7种园林绿化灌木叶片功能性状及生态化学计量特征_霍灿灿.pdf

热带作物学报 2023,44(2):337-346 Chinese Journal of Tropical Crops 收稿日期 2022-05-10；修回日期 2022-05-26 基金项目 广西林业科技推广示范项目（桂林科研2022第 1 号）；国家自然科学基金项目（No.31560061）。作者简介 霍灿灿（1996），女，硕士研究生，研究方向：森林生态学。*通信作者（Corresponding author）：招礼军（ZHAO Lijun），E-mail：Zhlj-。7 种园林绿化灌木叶片功能性状及生态化学计量特征 霍灿灿，朱栗琼，龙孟元，招礼军*广西大学林学院/广西森林生态与保育重点实验室，广西南宁 530004 摘 要：研究南宁市大学东路分车绿带 7 种绿化灌木叶片功能性状及生态化学计量特征，为类似环境下城市道路绿化植物的选择、配置及城市生态工程建设提供理论依据。结果表明：7 种灌木的叶面积（LA）、比叶面积（SLA）、干物质含量（LDMC）、叶含水量（LWC）和叶绿素含量（Chl）平均值分别为 15.68 cm2、136.33 cm2/g、0.24 g/g、76.42%和 9.36 mg/g；叶片 N、P、K 含量，NP、NK 和 KP 的平均值分别为 21.23 mg/g、0.39 mg/g、9.37 mg/g、55.48、2.28 和 25.14。不同灌木种叶片功能性状与生态化学计量之间存在显著差异。相关性分析表明：叶片 N、NP、NK与 SLA、Chl 均呈极显著正相关，叶片 P 与 LWC 呈显著正相关，叶片 K 与 LWC 呈显著正相关。冗余分析表明：第 1、2 排序轴共同解释了叶片生态化学计量特征总变异的 93.51%，其中对叶片生态化学计量影响显著的叶功能性状因子为SLA、LWC、Chl。主成分综合分析表明：金叶假连翘、朱槿和台琼海桐表现出较好的生长状况和资源利用效率，对研究区的环境有更好适应能力，因此适合作为城市园林规划所需的重要树种。关键词：园林绿化灌木；叶片；功能性状；生态化学计量；相关性分析 中图分类号：Q948.1 文献标识码：A Functional Characters and Eco Stoichiometric Characteristics of Leaves of Seven Landscape Shrubs HUO Cancan,ZHU Liqiong,LONG Mengyuan,ZHAO Lijun*Forestry College,Guangxi University/Guangxi Key Laboratory of Forest Ecology and Conservation,Nanning,Guangxi 530004,China Abstract:The leaf functional properties and eco stoichiometric characteristics of seven greening shrubs in the split green belt of University East Road in Nanning were studied to provide a theoretical basis for the selection and allocation of urban road greening plants and the construction of urban ecological engineering in similar environments.The average value of leaf area(LA),specific leaf area(SLA),dry matter content(LDMC),leaf water content(LWC)and chlorophyll content(Chl)of the seven shrubs was 15.68 cm2,136.33 cm2/g,0.24 g/g,76.42%and 9.36 mg/g respectively.The av-erage value of N,P,K,NP,NK and KP in the leaves was 21.23 mg/g,0.39 mg/g,9.37 mg/g,55.48,2.28 and 25.14 respectively.There were significant differences in leaf functional traits and eco stoichiometry among different shrub species.Correlation analysis showed that N,NP and NK in the leaves were significantly positively correlated with SLA and CHL,and P in the leaves was significantly positively correlated with LWC.In addition,K in the leaves was significantly positively correlated with LWC.Through redundancy analysis,it was found that the first and second ranking axes jointly explained 93.51%of the total variation of leaf eco stoichiometric characteristics.Among them,SLA,LWC and Chl were the leaf functional trait factors that have a significant impact on leaf eco stoichiometry.Principal component comprehensive analysis showed that the growth status and resource utilization efficiency of Forsythia sus-pensa,Hibiscus rosasinensis L.and Pittosporum pentandrum var.formosanum were better.In addition,the shrubs have better adaptability to the environment of the study area,so they are suitable to be used as important tree species for ur-ban landscape planning.338 热带作物学报 第 44 卷 Keywords:landscaping shrubs;leaf;functional traits;ecological stoichiometry;correlation analysis DOI:10.3969/j.issn.1000-2561.2023.02.013 叶片是植物进行光合作用最重要的器官，具有较强的可塑性，其功能性状与生态化学计量特征反应植物对环境的适应性、自我调节及由此形成的生长策略，与资源配置、补偿和平衡有着密切联系，成为研究植物与环境之间关系的桥梁1-2。叶功能性状包括形态和生理指标，如叶面积（LA）、比叶面积（SLA）、叶片干物质含量（LDMC）、叶片含水量（LWC）、叶绿素含量（Chl）等，可较全面地指示植物对环境变化的响应和对资源的利用效率3-4。生态化学计量学是生态系统营养元素平衡关系的学科，为研究 N、P、K 等元素在环境中的平衡与耦合关系提供了新方向，N、P、K 元素在植物体内积累以及相对应计量比（NP、NK、KP）的平衡是植物生长的重要表征5-6。已有研究发现，叶片功能性状可以直观对比相同生境下不同生活型植物适应性之间的差异，琅岐岛 4 种优势植物的 SLA 与 LDMC 均呈极显著负相关；LDMC 与 LD 呈极显著正相关；其中，台湾相思的 LDMC 最小，柠檬桉最大；高山榕的LA 最大7。灌木自身的内稳态调节较强，其叶片N、P 元素与叶片含水量、SLA 具有显著相关性8。N、P 是植物生长的主要限制元素，K 调节植物体内能量和水分代谢，能增强机体对逆境的抗性，N、P、K 计量比作为重要的生理指标不仅反映植物生长速度，且与植物对其利用效率显著相关9-10。然而，这些研究通常对叶片功能性状或叶生态化学计量进行单一研究，而关于不同灌木种之间的叶功能性状、叶生态化学计量及二者关系的综合性研究甚少。道路分车绿带是城市园林绿化的重要部分，可做组建生态路基的通道。由于南宁地处广西中心，交通繁忙且所属低纬度地区，噪音污染和尾气污染相对较严重，冬季气候干燥，降雨少；加上热岛效应的影响，环境温度升高，分车绿带的植物受到的太阳辐射也较多；该区土壤所含有机质及磷和钾矿物质元素较少。因此，该地区代表性植被是耐贫瘠、耐旱且滞尘能力较强的常绿与落叶阔叶林，其中灌木占 27.38%11-12。园林绿化灌木是城市绿地的重要组成部分，在调节城市温湿度，滞尘降噪及绿化建设工程等方面发挥着不可替代的作用，具有较高的生态价值13-14。目前，关于绿化灌木的研究主要集中在滞尘能力及抗性方面，而对于叶片功能性状和生态化学计量方面的研究比较缺乏。鉴于此，本研究以相同生境下的 7 种园林绿化灌木为研究对象，分析其叶片功能性状与生态化学计量特征，探讨其相关关系，揭示综合影响生态化学计量的主要功能性状因子，筛选出研究区内适生性较优良的灌木种，补充灌木叶片功能性状与生态化学计量研究的不足，进而为类似环境下城市园林植物的选择与配置，以及城市生态工程建设提供理论依据。1 材料与方法 1.1 材料 研究区位于广西南宁市（1074510851E，22132332N），属于温润的亚热带季风气候，夏季高温多雨，冬季温暖干燥，春秋季节气候温和且短暂。年平均温度约 21.6，1 月平均温度12.8，极端最高温度 40.4，极端最低温度2.4。阳光充足，雨量充沛，年平均降雨量达到 1304.2 mm，平均相对湿度为 79%。土壤类型为第四纪红壤，土层浅薄。土壤较贫瘠，有机质、磷和钾元素含量较低。供试材料为南宁市大学东路分车绿带分布的生长环境一致、长势良好且无病虫害的 7 种常用园林绿化灌木：台琼海桐（Pittosporum pentandrum var.formosanum）、朱槿（Hibiscus rosa-sinensis）、软枝黄蝉（Allamanda cathartica）、金叶假连翘（Duranta erecta Golden Leaves）、龙船花（Ixora chinensis）、黄金榕（Ficus microcarpa Golden Leaves）、鹅掌柴（Schefflera octophylla）。2019年 1 月每种灌木随机选取 9 株，每株间距 3 m；在样株上取叶片完整、长势正常的成熟叶，每株采集 6 片。将叶片装入样品袋，放入装有冰袋的保温盒中，带回实验室备用。1.2 方法 选取完整、大小相似的叶片，用万分位天平称其鲜重后，用 CL-203 手持式激光叶面积仪测量叶面积（LA）；将所选叶片置于水中，于黑暗下浸泡 12 h，待叶片吸水饱和后取出，用吸水纸吸去表第 2 期 霍灿灿等：7 种园林绿化灌木叶片功能性状及生态化学计量特征 339 面的水分，称其饱和鲜重；最后将叶放入 105烘箱中杀青 15 min，80烘干至恒重，称叶片干重。在此基础上，计算比叶面积（SLA=叶片面积/叶片干重）和干物质含量（LDMC=叶干重/叶饱和鲜重）。选取叶片称鲜重并在 80下