本文關(guān)鍵詞：荒漠草原優(yōu)勢(shì)植物養(yǎng)分利用及化學(xué)計(jì)量特征研究

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【摘要】：草原生態(tài)系統(tǒng)主要受到氮素(N)和水分條件的限制,地處干旱地區(qū)的短花針茅荒漠草原更是如此。放牧改變了生境中的養(yǎng)分條件,引起了物種對(duì)有限養(yǎng)分條件的利用競(jìng)爭(zhēng)。植物為了適應(yīng)生境,不斷調(diào)節(jié)自身養(yǎng)分利用特征和化學(xué)計(jì)量特征,這種適應(yīng)策略是決定物種競(jìng)爭(zhēng)能力和適應(yīng)能力的重要機(jī)制,同時(shí)對(duì)維持群落地上生物量具有重要的意義。以短花針茅荒漠草原優(yōu)勢(shì)植物短花針茅、無芒隱子草、冷蒿等為研究對(duì)象,探討荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)植物養(yǎng)分利用和化學(xué)計(jì)量特征對(duì)N、水分和放牧引起的物種競(jìng)爭(zhēng)的響應(yīng)與適應(yīng),有助于揭示人類干擾背景下短花針茅荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)植物養(yǎng)分利用策略的變化,并為預(yù)測(cè)未來生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)提供理論支持。 在荒漠草原典型地段設(shè)置了N、水分添加試驗(yàn)區(qū)和物種競(jìng)爭(zhēng)試驗(yàn)區(qū)。其中N和水分添加區(qū),選擇在自由放牧區(qū)和禁牧圍封區(qū)(至2011年已經(jīng)圍封5年)。分別設(shè)對(duì)照區(qū)(CK)、添加N(ND)、添加水分(WD)、同時(shí)添加N和水分(NWD)4種處理,每個(gè)處理5次重復(fù)。從2011年起連續(xù)2年進(jìn)行N和水分添加。物種競(jìng)爭(zhēng)試驗(yàn)區(qū),選擇在不同載畜率小區(qū)。于20()2年開始不同載畜率放牧試驗(yàn),持續(xù)至今。實(shí)驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),將放牧區(qū)劃分為4個(gè)處理,分別為對(duì)照(CK)、輕度載畜率(LG)、中度載畜率(MG)和重度載畜率(HG),對(duì)應(yīng)的載畜率值分別為0、0.91、].82和2.71羊單位/hm2/半年。每個(gè)處理3次重復(fù)。供試羊只為當(dāng)?shù)爻赡昝晒鹏裳颉?2011年和2012年連續(xù)2年采用野外觀測(cè)、取樣和室內(nèi)分析相結(jié)合的方法,分別對(duì)N和水分添加試驗(yàn)區(qū)群落特征、土壤含水量和養(yǎng)分特征、優(yōu)勢(shì)植物養(yǎng)分利用及其化學(xué)計(jì)量特征、不同載畜率條件下優(yōu)勢(shì)植物解剖結(jié)構(gòu)特征、養(yǎng)分利用特征、解剖結(jié)構(gòu)與養(yǎng)分特征的相互關(guān)系及其化學(xué)計(jì)量特征進(jìn)行了研究。主要研究結(jié)果如下： 1N和水分的添加分別提高了群落特征指標(biāo),有利于退化草地的恢復(fù)。在恢復(fù)退化草地方面,N和水分具有耦合作用,同時(shí)添加比單獨(dú)添加的影響效果明顯。N和水分條件都是草地植被生長(zhǎng)的主要限制因子,短花針茅荒漠草原植被對(duì)水分條件更為敏.感。 2長(zhǎng)期放牧引起的物種競(jìng)爭(zhēng)對(duì)優(yōu)勢(shì)植物的解剖結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了一定程度的影響。一些物種解剖結(jié)構(gòu)的變化更加有利于適應(yīng)貧瘠的生境。 3物種競(jìng)爭(zhēng)使短花針茅的全N(TN)含量降低,總有機(jī)碳(TOC)含量增加,在群落中處于不利的地位；無芒隱子草在調(diào)節(jié)養(yǎng)分含量方面同樣處于不利的地位；而冷蒿能夠很好地調(diào)節(jié)其體內(nèi)的元素含量,在競(jìng)爭(zhēng)中占有優(yōu)勢(shì)地位。 4N和水分的交互作用對(duì)短花針茅和無芒隱子草養(yǎng)分利用效率尚沒有影響。放牧引起的物種競(jìng)爭(zhēng)對(duì)相對(duì)高大的短花針茅的養(yǎng)分利用效率影響相對(duì)較小,而對(duì)較矮小的無芒隱子草和冷蒿的影響相對(duì)較大。 5N和水分的添加及其交互作用都顯著地降低了短花針茅和無芒隱子草的N利用效率(NUE),植物是通過提高NUE來適應(yīng)更為貧瘠的生境的。短花針茅和無芒隱子草在一定范圍內(nèi)可以通過增加NUE的機(jī)制來適應(yīng)放牧引起的物種競(jìng)爭(zhēng)：當(dāng)超過這一范圍,短花針茅和無芒隱子草的NUE下降,在群落中的優(yōu)勢(shì)地位有被其他物種取代的可能。 6物種競(jìng)爭(zhēng)壓力大時(shí),3種優(yōu)勢(shì)植物都采取增加或保持C：N和C：P的同時(shí),降低N：P的方式來加快生長(zhǎng)速度,適應(yīng)物種競(jìng)爭(zhēng)。植物個(gè)體大的短花針茅較個(gè)體小的無芒隱子草和冷蒿有更大的彈性空間去適應(yīng)生境中養(yǎng)分的變化。因此,從調(diào)節(jié)自身化學(xué)元素比值去適應(yīng)貧瘠生境的角度講,短花針茅具有較大的優(yōu)勢(shì)。但當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)壓力繼續(xù)增加時(shí),短花針茅更加容易受到N的制約,而逐漸被受N制約相對(duì)小的冷蒿和無芒隱子草所取代。
【關(guān)鍵詞】：荒漠草原 短花針茅 無芒隱子草 冷蒿 養(yǎng)分利用效率 化學(xué)計(jì)量學(xué)
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：S812
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-13
• 1 引言13-29
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 養(yǎng)分利用效率14-20
• 1.2.1 養(yǎng)分利用效率的概念14-15
• 1.2.2 養(yǎng)分利用效率描述參數(shù)的研究發(fā)展15-16
• 1.2.3 影響?zhàn)B分利用效率的環(huán)境因素16-18
• 1.2.4 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展18-20
• 1.3 生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)20-26
• 1.3.1 生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)的基本涵義20-22
• 1.3.2 生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)的基本理論22-24
• 1.3.3 生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)的研究發(fā)展24-25
• 1.3.4 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀25-26
• 1.4 草原生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征的影響因素26-28
• 1.4.1 水分條件26-27
• 1.4.2 N沉降27
• 1.4.3 放牧27-28
• 1.5 主要研究?jī)?nèi)容28-29
• 2 材料與方法29-37
• 2.1 研究區(qū)自然概況29-31
• 2.1.1 地理位置29
• 2.1.2 地貌特征29
• 2.1.3 氣候特征29-30
• 2.1.4 植被構(gòu)成與土壤特征30-31
• 2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)31-32
• 2.3 樣品采集與處理32-34
• 2.3.1 N和水分添加試驗(yàn)區(qū)32-33
• 2.3.2 不同載畜率試驗(yàn)區(qū)33-34
• 2.4 樣品室內(nèi)測(cè)定方法34-35
• 2.4.1 TOC含量測(cè)定方法-重鉻酸鉀氧化-外加熱法34
• 2.4.2 TN含量測(cè)定方法-凱氏定N法34-35
• 2.4.3 TP含量測(cè)定方法-鉬銻抗比色法35
• 2.5 數(shù)據(jù)計(jì)算與統(tǒng)計(jì)分析35-37
• 2.5.1 群落植物重要值35-36
• 2.5.2 群落α多樣性36
• 2.5.3 群落地上生物量36
• 2.5.4 植物養(yǎng)分利用效率的計(jì)算36
• 2.5.5 植物養(yǎng)分回收效率的計(jì)算36
• 2.5.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析36-37
• 3 結(jié)果與分析37-96
• 3.1 N和水分添加對(duì)群落優(yōu)勢(shì)植物養(yǎng)分利用及化學(xué)計(jì)量特征的影響37-72
• 3.1.1 植物群落特征37-44
• 3.1.2 土壤含水量與養(yǎng)分特征44-47
• 3.1.3 優(yōu)勢(shì)植物養(yǎng)分含量特征47-63
• 3.1.4 優(yōu)勢(shì)植物養(yǎng)分利用效率63-65
• 3.1.5 優(yōu)勢(shì)植物葉片回收效率65-66
• 3.1.6 優(yōu)勢(shì)植物葉片生態(tài)計(jì)量化學(xué)特征66-72
• 3.2 放牧對(duì)群落優(yōu)勢(shì)植物養(yǎng)分利用及化學(xué)計(jì)量特征的影響72-96
• 3.2.1 優(yōu)勢(shì)植物解剖結(jié)構(gòu)特征72-84
• 3.2.2 優(yōu)勢(shì)植物養(yǎng)分含量特征84-89
• 3.2.3 優(yōu)勢(shì)植物養(yǎng)分利用效率89-90
• 3.2.4 優(yōu)勢(shì)植物葉片回收效率90-91
• 3.2.5 優(yōu)勢(shì)植物解剖結(jié)構(gòu)和養(yǎng)分特征的相關(guān)分析91-92
• 3.2.6 優(yōu)勢(shì)植物葉片生態(tài)計(jì)量化學(xué)特征92-96
• 4 討論96-109
• 4.1 N和水分添加對(duì)優(yōu)勢(shì)植物養(yǎng)分利用及化學(xué)計(jì)量特征的影響96-103
• 4.1.1 N和水分添加對(duì)短花針茅群落特征的影響96-98
• 4.1.2 N和水分添加對(duì)土壤含水量和養(yǎng)分含量的影響98
• 4.1.3 N和水分添加對(duì)植物養(yǎng)分含量特征的影響98-100
• 4.1.4 N和水分添加對(duì)植物養(yǎng)分利用效率的影響100-101
• 4.1.5 N和水分添加對(duì)植物養(yǎng)分回收效率的影響101-102
• 4.1.6 N和水分添加對(duì)植物化學(xué)計(jì)量特征的影響102-103
• 4.2 放牧對(duì)優(yōu)勢(shì)植物養(yǎng)分利用及化學(xué)計(jì)量特征的影響103-109
• 4.2.1 放牧對(duì)植物解剖結(jié)構(gòu)特征的影響103-104
• 4.2.2 放牧對(duì)植物養(yǎng)分含量特征的影響104-105
• 4.2.3 放牧對(duì)植物的養(yǎng)分利用效率的影響105-106
• 4.2.4 放牧對(duì)植物養(yǎng)分回收效率的影響106-107
• 4.2.5 優(yōu)勢(shì)植物對(duì)放牧引起的物種競(jìng)爭(zhēng)的響應(yīng)107-108
• 4.2.6 放牧對(duì)植物C、N、P化學(xué)計(jì)量特征的影響108-109
• 5 結(jié)論109-111
• 致謝111-112
• 參考文獻(xiàn)112-129
• 作者簡(jiǎn)介129

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 王振興;;國(guó)內(nèi)生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)研究進(jìn)展[J];綠色科技;2011年07期

2 張紅霞,劉果厚,崔秀萍;干旱對(duì)渾善達(dá)克沙地榆葉片解剖結(jié)構(gòu)的影響[J];植物研究;2005年01期

3 蘇波,韓興國(guó),黃建輝,渠春梅;植物的養(yǎng)分利用效率(NUE)及植物對(duì)養(yǎng)分脅迫環(huán)境的適應(yīng)策略[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2000年02期

4 吳鵬飛;馬祥慶;;植物養(yǎng)分高效利用機(jī)制研究進(jìn)展[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2009年01期

5 趙雪艷;汪詩平;;不同放牧率對(duì)內(nèi)蒙古典型草原植物葉片解剖結(jié)構(gòu)的影響[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2009年06期

6 程濱;趙永軍;張文廣;安樹青;;生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)研究進(jìn)展[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2010年06期

7 王德利，祝廷成;不同神群密度關(guān)態(tài)下羊草地上部生態(tài)場(chǎng)、生態(tài)勢(shì)、場(chǎng)梯度及其季節(jié)性變化規(guī)律研究[J];生態(tài)學(xué)報(bào);1996年02期

8 李韻珠,王鳳仙,黃元仿;土壤水分和養(yǎng)分利用效率幾種定義的比較[J];土壤通報(bào);2000年04期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王忠武;載畜率對(duì)短花針茅荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：965770