometry and nutrition of plant growth in natural communities[J].Annual Review of Ecology，Evolution and Systematics，2008，39：153-170.

[23]劉超，王洋，王楠，等.陸地生態系統植被氮磷化學計量研究進展[J].植物生態學報，2012，36（11）：1205-1216.

[24]楊文燕，宋長春，張金波.燒荒對土壤性質的影響[J].水土保持研究，2004，11（2）：187-188.

[25]Cui Q，LüX T，Wang Q B，et al.Nitrogen fertilization and fire act independently on foliar stoichiometry in a temperate steppe[J].Plant and Soil，2010，334（1/2）：209-219.

[26]Elser J J，Sterner R W，Gorokhova E，et al.Biological stoichiometry from genes to ecosystems[J].Ecology Letters，2000，3（6）：540-550.

[27]Niklas K J，Owens T，Reich P B，et al.Nitrogen/phosphorus leaf stoichiometry and the scaling of plant growth[J].Ecology Letters，2005，8（6）：636-642.

[28]Vitousek P.Nutrient cycling and nutrient use efficiency[J].American Naturalist，1982，119（4）：553-572.

[29]Wassen M J，Olde Venterink H G M，Swart E O A M.Nutrient concentrations in mire vegetation as a measure of nutrient limitation in mire ecosystems[J].Journal of Vegetation Science，1995，6（1）：5-16.

[30]Aerts R，Chapin F S I.The mineral nutrition of wild plants revisited：a re-evaluation of processes and patterns[J].Advances in Ecological Research，1999，30（8）：1-67.

[31]Güsewell S，Koerselman W.Variation in nitrogen and phosphorus concentrations of wetland plants[J].Perspectives in Plant Ecology Evolution and Systematics，2002，5（1）：37-61.

[32]Güsewell S.N：P ratios in terrestrial plants：variation and functional significance[J].New Phytologist，2004，164（2）：243-266.

[33]Aerts R.Interspecific competition in natural plant communities：mechanisms，trade-offs and plant-soil feedbacks[J].Journal of Experimental Botany，1999，50（330）：29-37.

[34]牛得草，李茜，江世高，等.阿拉善荒漠區6種主要灌木植物葉片C：N：P化學計量比的季節變化[J].植物生態學報，2013，37（4）：317-325.

[35]Kerkhoff A J，Enquist B J，Elser J J，et al.Plant allometry，stoichiometry and the temperature-dependence of primary productivity[J].Global Ecology and Biogeography，2005，14（6）：585-598.

Effects of Burning and Cutting on Leaf Ecological Stoichiometry Characteristics of Alhagi sparsifolia

ZHAO Shenglong1，2，3，4，ZENG Fanjiang1，2，3，ZHANG Bo1，2，3，4，LI Changjun1，2，3，4，LIU Bo1，2，3，GAO Huanhuan1，2，3，4
（1.State Key Laboratory of Desert and Oasis Ecology，Xinjiang Institute of Ecology and Geography，Chinese Academy of Sciences，Urumqi830011，China；2.Cele National Station of Observation and Research for Desert-Grassland Ecosystems，Cele，Xinjiang848300，China；3.Key Laboratory of Biogeography and Bioresource in Arid Zone，Chinese Academy of Sciences，Urumqi830011，China；4.University of Chinese Academy of Sciences，Beijing100049，China）

Taking the dominant plantAlhagi sparsifoliaat the southern fringe of Taklimakan Desert as sample，we examined the effects of different disturbances treatments（cutting in spring，cutting in fall and burning in spring）on leaf N，P and K ecological stoichiometry characteristics.The results showed that N，P and K concentrations ofAlhagi sparsifolialeaf were significantly lower under cutting in spring and burning treatments along with the seasonal variation，while N：P mass ratio was no obvious variation.The N concentration and N：P mass ratio of leaf first decreased and then increased，and K concentration first increased then decreased under cutting in fall treatments，at the same time，P concentration was no obvious variation.Based on variation analysis among different seasons within different treatments ofAlhagisparsifolialeaf，N，P，K concentrations were more seasonal dynamic under the treatment of burning in spring than the other treatments，which were 22.32%，20.43%，28.27%，respectively，seasonal dynamics of N concentration and N：P mass ratio under treatment of cutting in spring were less than the other treatments，which were 16.29%，8.67%，respectively.P concentration under the treatment of cutting in fall was less seasonal dynamic than the other treatments，which was 8.64%.K concentration was less seasonal dynamic and in N：P mass ratio was more seasonal dynamics under control treatment than the other treatments，which were 8.11%，24.26%，respectively.With growth stage and treatments as independent factors，factorial analysis of variation for N，P and K concentrations and N：P mass ratio showed thatAlhagi sparsifolialeaf N concentration and N：P mass ratio were mainly determined by an interaction between growth stage and disturbance，while leaf P and K concentrations were mainly determined by growth stage of plant.

Alhagi sparsifolia；cutting；burning；N，P，K；dynamic variation

Q945.79

A

1005-3409（2017）01-0084-06

2015-11-05

2015-12-04

新疆自治區科技重大專項（201130106-1）；國家基金委—新疆聯合基金重點項目（U1203201）；國家自然科學基金（41371516）

趙生龍（1989—），男，甘肅永登縣人，碩士研究生，研究方向為荒漠植物生理生態。E-mail：13619398146＠163.com

曾凡江（1966—），男，河南鎮平人，研究員，博士生導師，主要從事荒漠植物生理生態研究。E-mail：zengfj＠ms.xjb.ac.cn