植物化学计量学的研究进展

摘要 生态化学计量学是研究生物有机体化学元素组成和生态系统能量平衡的学科。生态化学计量学发展至今，研究范围已涵盖海洋、陆地和淡水生态系统中的动植物和微生物，并可以实现从分子到区域甚至全球等不同尺度的研究。对与生态化学计量学的研究方式和国内研究进展本文也做一定程度上的介绍。

关键词 生态化学计量学；生态

1. 生态化学计量学

生态化学计量学是一门由化学计量学衍生发展而来的学科。1792年，德国化学家Rither提出一门“元素计量科学”即化学计量学，并提出经典的定比定律。1862年，德国化学家Liebig发现了植物生长决定于供应量最低的元素，推动了生态学领域关于生物体内化学元素计量关系与生物生长的研究。^[1][2]

生态化学计量学发展至今，研究范围已涵盖海洋、陆地和淡水生态系统中的动植物和微生物，并可以实现从分子到区域甚至全球等不同尺度的研究。生态化学计量学中有关陆生植物的研究起步较晚，许多植物种群尚未有相关研究进展。目前对植物化学计量的研究主要集中于C、N、P三种元素，其中C元素是植物生物量的重要指标；而N、P则是蛋白质和核酸的重要组成元素，反映了植物生长状况。植物C、N、P之间的化学计量关系也就反应了某种土壤条件下植物生长发育的情况。^[5]

对于陆地植物，N和P是构成细胞必不可少的元素，其C、N、P化学计量特征也揭示了植物生长发育规律。植物N：P比营养限制理论就是目前研究者广泛接受的理论。植物N和P含量关系十分紧密，其N：P比值可以代表陆地生态系统的生产力。而在不同生活型的植物中，叶片所含N、P的浓度差异明显，可概括为：进化程度越高，个体越小的植物，叶片P含量越高。在植物不同器官中，叶片、细根和花果等繁殖器官中代谢十分活跃，而茎和主根起养分储存和基本结构支撑的作用，他们的N、P计量关系紧密相连。通常茎、根中的N、P浓度小于叶片和繁殖器官。而植物N：P比可能揭示了植物生长受到N或P的限制，在此基础上比元素浓度更加重要的条件或许是元素间的平衡。

1. 研究方法

2.1数据采集和处理

在选定的研究区内选定多个典型样方，并参照陆地生态系统生物观测规范进行采样。依据研究目的不同在各个典型样方内采取土壤样品，目标植物叶片及枯落物等。样品采用凯氏法、比色法、重铬酸钾容量法等测定其中N、P、C含量。测得数据使用Mcrosoft Excel或SPSS等软件进行数据分析。^[11]

• 1. 结果分析

利用软件处理数据作图，得到不同种类样品中全C，全N，全P，C：N比 ，N：P比之间的关系，以分析植物对与N、P的吸收能力，比较不同植物间固N能力差异和它们对于N、P的依赖性，即生长受N或P的限制。^[12][13]