植物氮磷化学计量随环境变化的代谢生态机制

【摘要】：氮元素和磷元素对植物的生长代谢至关重要,两者浓度是检测植物个体乃至整个生态系统代谢变化的重要指标。大量研究发现,植物代谢速率与植物氮、磷元素化学计量之间存在明显的定量关系,同时前者与环境变化也存在显著的相关性。近期研究表明,植物个体代谢率受环境可供资源的限制,其具体的变化可能与生物体代谢中酶促反应速率和底物间浓度变化规律相似,即植物个体代谢率随环境资源之间的变化规律服从米氏方程。研究发现植物氮、磷化学计量与植物生长代谢之间存在明显的定量关系,但是其在环境变化中是否存在一定的定量规律?目前关于此类的研究仍旧极少。 本论文侧重以植物代谢为纽带将植物化学计量与环境变化联系起来,建立更为合理的定量规律,通过综合大量研究成果,提出关于植物化学计量随环境梯度的定量变化规律的假设。通过搜集已发表论文的数据和野外采样所得数据两方面分析植物化学计量随水分、温度及土壤盐分等环境因子的变化规律,验证假设。本研究拟解决以下问题： (1)植物氮、磷元素之间的化学计量关系； (2)植物氮、磷元素随环境变化的代谢生态定量规律主要研究结果如下： (1)以植物代谢率为中间变量,推导建立了植物氮磷化学计量随水分、温度的定量变化方程。分别通过搜集已发表论文数据和野外采样数据分析,对定量方程进行了初步检验验证。 (2)不同植物氮磷化学计量随环境因子之间的定量方程具有普遍一致的形式,植物磷元素和氮元素存在非线性的变化关系,服从米氏方程； (3)由于代谢参数差异,不同植物的氮磷化学计量变化规律也具有不同的参数。