城市环境下几种园林树木养分利用效率的研究

张凯

摘 要：以常见的园林树木为研究对象，对位于合肥市安徽农业大学校园内及周边主要道路的园林树木养分利用效率进行了研究。结果表明：N利用效率（NUEN）变动在63.7～171.0g/g，P利用效率（NUEP）变动在303.8～4039.4g/g;落叶树种的氮、磷利用效率皆低于常绿树种;落叶树种的NUEN与NUEP呈极显著正相关，常绿树种NUEN与NUEP相关性不显著;所有树种放在一起分析，NUEN与NUEP亦呈极显著正相关;不同立地条件下，相同树种氮和磷的利用效率存在一定差异。

關键词：养分利用效率;园林树木;城市环境

中图分类号 S687.1文献标识码 A文章编号 1007-7731（2020）15-0069-03

Abstract： Nitrogen and phosphorus use efficiencies of major urban trees in Anhui agricultural university campus and surrounding main roads were investigated. The result from this study showed that nitrogen use efficiency （NUEN） varied from 63.7 to 171.0g/g and phosphorus use efficiency （NUEP） from 303.8 to 4039.4g/g. NUEN and NUEP of deciduous tree species was lower than that of evergreen ones. NUEN and NUEP of deciduous tree species were significantly positively correlated， while the NUEN and NUEP of evergreen tree species were not significantly correlated. NUEN was significantly correlated with NUEP for all tree species. Some differences in NUEN and NUEP were found for the same species in different sites.

Key words： Nutrient use efficiency; Urban trees;Urban environment

植物的养分利用效率（Nutrient use efficiency，NUE）是用于描述那些影响具有潜在限制作用的养分，特别是N、P，在凋落和养分再吸收2个途径之间的分配等多种生理学过程及其与生长速率之间的关系[1-8]。关于养分利用效率的表述方式至少有13种之多[5]，但目前仍没有一个完美的计算养分利用效率的方法。笔者采用目前应用较广的Vitousek[4]和Aerts[1]提出的关于多年生植物养分利用效率的方法，对合肥市主要园林树种的N、P利用效率进行了初步研究，以探讨在城市环境下多年生植物养分利用特性，为园林植物栽培和养护管理提供理论依据和可行措施。

1 材料与方法

1.1 调查地概况 调查地位于合肥市安徽农业大学校园内及其周边主要道路的绿化带。该地区属于北亚热带湿润季风气候，冬寒夏热，春秋温和，年平均气温15.5℃左右，年平均降水量在940～1000mm。土壤为黄棕壤，质地粘重，肥力较低。

1.2 研究方法

1.2.1 样品采集 于各树种的落叶高峰期收集新鲜落叶，多点采样混合样品。

1.2.2 样品分析 用水快速冲洗植物叶表面的滞尘，擦干水分后置于60℃干燥箱中烘干至恒重。经粉碎机粉碎后，装入具内塞的瓶内保存供试。将土壤样品晾摊于瓷盘内，置室内通风处自然风干，碾细后过2mm筛，装入具内塞的瓶内保存供试。植物落叶及土壤全N含量采用凯氏定氮法测定，植物落叶全P含量采用高氯酸-浓硫酸-钼锑抗比色法测定，土壤速效磷采用盐酸-氟化氨法测定。养分利用效率按式（1）、（2）计算。

氮利用效率（NUEN）=凋落叶质量/凋落叶中N含量 （1）

磷利用效率（NUEP）=凋落叶质量/凋落叶中P含量 （2）

1.2.3 数据分析 利用DPS数据处理系统的Duncan新复极差法和Student-t测验对不同生活型树种的养分浓度和养分利用效率进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同树种养分的利用效率 由表1可以看出，环城公园重阳木落叶的全N浓度最高（15.7g/kg），最低的是安农大校园内石楠（5.8g/kg），全部树种的平均值为10.7g/kg;落叶的全P含量最高的是安农大校园内的银杏（3292.1mg/kg），最低的是安农大校园内的石楠（247.6mg/kg），全部树种的平均值为1075.3g/kg;安农大校园内石楠的NUEN最高（171.0g/g），最低的是环城公园的重阳木（63.7g/g），全部树种的平均值为106.7g/g;NUEP最高的是安农大校园内石楠（4039.4g/g），最低的是安农大校园内的银杏（303.8g/g），全部树种的平均值为1589.5g/g。

由表1可知，不同生活型之间，落叶树种落叶的全N含量和NUEN的平均值分别为12.6g/kg和87.6g/g，常绿树种落叶的全N含量和NUEN的平均值分别为7.3g/kg和141.1g/g，两者在5%的显著水平上无论是全N含量还是NUEN皆差异显著（t=3.630，p=0.004;t=3.157，p=0.008）;落叶树种落叶的全P含量和NUEP的平均值分别为1302.5mg/kg和1167.9g/g，常绿树种落叶的全P含量和NUEP的平均值分别为666.5mg/kg和2348.5g/g，两者在5%的显著水平上无论是全P含量还是NUEP均不存在显著差异（t=1.458，p=0.170;t=1.817，p=0.094）。由此可以看出，常绿树种落叶的全N含量和NUEN显著大于落叶树种，而常绿树种落叶的全P含量和NUEP亦大于落叶树种，但差异并不显著。此外，不同立地条件下，相同的树种氮和磷的利用效率也不尽相同。

2.2 不同树种氮磷利用效率的相关性 由图1可知，所有树种落叶的全N和全P的浓度呈显著正相关（R2=0.363，p=0.02）。分别对常绿树种和落叶树种进行分析发现，常绿树种落叶的全N和全P的浓度呈显著正相关（R2=0.778，p=0.05），落叶树种落叶的全N和全P的浓度则无明显相关性（R2=0.193，p=0.24）。

由图2、3可以看出，落叶树种的NUEN与NUEP呈极显著正相关（R2=0.834，p=0.0007），常绿树种NUEN与NUEP相关性不显著（R2=0.734，p=0.06）。而将所有树种放在一起进行分析发现NUEN与NUEP亦呈极显著正相关（R2=0.755，p=0.00005）。

3 结论与讨论

植物养分利用效率能反映植物对所处生境的适应情况。本研究采用Vitousek[4]和Aerts[1]提出的方法计算各树种叶水平上的养分利用效率，虽不能反映整株植物（包括地上部分和地下部分）的养分利用状况，但可大致反映植物地上部养分利用效率的情况，其结果对于了解多年生植物养分利用的特性仍具有积极意义。

研究结果表明：在合肥市城市环境下，常绿树种比落叶树种具有更高的养分利用效率，这与常绿树种具有更长的叶片脱落持续时间和更低的养分损失率有关。此结论与许多学者得出的结论一致[1，2，9]。供试的常绿树种落叶的全N和全P含量呈极显著正相关性，即对于常绿树种而言在产生氮的同时亦产生了磷，但这是否具有普遍规律还有待于进一步研究。

王希华[7]对天童国家森林公园若干树种叶水平上养分利用效率的研究表明：常绿植物NUEN与NUEP呈正相关，落叶植物的NUEN与NUEP相关性不显著，所有植物放在一起进行分析，NUEN与NUEP呈正相关。这与本研究结论不尽相同。将2个研究的指标数据放在一起进行分析发现，不论是常绿植物（R2 =0.358，p=0.00007）、落叶植物（R2=0.279，p=0.008）还是所有植物（R2=0.397，p=0.00000）的NUEN与NUEP均呈极显著正相关。这种差异可能是由于研究的树种不同或者是植物所处生境不同造成的，实验分析的样本数量亦有可能是其中原因之一。因此，常绿植物或落叶植物的NUEN与NUEP是否具有相关性还有待进一步研究。

不同立地条件下的树种养分利用效率存在差异。分析其原因可能是由于树种所处生境不同，外界条件（如养分的有效性，土壤湿度，地形条件和大气干湿沉降等）对树种养分利用效率的影响也不相同[6]。

参考文献

[1]Aerts R. Nutrient use eficiency in evergreen and deciduous species from healthlands [J].Oecologia，1990，84：391-397.

[2]Aerts R. Nutrient resorption from senescing leaves of perennials：are there general patterns [J]. Ecol， 1996，84：597-608.

[3]Kost J A， Boemer R E T. Foliar nutrient dynamics and nutrient use efficiency in cornus florida [J]. Oecologia，1985，66（4）：602-606.

[4]Vitousek PM. Nutrient cycling and nutrient use efficiency[J]. American Naturalist， 1982，119（4）：553-572.

[5]管東升.香港草地芒萁和灌木群落的养分利用效率[J].生态学杂志，1995，14（2）：23-26.

[6]苏波，韩兴国，黄建辉.植物的养分利用效率（NUE）及植物对养分胁迫环境的适应策略[J].生态学报，2000，20（2）：335-343.

[7]王希华，黄建军，闫恩容.天童国家森林公园若干树种叶水平上养分利用效率的研究[J].生态学杂志，2004，23（4）：13-16.

[8]薛达，薛立，罗山.日本中部风景林凋落物量、养分归还量和养分利用效率的研究[J].华南农业大学学报，2001，22（1）：23-26.

[9]邢雪荣，韩兴国，陈灵芝.植物养分利用效率研究综述[J].应用生态学报，2000，11（5）：785-790.

（责编：徐世红）