南流江流域白花鬼针草生物量分配及其化学计量特征分析

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2024.06.006

植物研究 ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (6): 852-862.doi: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.06.006

南流江流域白花鬼针草生物量分配及其化学计量特征分析

马雄忠¹^,²^,³(), 熊伟红⁴, 孙哲¹^,²^,³

^1.南宁师范大学地理科学与规划学院，南宁 530001
^2.南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室，南宁 530001
^3.南宁师范大学自然资源数字产业学院，南宁 530001
^4.南宁师范大学后勤基建处，南宁 530001

收稿日期:2024-06-06 出版日期:2024-11-20 发布日期:2024-11-22
通讯作者: 马雄忠 E-mail:maxiongzhong@126.com
作者简介:马雄忠（1990—），男，讲师，博士，主要从事恢复生态学研究。
基金资助:
广西科技计划项目(桂科AD22080050);广西高校中青年教师科研基础能力提升项目(2022KY0386);南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验开放课题项目(NNNU-KLOP-K2202)

Analysis of Biomass Allocation and Stoichiometric Characteristics of Bidens alba in the Nanliu River Basin

Xiongzhong MA¹^,²^,³(), Weihong XIONG⁴, Zhe SUN¹^,²^,³

^1.School of Geographical Science and Planning，Nanning Normal University，Nanning 530001
^2.Key Laboratory of Environment Change and Resources Use in Beibu Gulf，Ministry of Education，Nanning Normal University，Nanning 530001
^3.Natural Resources Digital Industry Institute，Nanning Normal University，Nanning 530001
^4.Logistics and Infrastructure Department，Nanning Normal University，Nanning 530001

Received:2024-06-06 Online:2024-11-20 Published:2024-11-22
Contact: Xiongzhong MA E-mail:maxiongzhong@126.com

摘要/Abstract

摘要：

生物量分配格局和化学计量特征对揭示入侵植物扩张能力及其环境适应性特征具有重要参考价值。该研究以广西南流江河岸区典型入侵植物白花鬼针草（Bidens alba）为研究对象，根据入侵盖度划分微度（盖度 ≤15%）、轻度（15%<盖度≤30%）、中度（30%<盖度≤45%）、重度（45%<盖度≤60%）和极重度（盖度>60%）5种入侵程度，测定不同入侵程度下白花鬼针草根、茎、叶生物量分配格局、C∶N∶P化学计量特征及生长区土壤理化性质，以揭示白花鬼针草的适应策略及扩张机制。结果表明：（1）不同入侵程度白花鬼针草根生物量分配无显著差异（P>0.05）；重度和极重度入侵下，茎生物量分配显著降低（P<0.05），叶生物量分配显著提高（P<0.05），平均根冠比差异不显著（P>0.05）。（2）随着入侵程度加深，白花鬼针草根、茎、叶的N、P含量均显著增加（P<0.05），其中，叶N、P平均质量分数为20.88、3.92 g?kg^-1。（3）根、茎、叶的C∶N和C∶P随入侵程度加深而显著降低（P<0.05），N∶P变化趋势不明显；叶C∶N、C∶P和N∶P平均值分别为21.06、118.30、5.49。（4）白花鬼针草入侵程度与其根、茎、叶的N、P含量及土壤C、N、P含量显著正相关（P<0.05）。可见，随着入侵程度加深，白花鬼针草通过增加叶生物量、提高叶N和P含量来优化资源分配策略，并通过与土壤相互作用增加土壤C、N、P含量，形成有利于其快速入侵的土壤环境。

关键词: 入侵程度, 生物量分配, 生态化学计量特征, 白花鬼针草, 南流江流域

Abstract:

Patterns of biomass allocation and stoichiometric characteristics offer significant insights into the expansion capacity and environmental adaptability of invasive plants. This study focused on the typical invasive plant Bidens alba L. in the riverbank area of Nanliu River， Guangxi. Based on the invasion coverage， five levels of invasion were categorized： minimal（≤15%）， mild（15% to 30%）， moderate（30% to 45%）， severe（45% to 60%）， and extremely severe（>60%）. The biomass allocation patterns， C∶N∶P stoichiometric characteristics， and the soil physicochemical properties of B. alba were comprehensively analyzed under different invasion levels， so as to explore and clarify the adaptation strategies and expansion mechanisms of B. alba. The results indicated that：（1）There was no significant difference in the biomass allocation of B. alba roots under different invasion levels（P>0.05）. Under severe and extremely severe invasions， the biomass allocation of stems significantly decreased（P<0.05）， while the biomass allocation of leaves significantly increased（P<0.05）. The average root-to-shoot ratio was not significantly different（P>0.05）. （2）As the level of invasion increased， the N and P contents in roots， stems， and leaves significantly increased（P<0.05）. The average N and P contents in leaves were 20.88 and 3.92 g?kg^-1， respectively. （3）The C∶N and C∶P in roots， stems， and leaves significantly decreased with the increase of invasion levels（P<0.05）， while the change trend of N∶P was not significant. The average values of C∶N， C∶P and N∶P in the leaves were 21.06， 118.30 and 5.49， respectively. （4）The invasion levels of B. alba were significantly positively correlated with the N and P contents in roots， stems， and leaves， as well as the C， N and P contents in soil（P<0.05）. In summary， as the level of invasion increased， the resource allocation strategy of B. alba was optimized by increasing leaf biomass and leaf N and P contents， and soil C， N and P contents by interaction with soil to form a soil environment conducive to its rapid invasion.

Key words: invasion level, biomass allocation, ecological stoichiometric characteristics, Bidens alba, Nanliu River Basin

中图分类号:

Q948.1

马雄忠, 熊伟红, 孙哲. 南流江流域白花鬼针草生物量分配及其化学计量特征分析[J]. 植物研究, 2024, 44(6): 852-862.

Xiongzhong MA, Weihong XIONG, Zhe SUN. Analysis of Biomass Allocation and Stoichiometric Characteristics of Bidens alba in the Nanliu River Basin[J]. Bulletin of Botanical Research, 2024, 44(6): 852-862.

图/表 6

图1

图2

图3

表1

表2

图4

参考文献 39

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因变量 Variable	器官 Organ		入侵程度 Invasion level		器官×入侵程度 Organ×invasion level
因变量 Variable	F	P	F	P	F	P
C	42.71	<0.001	9.63	<0.001	9.02	<0.001
N	1 791.60	<0.001	97.62	<0.001	25.86	<0.001
P	180.90	<0.001	167.37	<0.001	6.62	<0.001
C∶N	507.48	<0.001	71.68	<0.001	11.58	<0.001
C∶P	73.49	<0.001	144.73	<0.001	12.14	<0.001
N∶P	6 730.36	<0.001	424.29	<0.001	33.59	<0.001

因变量 Variable	器官 Organ	入侵程度 Invasion level					F	P
因变量 Variable	器官 Organ	微度 Minimal	轻度 Mild	中度 Moderate	重度 Severe	极重度 Extremely severe	F	P
C	根 Root	Ab	Aa	Ab	Aa	Bb	19.502	<0.001
	茎 Stem	Bb	Cb	Aab	Ba	Bab	5.378	0.002
	叶 Leaf	Aa	Ba	Aa	Ba	Aa	2.779	0.045
	F	5.714	45.926	2.215	8.389	16.529
	P	0.008	<0.001	0.127	0.001	<0.001
N	根 Root	Bb	Bb	Bb	Bab	Ba	5.626	0.002
	茎 Stem	Bc	Bbc	Bb	Bab	Ba	14.452	<0.001
	叶 Leaf	Ac	Ab	Ab	Aa	Aa	129.260	<0.001
	F	113.253	370.264	362.658	527.526	521.336
	P	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
P	根 Root	Bb	Cb	Ca	Ca	Ca	23.686	<0.001
	茎 Stem	Bc	Bb	Bb	Ba	Ba	78.306	<0.001
	叶 Leaf	Ac	Ab	Ab	Aa	Aa	78.617	<0.001
	F	13.122	38.188	27.067	72.921	56.080
	P	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
C∶N	根 Root	Ba	Aa	Aa	Ab	Ab	24.832	<0.001
	茎 Stem	Aa	Ab	Bc	Acd	Ad	66.176	<0.001
	叶 Leaf	Ca	Bab	Cab	Bb	Bb	3.834	0.012
	F	182.043	150.873	102.817	75.144	42.918
	P	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
C∶P	根 Root	Ba	Ab	Ac	Ac	Ac	48.828	<0.001
	茎 Stem	Aa	Bb	Bb	Bb	Ab	104.774	<0.001
	叶 Leaf	Ca	Bb	Bb	Bb	Bb	15.400	<0.001
	F	67.876	31.697	7.681	9.400	5.383
	P	<0.001	<0.001	0.002	0.001	0.010
N∶P	根 Root	Ba	Bb	Bd	Bcd	Bc	139.145	<0.001
	茎 Stem	Ba	Cc	Cbc	Cc	Cb	224.493	<0.001
	叶 Leaf	Aa	Ab	Ac	Ad	Acd	127.818	<0.001
	F	1 034.009	1 856.272	1 619.103	1 123.713	1 231.604
	P	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001

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南流江流域白花鬼针草生物量分配及其化学计量特征分析

Analysis of Biomass Allocation and Stoichiometric Characteristics of Bidens alba in the Nanliu River Basin

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图/表 6

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