降水梯度带气候和土壤对狗尾草化学计量特征变异的贡献差异OA

【目的】分析广布种狗尾草Setaria viridis器官间的养分化学计量模式及其驱动因子,揭示狗尾草在大区域尺度下的资源获取策略和生长适应性。【方法】选取中国东南湿润区至西北干旱区降水梯度带上10处样点,以广布种狗尾草为目标植物,测定其根、茎、叶的碳、氮、磷化学计量指标,采用单因素方差分析与主成分分析等方法,探究狗尾草化学计量沿降水梯度带的变异规律,用结构方程模型和层次分割法进一步揭示驱动化学计量变异的主要环境因子。【结果】(1)狗尾草各器官全碳质量分数变异系数最低(根为9.13%,叶为11.70%),而全氮、全磷变异较大,反映了限制性元素对环境变化的敏感响应。(2)纬度与海拔等地理因子对化学计量特征无显著直接效应,其影响主要通过调控气候与土壤条件而间接实现。(3)器官间环境驱动因子存在分化:根化学计量变异主要由土壤因子解释,茎变异主要受气候因子主导,叶化学计量特征则与年均降水量、光合有效辐射和土壤全磷呈显著正相关(P<0.01)。【结论】狗尾草器官间化学计量特征在不同样点间存在显著分异,主要由环境因子(气候、土壤)驱动。植物的化学多样性是由大尺度气候条件筛选出的基础资源利用策略(第1主成分)与局部土壤异质性(尤其是磷)所细化的具体适应性特征(第2主成分)通过层级调控共同决定的。这些发现强调了从器官尺度理解植物适应性分异的重要性,为更精准地预测未来气候变化下植物的响应与适应轨迹提供了新的视角。