海南海岸防护林木麻黄功能性状差异及其环境驱动

绪论1.1引言中国在世界上位于亚洲东部地区，地理位置上处于太平洋西岸，其南面与东面临近海域，海岸线绵延漫长，地理位置先天独特优越，生态环境优美，气候适宜，其陆上与海上交通便利，使得我国获取资源方式便捷（赵琪琪，2020）。其中沿海地区在发展经济上有着优越的条件，在对外贸易上存在着诸多港口，海上交通便利以提高当地的经济发展，使得沿海地区在我国经济上处于重要地位（NichollsRJ,2002）。沿海地区同时存在着劣势，易遭到自然灾害的影响。其中最常见的灾害例如台风，台风每年都会对沿海地区带来灾害，往往会伴随暴雨狂风，沿海地区的建筑树木等会遭受损坏，同时也会对路面造成不利影响，造成严重的经济损失(杨靖康，2023)。除台风外沿海地区也会遭受洪涝、泥石流、赤潮等自然灾害。为了削弱自然灾害的影响，中央对沿海地区拨款大量资金来种植海防林以抵御自然灾害的侵袭，从而减少自然灾害对沿海地区的不利影响（李晓清，2017）。海南省四面环海，位于中国省份中的最南部，是我国的第二大岛。海南地处热带，降水丰富，气候湿润且四季分明。海南的地形地貌与气候条件优越，使得海南岛的植物种类繁多。海南有着丰富的自然资源与生态环境使得海南成为国际旅游岛，吸引了大量游客前来旅游观光，旅游业与服务业的兴起积极发展了海南当地经济。同时，海南岛存在着较多的生态问题，其中包括水土流失，森林砍伐等问题。我国十分重视海南岛的生态环境建设，在“十一五”时期对海南岛投入十几亿人民币来实施建设海防人工林工程以保护海南的生态环境(陈君，2008)。海南防护林的主要作用有保护海岸线和沿海土地，在沿海地区能够有效做到防风固沙，一定程度上减缓海浪对海岸的冲击侵蚀，削弱大部分来自海上自然灾害的能量，起到保护海岸线的作用，有事实说明红树林海防林有效削弱2004年来自印度洋海啸的影响（齐曼古丽·依里哈木等，2015）。防护林对改善当地的生态环境有着相当大的作用，其中能够有效调节当地的降水形式与地表水分，削弱了雨水对地表的冲刷，以减缓水土流失的速度，起到保持水土、防止水土流失的作用（东有真，2021）。森林能够以光合作用的形式吸收二氧化碳释放氧气，来调节大气中的成分，调节地表温度，有效缓解城市热岛效应。通过对比江苏北部沿海的地区的蒸发量上看，得出防护林的生长对蒸发现象产生了影响，对当地的气候起到了积极调节作用（董晓敏,康立新，1994）。除此之外防护林还能够防灾减灾与促进当地经济发展（陈端钦，2008）。防护林也能够保护农田与保护当地生物多样性（李伟超，1995）。综上所述，防护林无论是在保护生态环境中还是在维护生物多样性等方面中都发挥了重要作用，防护林建设对海南岛来说无疑是百利无害的。木麻黄作为海南防护林的重要组成之一，本次研究着重于木麻黄叶片化学计量学特征。叶片化学计量学特征主要研究植物叶片中的化学元素含量与比值，最主要的大量元素就包括碳、氮、磷，植物的光合生产和正常生理活动都离不开N、P等大量元素和微量元素（何桂萍，2020）。通过研究元素含量、计算元素含量比值，成为了解植物养分利用、生长发育和对环境适应性的机制有效手段。以往有关木麻黄海防林的研究中发现，海南木麻黄海防林中木麻黄自身不能自我完成天然更新，并且其他的树种虽然会自我更新却整体更新的质量欠佳，但个别局部的更新质量会良好（杨彬，2020）。本研究尝试从化学计量学角度解释气候环境对海南木麻黄林生长的影响机制。结合海南岛全岛温差不大但降水具有明显的区域性特点，尝试研究降水梯度对木麻黄海防林化学计量学特征的影响，进而讨论木麻黄海防林的养分健康状况，为海南木麻黄海防林经营管理提供依据。1.2研究综述1.2.1叶片化学计量学研究进展生态化学计量学是研究生物体及生态系统中关键化学元素（如碳、氮、磷等）的含量、比例、流动与转化规律，及其对生物生长、种间关系、能量流动、物质循环和生态系统功能影响的学科，是生态学科下相对年轻的分支学科。在国内外研究中，其中生态化学计量学是研究生物以及所处的环境中的元素含量、元素间的比值、以及元素平衡关系与物质循环的一种科学（SternerRW,ElserJJ,2002；陈昊轩，2023；王凯，邢仕奇，张日升等，2024）。在2004年有学者对全球1280种植物研究发现，叶片中的氮磷含量与比值会随着纬度的降低、年均气温的增加而发生变化，其中氮磷含量均会随之降低，而N:P比值会随之升高（ReichPB,OleksynJ,2004）。Han等人对中国753种植物进行研究发现，中国植物的磷含量相较于全世界来说是较低的，其叶片的N:P比值比较全世界来说是偏高的，这可以反映出中国植物的生长发育会更多受到磷的限制（HanW,2005）。从中可以看出N:P比值一定程度可以反映养分限制，Koerselman和Meuleman对欧洲的湿地植物设置了40多个施肥实验中研究得出，N:P比小于14时，植物受氮限制；当N:P比处于14至16间时，植物对氮磷限制可能没有或共同限制；当N:P比大于16时，则受磷限制，在观测数据中可以研究植物的N:P比值进一步研究植物所受的元素限制（Koerselman,Willem,Meuleman,etal,1996）。气候因素是影响植物化学计量学特征的重要因子。Yin在研究植物叶片氮元素与气候关系时发现氮元素含量的趋势会由寒带至温带上升，而温带至亚热带会下降（YinX，1993；李虹谕，杨会侠，白荣芬等，2021）。Yuan等学者研究不同生态类型的植物得出，随着年均气温、降水量的增加，植物叶片中的C:N比会减少，但C:P比与N:P比会增加（YuanZY,ChenHYH,2009；薄夫京，2023）。降水量与植物养分含量的关系中，有学者对兴安落叶松采样研究发现，降水量的降低使得其叶片C:N比显著升高（任书杰，于贵瑞，陶波等，2009；卢同平，史正涛，牛洁等，2016）。在降水变化中Kang等研究者在研究欧洲的挪威云杉时，发现其叶片的N:P比值与当地的年降水量呈现出非线性关系（HongzhangKang等，2011；程瑞梅，王娜，肖文发等，2018）。He等人在对阿拉善荒漠的植物进行研究发现，其叶片中的氮磷浓度与年平均降水量没有相关性（HeM,DijkstraFA,ZhangK,etal,2014；卢同平，史正涛，牛洁等，2016）。海拔反映了水热环境的综合变化，其对植物化学计量学特征影响同样重要。位于高海拔低维度的西藏高原中的生态系统中，随着海拔的升高，温度也随之降低，该生态系统中的植株经过研究测量，其叶片含氮量较其他地区而言会偏高，说明了植物可能在不同海拔下会随温度的变化而改变自身的化学成分含量来调整自身对环境的适应（杨慧敏等，2011）。1.2.2海南环境特征海南省地处于热带地区，位于北回归线与赤道之间，纬度在北纬18°10′～20°10′，经度在东经108°37′～111°16′。全省陆地面积约占3.5万平方公里，其中海南岛陆地总面积占海南省总陆地面积大部分约为3.39万平方公里，是我国除台湾岛外第二大岛，岛屿轮廓趋向于椭圆(申元村，刘闯，石瑞香等，2018)。海南的气候类型属于热带季风气候，各区域温差变化不大，大部分地区的年平均气温约为24℃，海南岛中部的山区温度会相对较低，而海南岛的南部地区与西部地区温度会比较高（陈汇林，吴翠玲，2003）。海南大部分地区的年降水量一般处于1500至1800毫米之间，而中部山区地区为2000mm到2500mm。从海南岛整体上看，降水处于不平衡趋势，海南岛的北部、中部与东部沿海地区降水量较高，在而西部降水较少（何大章,张声粦，1985）。海南的土壤类型围绕中部形成同心圆趋势，最外围为滨海沙土类型（廖灵聪，2021）。在海防林上，木麻黄的土壤环境多为滨海沙土，滨海沙土受到海水影响，使得土壤的含盐量会比较高，这种情况不利于大多数植物生长繁殖；其次滨海沙土肥力低，有机质含量低，同样不益于植物成长。此外滨海沙土还有颗粒粗、植被覆盖率低等特点（金贇，2022）。对于大多数植物来说，滨海土壤的土壤条件差，木麻黄却能够在此茁壮成长，体现出了木麻黄具有很强的耐盐耐瘠薄能力。1.2.3木麻黄海防林的重要性木麻黄是我国沿海地区主要防护林之一，在放风固沙与改善沿海生态环境等方面中都有着不可或缺的作用（杨小漩，2023）。选择木麻黄作为重要防护林之一是因为它有着许多优越的特质。首先木麻黄的生长速度快，比较于其他的树木木麻黄会以更短的时间来形成防护林带（张峰，王耀山，林作武，2018）。其次木麻黄的抗逆性强。沿海地区大多都是盐碱地风沙地等，这些滨海土壤不但盐度高，而且肥力不佳，但木麻黄对土壤的要求不高，使其能够在沿海地区这些盐碱地、肥力不高等恶劣环境下生长（祁潇勇，2017）。木麻黄还具有保护和改善海岸线的作用，并且有效维护了沿海地区的生态平衡(范永福，2018)。木麻黄能够对当地的气候调节起到积极作用，有利于提高空气质量，也为当地的生物提供食物与生存环境，有利于当地的生物生长繁殖，丰富了生物多样性（王柯远，2018）。1.3主要研究内容(1)不同降水梯度木麻黄小枝的化学计量学属性差异本次主要研究不同降水梯度下木麻黄小枝的化学计量学特征差异，主要研究其木麻黄小枝的碳氮磷含量与比值。根据这些化学计量学特征得出木麻黄的养分利用概况，能够初步了解其元素之间的关系。(2)不同降水梯度对木麻黄小枝的化学计量学属性的影响在（1）基础上对不同降水梯度的地区木麻黄进行化学计量学分析，分析木麻黄对不同降水的响应规律，分析木麻黄与降水量的相关性。1.4研究目的及其意义研究其对水分的适应性情况，根据不同降水地区的木麻黄的情况，更有利于探索木麻黄的抗逆性特征，对木麻黄的引进更适宜的环境种植做降水参考，为稳定生态系统提供依据。对木麻黄的健康评价提供依据。1.5技术路线2研究区域概况与方法2.1研究区域概况本次的研究区主要取于海南的五个地区采样，分别是乐东县上港、东方市板桥路、万宁市龙滚镇海量村、儋州市海田村和澄迈县澄迈湾。五个地区的木麻黄所处区域为沿海区域，且年降水量均有差异。乐东年平均气温约为24摄氏度；年平均降水量约为1600mm(詹道华，陈祥泽，王小燕等，2018)；样点位置为东经108°54'，北纬18°25'。东方年平均气温约为25摄氏度；年平均降水量约为1150mm(李菊，杨永志，甘良等，2022)；样点位置为东经108°41'，北纬18°47'。万宁年平均气温约为24摄氏度；年平均降水量约为2400mm(周亚奎，战晴晴，卢丽兰等，2016)；样点位置为东经110°32'，北纬19°01'。儋州年平均气温约为24摄氏度；年平均降水量约为1816mm(何珊琼，2016)；样点位置为东经109°26'，北纬19°51'。澄迈年平均气温约为24摄氏度；年平均降水量约为1756mm(耿晓晓，2023)；样点位置为东经110°0'，北纬19°58'。表2-1海南五个市县地区地理特征序号地区名称年均温度年降水量经纬度℃mm°′1万宁海量村242400东经110°32'，北纬19°01'2乐东上港241600东经108°54'，北纬18°25'3东方板桥路251150东经108°41'，北纬18°47'4儋州海田村241816东经109°26'，北纬19°51'5澄迈澄迈湾241756东经110°0'，北纬19°58'年降水量比较为万宁＞儋州＞澄迈＞乐东＞东方，年平均气温皆为24℃相似可忽略不计。这些研究区域的年降水量均不同，当地的木麻黄可作为本次所研究的材料。2.2研究方法2.2.1样地选择样地的选择主要选取于海防林木麻黄林，基本无人类活动或少有人类活动的区域进行样地选择，这样选择能一定程度上减小人类活动对木麻黄的影响，让研究的数据更加真实可信。计划每个地区的样地选取剪取的新鲜小枝能够装满三袋样品袋。2.2.2样品选择与采集选定好样地后，样品的选择选择新鲜木麻黄小枝，利用高枝剪对木麻黄能够更多接触阳光的小枝进行裁剪并收集进样品袋中。采集这样的小枝更趋向于新鲜，对于木麻黄小枝的测定数据能够更醒目利于测定。裁剪后的小枝要进行筛选，去除主要的大枝干采集小枝装入样品袋中，提前对样品袋进行标注，注明好样品的地区名称、样地编号和样品名称。2.2.3样品处理测小枝常态。样品采集完成后，将五个地区中每个地区三个样品袋中的新鲜小枝各自取出150g左右各自放入烧杯中，各自去皮称重准确质量后放入信封中，称重新鲜小枝鲜重后在信封上标注地区、样品名称、样品质量与放入烘箱时间。并且于这个时间点将装有新鲜小枝的信封放入设定温度为120摄氏度杀青10分钟后，放于60摄氏度的烘箱烘48小时，及时称量干重。将剩下的小枝密封完毕后放入冰箱中备用。将所有烘干的小枝用相应的机械设备测量其化学计量学特征。2.2.4样品化学计量学测定小枝的全碳含量测定参考T/NAIA070-2021植物全碳含量的测定，使用重铬酸钾氧化法测定。将带有编号的信封中小枝分别取出，利用高速粉碎机各自粉碎后采用四分法，将小枝粉末各自充分混合均匀后缩分，各自分好放入对应的样品袋中备用。从样品袋中取出些许小枝粉末称重后放入锥形瓶中并标签上重量，准确加入所相应的已知质量重铬酸钾与浓硫酸，小心摇匀后将瓶子放入沸水中水浴加热，加热一定的时间以确保完全氧化。若出现黑色颗粒物则说明没有完全氧化需要继续加热。氧化完毕后将锥形瓶静置于常温环境下冷却至室温后，将锥形瓶里的液体倒入容量瓶中利用离子水定容。从容量瓶中称量记录出一定体积的液体加入到另一个锥形瓶后加入邻菲罗啉指示剂，用已知浓度的硫酸亚铁标准溶液滴定。记录滴定所用的硫酸亚铁的体积。进行计算至算出全碳的含量。小枝的全氮含量测定参考NY/T2017-2011植物中氮、磷、钾的测定，使用硫酸消解-凯氏定测定。将带有编号的信封中小枝分别取出，经过粉碎机各自粉碎后过筛混匀得到均匀的粉末，各自分好放入对应的样品袋中备用。从样品袋中取出些许小枝粉末称重后将粉末各自放入消解管中加入适量浓硫酸后，加入过氧化氢摇匀等溶液反应结束后加热至固体消失溶液呈现褐色时加热停止。静置其稍微冷却后继续加入适量过氧化氢并加热五分钟左右后冷却，继续加入适量过氧化氢并加热，重复此步骤至溶液无色为止。随后静置溶液至冷却后倒入容量瓶中定容。启动定氮仪，将硼酸接受液、蒸馏水、氢氧化钠溶液设定为需要的数据。将容量瓶中溶液取出并称量出一定体积后加入消化管内，将消化管放入仪器后蒸馏。计算记录全氮的含量。小枝的全磷含量测定参考NY/T2017-2011植物中氮、磷、钾的测定，使用硫酸消解-钼锑抗比色测定。将带有编号的信封中小枝分别取出，经过粉碎机各自粉碎后过筛混匀得到均匀的粉末，各自分好放入对应的样品袋中备用。从样品袋中取出些许小枝粉末称重后将粉末各自放入消解管中加入适量浓硫酸后，加入过氧化氢摇匀等溶液反应结束后加热至固体消失溶液呈现褐色时加热停止。静置其稍微冷却后继续加入适量过氧化氢并加热五分钟左右后冷却，继续加入适量过氧化氢并加热，重复此步骤至溶液无色为止。随后静置溶液至冷却后倒入容量瓶中定容。将容量瓶中溶液取出并称量出一定体积后加入烧杯中，按照所需步骤加入适量氢氧化钠、二硝基酚指示剂、硫酸溶液与钼锑抗显色剂混合后倒入于新容量瓶中并定容。使用分光光度计在700nm波长处测出吸光值并比较磷标准溶液，计算记录。以上的步骤对每个样品袋中的小枝的取出质量需相同。2.2.5数据处理方式采用Excel2019、SPSS21.0对数据进行t检验、Pearso相关性分析，采用origin2022进行绘图。3养分含量与化学计量特征3.1不同降水量下木麻黄小枝养分含量特征与化学计量特征3.1.1不同降水地区下木麻黄小枝养分含量特征与化学计量特征图3-1不同地区下木麻黄小枝养分含量特征Figure3-1Nutrientcontentcharacteristicsofsmallbranchesofcasuarinaunderdifferentprecipitationlevels注：含有相同小写字母代表的是代表不同地区的养分含量特征差异不显著（p＞0.05），含有不同小写字母的代表二点是不同地区的养分含量特征差异显著（p≤0，05）。本研究对五种不同降水量沿海地区的木麻黄区域的木麻黄的小枝的C、N、P含量进行了分析（图3-1），横坐标从左至右分别是万宁（WNB）、乐东（LDB）、东方(DFB)、儋州（DZB）和澄迈(CMB)，纵坐标为该地区木麻黄的元素含量特征。结果说明：五个地区的木麻黄全碳、全氮、全磷含量均值分别为45.0%（值域41.4%-48.8）、1.41g/100g（值域1.20g/100g-1.66g/100g）、0.0828g/100g（值域0.0664g/100g-0.1034g/100g）；最高均值分别是47.0%（东方）、1.61g/100g（万宁）、0.09643g/100g（万宁）；最低均值分别是43.2%（澄迈）、1.29g/100g（乐东）、0.0684g/100g（乐东）；变异系数分别是4.13%、7.21%、5.10%（变异系数C·V=（标准偏差SD/平均值Mean）×100%）。从五个地区的C、N、P的变异系数上看，五个地区的木麻黄小枝的全碳、全氮和全磷显示了弱变异性，但三者变异系数有略微差异。由此表明地区的不同，使得木麻黄可能为了适应所处环境而对自身的C、N、P含量改变的同时，养分分配方式也随之不同，使得木麻黄能够更好适应当地环境。从图3-1中看出不同降水地区的木麻黄小枝养分含量差异中，东方市的全碳含量表现显著高于澄迈（P≤0.05），其他地区差异不显著（P＞0.05）；万宁的全氮含量与全磷含量表现显著高于乐东、东方和澄迈，而与儋州差异不显著；而儋州的全氮含量表现与其余四个地区差异不显著，全磷含量表现却显著高于乐东、东方和澄迈，但与万宁差异不显著；乐东、东方、澄迈的全氮含量表现差异不显著，而乐东的全磷含量表现显著低于东方与澄迈，但东方的全磷含量表现差异与澄迈不显著。将其数据做成表3-1。表3-1五个不同降水地区下木麻黄小枝养分含量Table3-1NutrientcontentofsmallbranchesofCasuarinaequisetifoliainfivedifferentprecipitationregions序号样品名称全碳全氮全磷样品名称备注%g/100gg/100g1WNB万宁木麻黄小枝45.3±1.4ab1.60±0.05a0.0964±0.0053a2LDB乐东木麻黄小枝45.5±2.0ab1.30±0.06b0.0684±0.0022c3DFB东方木麻黄小枝47.0±1.8a1.34±0.08b0.0771±0.0030b4DZB儋州木麻黄小枝43.9±0.9ab1.47±0.09ab0.0947±0.0035a5CMB澄迈木麻黄小枝43.2±1.2b1.35±0.12b0.0775±0.0021b注：含有相同小写字母代表的是代表不同地区的养分含量特征差异不显著（p＞0.05），含有不同小写字母的代表二点是不同地区的养分含量特征差异显著（p≤0，05）。样品名称的意思分别有万宁（WNB）、乐东（LDB）、东方(DFB)、儋州（DZB）和澄迈(CMB)。由表3-1得出木麻黄养分含量中全碳、全氮、全磷大小比较分别为东方＞乐东＞万宁＞儋州＞澄迈、万宁＞儋州＞澄迈＞东方＞乐东、万宁＞儋州＞澄迈＞东方＞乐东。图3-2不同样点木麻黄小枝C:N比注：含有相同小写字母代表的是代表不同地区的养分含量特征差异不显著（p＞0.05），含有不同小写字母的代表二点是不同地区的养分含量特征差异显著（p≤0，05）。样品名称的意思分别有万宁（WNB）、乐东（LDB）、东方(DFB)、儋州（DZB）和澄迈(CMB)。图3-3不同降样点木麻黄小枝N:P比注：含有相同小写字母代表的是代表不同地区的养分含量特征差异不显著（p＞0.05），含有不同小写字母的代表二点是不同地区的养分含量特征差异显著（p≤0，05）。样品名称的意思分别有万宁（WNB）、乐东（LDB）、东方(DFB)、儋州（DZB）和澄迈(CMB)。图3-4不同样点木麻黄小枝C:P比注：含有相同小写字母代表的是代表不同地区的养分含量特征差异不显著（p＞0.05），含有不同小写字母的代表二点是不同地区的养分含量特征差异显著（p≤0，05）。样品名称的意思分别有万宁（WNB）、乐东（LDB）、东方(DFB)、儋州（DZB）和澄迈(CMB)。由图3-2、图3-3、图3-4可知，木麻黄在不同的地区，碳氮磷的比值会有所改变，C:N的大小比较为东方＞乐东＞澄迈＞儋州＞万宁；N:P的大小比较为乐东＞澄迈＞东方＞万宁＞儋州；C:P的大小比较为乐东＞东方＞澄迈＞万宁＞儋州。3.1.2不同降水量下木麻黄小枝养分含量与化学计量的相关性图3-5不同降水量下木麻黄小枝养分含量与降水量的相关性图3-6不同降水量下木麻黄小枝化学计量比与降水量的关系从图3-5、3-6可以看出，随着降水量的升高，N和P均是显著正相关（P≤0.05），并且是极其显著（P≤0.01）；C:N和C:P均为显著负相关，并且也是极其显著（P≤0.01）；C与N:P均为不显著的负相关（P＞0.05）。3.2讨论本此研究中，数据表明木麻黄小枝养分含量在五种不同降水地区皆有所差异，降水量比较为万宁＞儋州＞澄迈＞乐东＞东方，分别是2400mm、1816mm、1756mm、1600mm、1150mm。有学者提出叶片的养分含量可以体现出整个植物的养分状态（吴锡麟等，2011），经过本次研究发现各个不同降水地区上，各木麻黄小枝的化学计量学特征存在差异显著，能说明不同降水梯度下，木麻黄的养分状态也会有所不同。在所研究的五个不同降水木麻黄海防林地区中，据上述数据表明，木麻黄的全碳含量表现为东方＞乐东＞万宁＞儋州＞澄迈，C含量在五个地区中只有澄迈与万宁有显著差异性，其余均无显著差异，由图3-5知C含量与降水量关系呈现出不显著的负相关关系。说明降水量的大小对木麻黄全碳含量的影响并不显著。有研究说明，在降水增多的时候，植物的生长季会得到延长，植物的光合作用能力会增强，从而会使光合产物增多，生物量增加（胡东宇，张丹，薄明森等）。从中得出，木麻黄叶片中的有机物含量增加，使得其叶片中的氮磷浓度遭到稀释。推测降水越多时，可能造成环境的元素含量减少。N、P作为植物的重要元素，对植物的蛋白质合成以及遗传物质的合成等有着不可或缺的作用，对植物的生长发育起到巨大作用（平川等，2014）。由图3-1看出五个地区的木麻黄的全氮与全磷有着差异变化。从上述数据中可以看出，木麻黄的全氮含量与全磷含量均表现为万宁＞儋州＞澄迈＞东方＞乐东，根据降水量的大小排序来看，东方属于特异值，但却因为N、P跟降水量的关系均是显著正相关，并且是极其显著；C:N和C:P均为极其显著负相关；N:P跟降水量的关系为不显著的负相关。能够说明降水量的大小对木麻黄的全氮含量与全磷含量的影响显著。植物叶片的N、P是由土壤中吸收来的，运输常常会伴随着蒸腾作用进行（刘静，2013）。根据本次研究推出随着降水量的增多，木麻黄小枝的氮磷含量增多，推测是降水越多使得植物叶片的蒸腾作用越强，从而让植物的叶片氮磷含量升高。有学者认为，植物对养分的利用以及植物生长特征这部分，可以通过测出并且分析植物叶片的C:N比与C:P比这些数据一定程度上反映出来（黄建军等，2003；皮发剑，2017）。在本次研究中，随着降水量的提升，存在着木麻黄氮含量与磷含量随之上升的显著正相关结果，同时测出C:N比与C:P比是显著负相关的关系。叶片的C:N、C:P能够反映出植物对氮与磷的利用效率，当其比值越低时，植物对氮磷的利用效率就越高（王树力，郝玉琢，周磊等，2018）。本次研究中，随着降水量的升高，木麻黄小枝的C:N、C:P呈现降低的趋势，说明降水量的升高会提高木麻黄对氮磷的利用效率。所以当地的氮磷需求量就会提高，从而使得当地氮磷量相对缺乏，说明降水越丰富的地区木麻黄受到的养分限制就会越高。N:P比是植物对氮和磷的缺乏情况的重要指标，其中低于14受氮限制，高于16受磷限制，在14-16之间是共同受到氮磷限制（韩云花，赵秋玲，张晶等，2024）。由图3-6看出仅仅只有降水量为1816mm的儋州木麻黄N:P比平均在14-16之间，同时受到氮磷限制，而其余均主要受到磷限制。由此可以推出木麻黄处于这些氮磷相对缺乏的地区将会遭受养分缺乏的情况，以至于海防林退化。4结论与展望4.1结论本次的研究将海南的五个不同降水量沿海地区的海防林的木麻黄作为研究对象，采集了各个地区的木麻黄小枝，对木麻黄小枝进行处理后分析采集数据，研究分析其养分含量（C、N、P）和化学计量比（C:N、C:P、N:P）。有以下结论：木麻黄的全碳含量随着降水量的变化而变化的现象呈现不显著关系；木麻黄的全氮含量和全磷含量随着降水量的变化而变化的现象呈现显著关系；随着降水量的提升，木麻黄的全氮含量与全磷含量随着变化，呈现出显著正相关关系。说明木麻黄在不同降水的情况下，可能改变自身的氮磷含量以便适应当地环境。海防林退化的原因可能是由于木麻黄处于氮磷相对缺乏的地区将会遭受养分缺乏的情况。而且木麻黄会随着降水量的提高，氮磷需求量随之提高，从而使得当地氮磷量相对缺乏，说明降水越丰富的地区木麻黄受到的养分限制就会越高。4.2建议通过本次的研究，得知木麻黄在降水量不同的地区，自身的氮磷需求量会随着降水量的升高而升高，由于自身处于滨海地区，氮磷元素会相对缺乏，将会受到氮磷的养分限制。同时其无法自我天然更新，这使得木麻黄海防林发生了退化，由于海南中的海防林主要以木麻黄为主，种类单一，结构不是很合理，所以有必要对海防林木麻黄进行一定的再规划建设。其中可以从生物学上进行木麻黄与其他优秀物种的树木进行混交研究，改善其养分限制，稳定其生态环境。其次也能引用更优质的树种，例如在相思树种，经过研究发现该树种对于沙土具有优质的改良作用，其次也能够抗风也具有着优良高生长品质指标，同时也能够丰富防护林的树种结构等（韩金发，2001）。其次也可以改善海防林的土壤情况，可以依照降水量的参考对木麻黄施加适当的氮磷肥料，并且对于当地区域进行合理管理。由于木麻黄为了适应恶劣的环境，会有着复杂对元素的分配方式，所以对于当地要对其木麻黄凋落物的分解进行合理管理，对分解源进行及时找出并归还土壤，从而对当地的土壤养分进行改善（钟春柳，2017）。4.3研究不足及展望本文主要对海南的五个不同降水地区的海防林木麻黄小枝的养分含量（C、N、P）及化学计量学特征进行了研究分析，并且对木麻黄在不同降水地区的养分含量特征及化学计量学比值进行了分析讨论。但是由于时间及空间的一些因素，本文还存在这一定的问题与不足：（1）在选择的地区中并未采集更多不同降水地区的木麻黄小枝作为研究材料，其次采集的小枝样袋不够多，这可能导致研究结果不够精确。应该对多种降水量不同的地区进行采样，在每个地区的样品袋采集至少五袋，能够更好减少误差。（2）采样的季节选择在夏季，并未对冬季的木麻黄小枝进行处理分析数据。不同的季节可能会对木麻黄的养分含量造成影响。应该对冬季的不同降水量地区的木麻黄进行采集并进行处理分析。（3）本次研究仅仅关注了降水量这个变量，忽略了其他可能影响研究结果的因素。因此，未来的研究可以选择在广西、广东以及北至浙江的更大范围内收集样本，同时去分析研究包括土壤理化和微生物等更多生物环境因素驱动。此外，我们建议进一步探索这方面的可能性，并且鼓励各个学科合作，以推动研究更深入发展。参考文献HanW.Leafnitrogenandphosphorusstoichiometryacross753terrestrialplantspeciesinChina[J].New.Phytol,2005,168.HeM,DijkstraFA,ZhangK,etal.Leafnitrogenandphosphorusoftemperatedesertplantsinresponsetoclimateandsoilnutrientavailability[J].NaturePublishingGroup,2015(1).DOI:10.1038/SREP06932.HongzhangKangandHongleiZhuangandLiliWuandQunluLiuandGuangrongShenandBjörnBergandRongzhouManandChunjiangLiu.VariationinleafnitrogenandphosphorusstoichiometryinPiceaabiesacrossEurope:Ananalysisbasedonlocalobservations[J].ForestEcologyandManagement,2011.DOI:10.1016/j.foreco.2010.10.004.Koerselman,Willem,Meuleman,etal.ThevegetationN:Pratio:anewtooltodetectthenatureofnutrientlimitation.[J].JournalofAppliedEcology,1996.NichollsRJ.Analysisofglobalimpactsofsea-levelrise:acasestudyofflooding[J].Physics&ChemistryoftheEarth,2002,27(32):1455-1466.DOI:10.1016/S1474-7065(02)00090-6.ReichPB,OleksynJ.GlobalpatternsofplantleafNandPinrelationtotemperatureandlatitude[J].ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences,2004,101(30):11001-11006.DOI:10.1073/pnas.0403588101.SternerRW,ElserJJ.EcologicalStoichiometry:TheBiologyofElementsfromMoleculestotheBiosphere[J].2002.DOI:10.1515/9781400885695.YinX.VariationinfoliarnitrogenconcentrationbyforesttypeandclimaticgradientsinNorthAmerica[J].CanJForRes,1993,23.YuanZY,ChenHYH.Globaltrendsinsenesced-leafnitrogenandphosphorus[J].BlackwellPublishingLtd,2009(5).DOI:10.1111/j.1466-8238.2009.00474.x.薄夫京.基于生态化学计量学的关帝林区华北落叶松养分利用与分配机制研究[D].山西农业大学,2023.DOI:10.27285/ki.gsxnu.2020.000012.陈端钦.平潭县沿海防护林体系建设与减灾稳产效益[J].2005全国沿海防护林体系建设学术研讨会,2008.陈昊轩.太白山不同海拔植物群落叶片化学计量和养分重吸收研究[D].西北农林科技大学,2023.DOI:10.27409/ki.gxbnu.2023.002623.陈汇林,吴翠玲.海南岛气候资源及其利用[J].琼州大学学报,2003(02):83-85.陈君.海南岛沿海防护林生态系统服务功能价值估算与实现[D].华南热带农业大学,2008.程瑞梅,王娜,肖文发等.陆地生态系统生态化学计量学研究进展[J].林业科学,2018,54(07):130-136.东有真.关于防护林水土保持的现状及改进措施研究[J].农家参谋,2021,000(035):183-184.董晓敏,康立新.江苏北部沿海防护林体系对区域性蒸发影响的探讨[J].南京林业大学学报:自然科学版,1994,18(2):6.DOI:CNKI:SUN:NJLY.0.1994-02-008.范永福.滨海沙地4种人工林凋落物动态及分解研究[D].福建农林大学,2018.耿晓晓.海南岛贝克喜盐草的空间分布特性及保护价值研究[D].海南热带海洋学院,2023.DOI:10.27953/ki.ghnhy.2023.000102.韩金发.风沙地引种厚荚相思的生长情况与土壤性状的关系[J].水土保持研究,2001(02):127-129.韩云花,赵秋玲,张晶等.遮阴对连香树幼苗生长和碳氮磷化学计量特征的影响[J].森林工程,2024,40(02):36-46.何大章,张声粦.海南岛气候区划[J].地理学报,1985(02):169-178.何桂萍.岷山摩天岭东段木本植物叶性状变异的生物学来源及对地形因子的响应[D].甘肃农业大学,2020.DOI:10.27025/ki.ggsnu.2019.000154.何珊琼.热带、亚热带典型森林—土壤系统植硅体碳变化规律及其稳定性研究[D].浙江农林大学,2016.胡东宇,张丹,薄明森等.气候变化情景的西伯利亚落叶松潜在分布格局及驱动因素[J].东北林业大学报,2024,52(01):38-45.DOI:10.13759/ki.dlxb.2024.01.005.黄建军,王希华.浙江天童32种常绿阔叶树叶片的营养及结构特征[J].华东师范大学学报(自然科学版),2003,1(01):92-97.金贇.水盐胁迫对海刀豆幼苗生长及生理特性的影响[D].广西大学,2022.DOI:10.27034/ki.ggxiu.2022.001170.李虹谕,杨会侠,白荣芬等.陆地植物生态化学计量学特性研究进展[J].辽宁林业科技,2021(05):66-68.李菊,杨永志,甘良等.土壤改良剂和有机肥对旱改水砖红壤稻田的改良效果[J].中国土壤与肥料,2022,(04):91-98.李伟超.海南岛沿海防护林现状及作用[J].防护林科技,1995(2):4.DOI:CNKI:SUN:FHLK.0.1995-02-008.李晓清.我国新一期海防林体系