黄河三角洲滨海湿地C:N:P化学计量格局：生物调控和环境塑造的权衡机制

To some extent, ecosystems on our planet have homeostatic capacity to adjust their C:N:P ratios, which refers to, for example, in terrestrial ecosystems, plant nutrient concentration does not merely mirror the local growth conditions, also, it may reflect the physiologically necessary values, such as metabolism, mineral elements allocation, leaf resorption and retranslocation etc. Especially, the latter underlines the possible roles of both evolutionary and ecophysiological processes in regulating plant C:N:P stoichiometry. Costal wetland lies between marine and terrestrial ecosystems, in addation to differences in spatial patterns, plants in costal wetland differ sharply from terrestrial and marine environments in their physiological investment and use of nutrients during life history. In contrast to ocean and terrestrial ecosystems, our understanding of C:N:P partons in costal line wetlands is seldom, perhaps the most important is lack of a mechanism to the trade-offs between biological control and environmental shape. In this research, we attempt to begining with the relate mechanisms of constraint in C:N:P stoichiometric patterns, explaning the trade-offs between biological control and envionmental shape by analyse the allometric shifts of C, N, P between soil and plant different tissues, distinguishing and understanding the relative status and roles of those trade-offs in plant group construction; Also, we propose to find out the effects of adding nutrients (+N, +P, + N and P) on plants functional traits and their productive strategies (or life history strategies)in the conditions of waterlogging and salinity, exploring the occurrence conditions and mechanisms of trade-offs between biological control and environmental shape during the forming process of C:N:P stoichiometric pattern in costal line wetland, which can provide theoretical, conceptual frameworks and technological supports to costal wetlands recovery and conservancy.

地球上生态系统的C:N:P化学计量一般具有内稳性特征，因为生物体内养分含量不仅反映其所处的环境条件，还反映植物新陈代谢、叶片养分的分配和重吸收等生理生态过程的养分需求量。特别是后者强调植物进化和生理生态过程对化学计量格局的调控作用。滨海湿地介于海洋与陆地生态系统之间，水盐耦合作用明显，其C:N:P化学计量格局研究较少，目前对影响其格局的生物调控和环境塑造权衡的发生条件和机制尚不清楚。本研究拟从影响滨海湿地C:N:P化学计量格局的相关机制入手，通过分析土壤、植物不同器官内C、N、P元素的异速迁转规律，阐释生物调控与环境塑造的生态学权衡，区分和理解所揭示的权衡在群落构建中的相对地位和作用；通过水盐交互作用下养分添加对滨海湿地植物的功能性状及繁殖策略的影响，探索生物调控和环境塑造作用在滨海湿地C:N:P化学计量格局形成过程中权衡发生的条件和机制，为滨海湿地的恢复和保育提供理论基础和技术支持。

滨海湿地介于海洋与陆地生态系统之间，目前对影响其C:N:P化学计量格局的生物调控和环境塑造的权衡机制尚不清楚。本研究以黄河三角洲滨海湿地为研究对象，通过分析土壤、植物不同器官内C、N、P元素的异速迁转规律，阐释生物调控与环境塑造在群落构建中的相对地位和作用。研究发现（1）潮上带盐地碱蓬地上和下部分N，P的差异来源于不同器官对环境变化的不同反应。潮间带盐地碱蓬地上和地下部分N，P的差异与植物的养分分配策略有关（需对不同器官的需求进行权衡），生长初期，盐地碱蓬优先将氮、磷分配到地下部分，到成熟期和生长后期，由于快速生长和繁殖的需要，氮磷优先分配到地上部分；（2）不同演替序列的植物相比，柽柳与盐地碱蓬地上和地下部分磷含量变化趋势相反，这种差异说明在演替前期（如盐地碱蓬群落），植物优先将磷分配到地下组织，促进地下部分的生长和刺激根系吸收更多的矿物质营养。而在较稳定的环境中（如柽柳群落），植物地上部分会吸收更多的磷以促进地上部分生长；（3）植物可以通过不同器官之间养分的分配以及不同生长季节对养分的需求不同调节自身C:N:P化学计量格局，但这种生理调节在稳定的环境中作用不明显（如潮上带），而在限制性环境中表现比较突出；（4）氮限制条件下，滨海湿地植物会降低光合速率（Pn）和气孔导度（Gs）来消减植物对氮元素和水分的需求数量，此时，滨海湿地植物较大的蒸汽压亏缺（VPDleaf）和光合氮利用效率（PNUE）是对生境中水分和养分亏缺的一种补偿对策；（5）在氮限制条件下，植物更倾向于选择吸收更多的磷素养分，从而使植物体内的P含量升高，N:P比值显著降低，促使该生境条件下的植物尽快完成生活史过程，这或许是滨海湿地植物对海岸带氮限制的一种生态适应对策；（6）季节性水淹不会改变滨海盐地碱蓬群落的C:N:P:S化学计量格局，但土壤条件，例如高盐、土壤贫瘠等可能是诱发植物通过一系列代谢活动（metabolism）调节C:N:P化学计量格局以适应环境演变的关键因子。