生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)結(jié)合了生態(tài)學(xué)和化學(xué)計(jì)量學(xué)的基本原理，是研究生物系統(tǒng)能量平衡和多重化學(xué)元素平衡的科學(xué)。該理論自提出以來在物種共生、營養(yǎng)級動態(tài)、生物養(yǎng)分限制及生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)等方面得到了廣泛應(yīng)用。對不同演替階段植被化學(xué)計(jì)量特征的研究是揭示演替規(guī)律內(nèi)在形成機(jī)制的一個重要內(nèi)容，但當(dāng)前在濕地生態(tài)系統(tǒng)中，有關(guān)濕地植被演替與化學(xué)計(jì)量特征關(guān)系的研究仍相對較少。
為此，中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所洞庭湖濕地站科研人員在謝永宏研究員指導(dǎo)下，以洞庭湖濕地為研究對象，通過野外大范圍調(diào)查、固定樣地監(jiān)測及室內(nèi)分析測定等手段，系統(tǒng)研究洞庭湖不同演替階段濕地植被、土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征，并系統(tǒng)闡明不同海拔高程下濕地植被生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征的變化及季節(jié)動態(tài)。具體研究結(jié)論如下：
?。?）三種典型濕地植物群落中（藜蒿、短尖薹草和荻），短尖薹草群落土壤有機(jī)碳含量和總氮含量明顯高于藜蒿和荻兩種群落，土壤總磷含量以藜蒿群落最高，荻群落最低。土壤碳氮比含量最高值和最低值分別出現(xiàn)在荻群落和藜蒿群落，碳磷比和氮磷比最大值和最小值分別出現(xiàn)在短尖薹草群落和藜蒿群落;
?。?）不同演替階段三種典型濕地植被（虉草、短尖薹草和荻）群落特征及土壤理化性質(zhì)存在明顯差異。植被總氮順序?yàn)槎碳廪凡?gt;虉草>荻，總磷為荻>虉草>短尖薹草。氮磷比以虉草群落最高，而其他兩個物種無明顯差異。相關(guān)分析表明，植被生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征與土壤理化性質(zhì)，尤其是土壤含水量及土壤總氮含量存在明顯相關(guān)性；
?。?）短尖薹草葉片總碳含量與C:N、C:P、N:P比值隨著海拔高程增加而增加，而總氮、總磷含量則隨海拔高程增加而減少。隨著時間變化，葉片總氮和總磷含量呈先減少隨后逐漸增加的趨勢。而 C:N和C:P則呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢。CCA分析和相關(guān)性分析表明，淹水時間以及土壤含水量變化是決定濕地植物生長及生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征變化的關(guān)鍵因子。
上述研究成果分別發(fā)表在Ecological Indicator、Nordic Journal of Botnay、Physics and Chemistry of the Earth、Scientific Reports上。該研究得到國家科技支撐計(jì)劃課題、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院重點(diǎn)部署項(xiàng)目及中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會等項(xiàng)目支持。
圖1 不同演替階段濕地植被生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征
圖2 不同海拔高程短尖薹草化學(xué)計(jì)量特征與土壤環(huán)境特征相關(guān)性分析