生態化學計量學是綜合生物學、化學和物理學的基本原理,利用生態過程中多重化學元素的平衡關系,研究多重化學元素在生態系統過程中的耦合關系的一種綜合方法,其核心問題是揭示生物體元素組成的差異對生態系統結構與功能的影響,是目前研究的熱點問題。
植物生長至少需要16種元素,但目前的元素化學計量學研究基本上都是圍繞著碳、氮、磷三大元素,嚴重缺乏對其他大量元素(鈣、鉀、鎂、硫),必需的微量元素(銅、鐵、錳、鉬、鎳、鋅)以及生長有益元素(鈉、硒、硅)的研究。基于此,濕地生態學科組邢偉副研究員等在劉貴華研究員的指導下,以云南高原20個湖泊為研究對象,分析了湖泊中沉水植物及其周圍環境(水和沉積物)中包括碳、氮、磷及上述13種元素的化學計量學特征、驅動因素及其化學計量內穩性。我們利用典范判別分析發現碳、氮、磷、硫元素在湖泊營養水平組是最有效的判別因子,表明湖泊營養水平主要影響沉水植物的大量元素組成和比例;鈣、鉀、硒元素在植物種類組是最有效的判別因子,表明植物種類主要影響大量元素和有益元素的組成和比例。我們的發現不僅擴展了多重化學元素在物種和地域尺度的化學計量學特征,而且還可為湖泊管理提供理論指導。
該研究得到國家自然科學基金(31370479)、國家水專項(2012ZX07103003, 2013ZX07102005)及中科院青促會(2011248)的資助。相關研究成果發表在Nature出版集團期刊Scientific Reports上。
云南高原20湖泊營養組判別分析圖
云南高原20湖泊植物分類組判別分析圖
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