氮素和水分添加对油蒿群落土壤及植物养分状况的影响
发布时间：2020-09-27 11:58
全球气候预测表明,未来全球大气氮沉降将会持续增加,中国北方干旱半干旱地区的降雨量也可能增加10～20%,这些变化可能会影响植物的养分利用策略,进而影响这些生态系统的结构和功能。然而,在氮沉降和降水增加的情况下,作为毛乌素沙地分布面积最大、最为典型的油蒿(Artemisia ordosicaa)群落,将会有何种响应,目前并不清楚。本研究以毛乌素沙地西南缘的油蒿群落为研究对象,通过连续三年(2015～2017)的野外控制试验,设计了 3个氮添加水平(NO:0kgN ha-1yr-1;N10:1O kgN ha-1 yr-1:N60:60kgNha-1 yr-1)和 3 个水添加水平(W0:自然降水;W20:增加20%降水;W40:增加40%降水)的双因子9个交互处理的随机区组试验,分析了氮素和水分输入对油蒿群落土壤环境以及优势植物叶片养分状况的影响,探究了毛乌素沙地油蒿群落养分策略对氮素和水分增加响应的潜在机制,主要的研究结果及结论如下:(1)氮素和水分添加显著增加了油蒿群落的土壤水分和速效氮含量,但是对土壤pH、有机质、全氮和全磷的影响十分有限。此外,氮添加并没有造成土壤盐基离子的损耗,对微量元素Fe、Mn的影响也十分微弱;水添加降低了表层土壤(0-20cm)Ca2+的含量,对其他微量元素无影响。(2)氮素和水分添加对油蒿和赖草(Leymussecalinus)叶片C含量均无显著影响,氮添加显著增加了这两种植物叶片N含量和N:P,降低了两种植物叶片C:N及赖草叶片P含量,水添加增加了油蒿叶片N含量,降低了 C:N,对赖草的影响十分微弱。氮添加降低了油蒿叶片微量元素Fe、Mn的浓度,水添加降低了油蒿叶片Fe的浓度,赖草叶片微量元素对氮素和水分增加无明显响应。(3)土壤Ca2+抑制了植物对P的吸收,与植物叶片P含量显著负相关,与叶片N:P显著正相关,氮素输入直接影响植物叶片的N:P,导致毛乌素沙地油蒿群落优势植物由N限制向P限制转变,水分增加则会通过影响土壤Ca2+含量,间接降低植物叶片的N:P,进而在一定程度上缓解了磷限制,促进植物的生长。植物叶片各养分与土壤养分间不存在相关关系,在未来气候变化背景下,土壤与植物叶片养分之间的关系可能会发生解耦。研究结果表明,氮素增加会导致毛乌素沙地油蒿群落优势植物由N限制向P限制转变,草本植物赖草对氮素增加的响应会更强烈;水分增加会降低浅层土壤Ca2+含量,进而在一定程度上缓解磷限制,促进植物的生长。在未来可能的全球气候变化情景下,氮素和水分增加将会促进油蒿灌木林地的氮、磷循环以及植物生长,进而驱动生态系统的结构和功能发生变化,从而对区域荒漠化过程产生深远的影响。
【学位单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S718.5
【部分图文】：
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逑养分循环内在机制的认识，揭示未来可能的全球变化背景下，油蒿群落优势植物的养逡逑分利用状况和适应策略。具体技术路线见图２．２。逡逑，逦、邋，邋■邋＇邋￣邋、逡逑ｉ试於ｉ／ｘ、十丨丨逦氮添加处理逦水添加处理逦｜逡逑｜逦１１邋Ｉ１■又１逦！逦！逦（ＮＯ、Ｎ１０、Ｎ６０）逦（ＷＯ、Ｗ２０、Ｗ４０）逡逑＇逦＇ＬＪ－逦二N…二：：二＿逦逡逑，邋－邋「－＇、逡逑／逦逦逦邋ｐ逦土壤水分、酸碱度逦＇逡逑土壤环境一邋逦邋！逡逑！逦逦邋Ｌ逦土壤养分状况逡逑Ｉ逦邋邋１逡逑逦—逦、逡逑ｊ研究内容ｊ邋｜逦ｐ——＾邋ｆｉ酵十片养分浓度１逦ｉ逡逑■逦Ｉ邋Ｉ逦优势植物一逦Ｉ逡逑Ｖ逦／邋Ｉ逦逦逦逦邋逦逡逑！逦＾逦植物叶片化学计量比逡逑Ｉ逦１逡逑Ｉ逦Ｉ逡逑Ｉ逦Ｉ逡逑Ｉ逦邋邋Ｉ逡逑Ｖ逦土X蹋参锵低臣涞难止叵靛危哄义希苠邋危卞澹义稀㈠危义襄五危у邋五五五五巍㈠义希貉芯磕勘曦哄蔚两岛徒邓黾拥谋尘跋拢谒厣车赜洼锶郝溆佩危慑义希″危″澹″问浦参镅掷貌呗缘氖视棋呜义希薄㈠危巍⒁唬卞危桑у五义贤迹玻布际趼废咄煎义希ㄗⅲ海危稀ⅲ危保啊ⅲ危叮胺直鹞啊ⅲ保啊ⅲ叮埃耄纾危瑁帷蜇龅砑哟恚唬祝稀ⅲ祝玻啊ⅲ祝矗板义戏直鹞匀唤邓⒃鏊玻埃ァ⒃鏊矗埃ト鏊砑哟
本文编号：2827840
【学位单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S718.5
【部分图文】：
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