城市環境下幾種園林樹木養分利用效率的研究

張凱

摘 要：以常見的園林樹木為研究對象，對位于合肥市安徽農業大學校園內及周邊主要道路的園林樹木養分利用效率進行了研究。結果表明：N利用效率（NUEN）變動在63.7～171.0g/g，P利用效率（NUEP）變動在303.8～4039.4g/g;落葉樹種的氮、磷利用效率皆低于常綠樹種;落葉樹種的NUEN與NUEP呈極顯著正相關，常綠樹種NUEN與NUEP相關性不顯著;所有樹種放在一起分析，NUEN與NUEP亦呈極顯著正相關;不同立地條件下，相同樹種氮和磷的利用效率存在一定差異。

關鍵詞：養分利用效率;園林樹木;城市環境

中圖分類號 S687.1文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2020）15-0069-03

Abstract： Nitrogen and phosphorus use efficiencies of major urban trees in Anhui agricultural university campus and surrounding main roads were investigated. The result from this study showed that nitrogen use efficiency （NUEN） varied from 63.7 to 171.0g/g and phosphorus use efficiency （NUEP） from 303.8 to 4039.4g/g. NUEN and NUEP of deciduous tree species was lower than that of evergreen ones. NUEN and NUEP of deciduous tree species were significantly positively correlated， while the NUEN and NUEP of evergreen tree species were not significantly correlated. NUEN was significantly correlated with NUEP for all tree species. Some differences in NUEN and NUEP were found for the same species in different sites.

Key words： Nutrient use efficiency; Urban trees;Urban environment

植物的養分利用效率（Nutrient use efficiency，NUE）是用于描述那些影響具有潛在限制作用的養分，特別是N、P，在凋落和養分再吸收2個途徑之間的分配等多種生理學過程及其與生長速率之間的關系[1-8]。關于養分利用效率的表述方式至少有13種之多[5]，但目前仍沒有一個完美的計算養分利用效率的方法。筆者采用目前應用較廣的Vitousek[4]和Aerts[1]提出的關于多年生植物養分利用效率的方法，對合肥市主要園林樹種的N、P利用效率進行了初步研究，以探討在城市環境下多年生植物養分利用特性，為園林植物栽培和養護管理提供理論依據和可行措施。

1 材料與方法

1.1 調查地概況 調查地位于合肥市安徽農業大學校園內及其周邊主要道路的綠化帶。該地區屬于北亞熱帶濕潤季風氣候，冬寒夏熱，春秋溫和，年平均氣溫15.5℃左右，年平均降水量在940～1000mm。土壤為黃棕壤，質地粘重，肥力較低。

1.2 研究方法

1.2.1 樣品采集 于各樹種的落葉高峰期收集新鮮落葉，多點采樣混合樣品。

1.2.2 樣品分析 用水快速沖洗植物葉表面的滯塵，擦干水分后置于60℃干燥箱中烘干至恒重。經粉碎機粉碎后，裝入具內塞的瓶內保存供試。將土壤樣品晾攤于瓷盤內，置室內通風處自然風干，碾細后過2mm篩，裝入具內塞的瓶內保存供試。植物落葉及土壤全N含量采用凱氏定氮法測定，植物落葉全P含量采用高氯酸-濃硫酸-鉬銻抗比色法測定，土壤速效磷采用鹽酸-氟化氨法測定。養分利用效率按式（1）、（2）計算。

氮利用效率（NUEN）=凋落葉質量/凋落葉中N含量 （1）

磷利用效率（NUEP）=凋落葉質量/凋落葉中P含量 （2）

1.2.3 數據分析 利用DPS數據處理系統的Duncan新復極差法和Student-t測驗對不同生活型樹種的養分濃度和養分利用效率進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同樹種養分的利用效率 由表1可以看出，環城公園重陽木落葉的全N濃度最高（15.7g/kg），最低的是安農大校園內石楠（5.8g/kg），全部樹種的平均值為10.7g/kg;落葉的全P含量最高的是安農大校園內的銀杏（3292.1mg/kg），最低的是安農大校園內的石楠（247.6mg/kg），全部樹種的平均值為1075.3g/kg;安農大校園內石楠的NUEN最高（171.0g/g），最低的是環城公園的重陽木（63.7g/g），全部樹種的平均值為106.7g/g;NUEP最高的是安農大校園內石楠（4039.4g/g），最低的是安農大校園內的銀杏（303.8g/g），全部樹種的平均值為1589.5g/g。

由表1可知，不同生活型之間，落葉樹種落葉的全N含量和NUEN的平均值分別為12.6g/kg和87.6g/g，常綠樹種落葉的全N含量和NUEN的平均值分別為7.3g/kg和141.1g/g，兩者在5%的顯著水平上無論是全N含量還是NUEN皆差異顯著（t=3.630，p=0.004;t=3.157，p=0.008）;落葉樹種落葉的全P含量和NUEP的平均值分別為1302.5mg/kg和1167.9g/g，常綠樹種落葉的全P含量和NUEP的平均值分別為666.5mg/kg和2348.5g/g，兩者在5%的顯著水平上無論是全P含量還是NUEP均不存在顯著差異（t=1.458，p=0.170;t=1.817，p=0.094）。由此可以看出，常綠樹種落葉的全N含量和NUEN顯著大于落葉樹種，而常綠樹種落葉的全P含量和NUEP亦大于落葉樹種，但差異并不顯著。此外，不同立地條件下，相同的樹種氮和磷的利用效率也不盡相同。

2.2 不同樹種氮磷利用效率的相關性 由圖1可知，所有樹種落葉的全N和全P的濃度呈顯著正相關（R2=0.363，p=0.02）。分別對常綠樹種和落葉樹種進行分析發現，常綠樹種落葉的全N和全P的濃度呈顯著正相關（R2=0.778，p=0.05），落葉樹種落葉的全N和全P的濃度則無明顯相關性（R2=0.193，p=0.24）。

由圖2、3可以看出，落葉樹種的NUEN與NUEP呈極顯著正相關（R2=0.834，p=0.0007），常綠樹種NUEN與NUEP相關性不顯著（R2=0.734，p=0.06）。而將所有樹種放在一起進行分析發現NUEN與NUEP亦呈極顯著正相關（R2=0.755，p=0.00005）。

3 結論與討論

植物養分利用效率能反映植物對所處生境的適應情況。本研究采用Vitousek[4]和Aerts[1]提出的方法計算各樹種葉水平上的養分利用效率，雖不能反映整株植物（包括地上部分和地下部分）的養分利用狀況，但可大致反映植物地上部養分利用效率的情況，其結果對于了解多年生植物養分利用的特性仍具有積極意義。

研究結果表明：在合肥市城市環境下，常綠樹種比落葉樹種具有更高的養分利用效率，這與常綠樹種具有更長的葉片脫落持續時間和更低的養分損失率有關。此結論與許多學者得出的結論一致[1，2，9]。供試的常綠樹種落葉的全N和全P含量呈極顯著正相關性，即對于常綠樹種而言在產生氮的同時亦產生了磷，但這是否具有普遍規律還有待于進一步研究。

王希華[7]對天童國家森林公園若干樹種葉水平上養分利用效率的研究表明：常綠植物NUEN與NUEP呈正相關，落葉植物的NUEN與NUEP相關性不顯著，所有植物放在一起進行分析，NUEN與NUEP呈正相關。這與本研究結論不盡相同。將2個研究的指標數據放在一起進行分析發現，不論是常綠植物（R2 =0.358，p=0.00007）、落葉植物（R2=0.279，p=0.008）還是所有植物（R2=0.397，p=0.00000）的NUEN與NUEP均呈極顯著正相關。這種差異可能是由于研究的樹種不同或者是植物所處生境不同造成的，實驗分析的樣本數量亦有可能是其中原因之一。因此，常綠植物或落葉植物的NUEN與NUEP是否具有相關性還有待進一步研究。

不同立地條件下的樹種養分利用效率存在差異。分析其原因可能是由于樹種所處生境不同，外界條件（如養分的有效性，土壤濕度，地形條件和大氣干濕沉降等）對樹種養分利用效率的影響也不相同[6]。

參考文獻

[1]Aerts R. Nutrient use eficiency in evergreen and deciduous species from healthlands [J].Oecologia，1990，84：391-397.

[2]Aerts R. Nutrient resorption from senescing leaves of perennials：are there general patterns [J]. Ecol， 1996，84：597-608.

[3]Kost J A， Boemer R E T. Foliar nutrient dynamics and nutrient use efficiency in cornus florida [J]. Oecologia，1985，66（4）：602-606.

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

[5]管東升.香港草地芒萁和灌木群落的養分利用效率[J].生態學雜志，1995，14（2）：23-26.

[6]蘇波，韓興國，黃建輝.植物的養分利用效率（NUE）及植物對養分脅迫環境的適應策略[J].生態學報，2000，20（2）：335-343.

[7]王希華，黃建軍，閆恩容.天童國家森林公園若干樹種葉水平上養分利用效率的研究[J].生態學雜志，2004，23（4）：13-16.

[8]薛達，薛立，羅山.日本中部風景林凋落物量、養分歸還量和養分利用效率的研究[J].華南農業大學學報，2001，22（1）：23-26.

[9]邢雪榮，韓興國，陳靈芝.植物養分利用效率研究綜述[J].應用生態學報，2000，11（5）：785-790.

（責編：徐世紅）