全球氣候預(yù)測表明,未來全球大氣氮沉降將會持續(xù)增加,中國北方干旱半干旱地區(qū)的降雨量也可能增加10～20%,這些變化可能會影響植物的養(yǎng)分利用策略,進(jìn)而影響這些生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。然而,在氮沉降和降水增加的情況下,作為毛烏素沙地分布面積最大、最為典型的油蒿(Artemisia ordosicaa)群落,將會有何種響應(yīng),目前并不清楚。本研究以毛烏素沙地西南緣的油蒿群落為研究對象,通過連續(xù)三年(2015～2017)的野外控制試驗(yàn),設(shè)計了 3個氮添加水平(NO:0kgN ha-1yr-1;N10:1O kgN ha-1 yr-1:N60:60kgNha-1 yr-1)和 3 個水添加水平(W0:自然降水;W20:增加20%降水;W40:增加40%降水)的雙因子9個交互處理的隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn),分析了氮素和水分輸入對油蒿群落土壤環(huán)境以及優(yōu)勢植物葉片養(yǎng)分狀況的影響,探究了毛烏素沙地油蒿群落養(yǎng)分策略對氮素和水分增加響應(yīng)的潛在機(jī)制,主要的研究結(jié)果及結(jié)論如下:(1)氮素和水分添加顯著增加了油蒿群落的土壤水分和速效氮含量,但是對土壤pH、有機(jī)質(zhì)、全氮和全磷的影響十分有限。此外,氮添加并沒有造成土壤鹽基離子的損耗,對微量元素Fe、Mn的影響也十分微弱;水添加降低了表層土壤(0-20cm)Ca2+的含量,對其他微量元素?zé)o影響。(2)氮素和水分添加對油蒿和賴草(Leymussecalinus)葉片C含量均無顯著影響,氮添加顯著增加了這兩種植物葉片N含量和N:P,降低了兩種植物葉片C:N及賴草葉片P含量,水添加增加了油蒿葉片N含量,降低了 C:N,對賴草的影響十分微弱。氮添加降低了油蒿葉片微量元素Fe、Mn的濃度,水添加降低了油蒿葉片F(xiàn)e的濃度,賴草葉片微量元素對氮素和水分增加無明顯響應(yīng)。(3)土壤Ca2+抑制了植物對P的吸收,與植物葉片P含量顯著負(fù)相關(guān),與葉片N:P顯著正相關(guān),氮素輸入直接影響植物葉片的N:P,導(dǎo)致毛烏素沙地油蒿群落優(yōu)勢植物由N限制向P限制轉(zhuǎn)變,水分增加則會通過影響土壤Ca2+含量,間接降低植物葉片的N:P,進(jìn)而在一定程度上緩解了磷限制,促進(jìn)植物的生長。植物葉片各養(yǎng)分與土壤養(yǎng)分間不存在相關(guān)關(guān)系,在未來氣候變化背景下,土壤與植物葉片養(yǎng)分之間的關(guān)系可能會發(fā)生解耦。研究結(jié)果表明,氮素增加會導(dǎo)致毛烏素沙地油蒿群落優(yōu)勢植物由N限制向P限制轉(zhuǎn)變,草本植物賴草對氮素增加的響應(yīng)會更強(qiáng)烈;水分增加會降低淺層土壤Ca2+含量,進(jìn)而在一定程度上緩解磷限制,促進(jìn)植物的生長。在未來可能的全球氣候變化情景下,氮素和水分增加將會促進(jìn)油蒿灌木林地的氮、磷循環(huán)以及植物生長,進(jìn)而驅(qū)動生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化,從而對區(qū)域荒漠化過程產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
【學(xué)位單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S718.5
【部分圖文】：

圖２．１試驗(yàn)布設(shè)圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．１邋Ａ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ邋ｄｅｓｉｇｎ逡逑

逑養(yǎng)分循環(huán)內(nèi)在機(jī)制的認(rèn)識，揭示未來可能的全球變化背景下，油蒿群落優(yōu)勢植物的養(yǎng)逡逑分利用狀況和適應(yīng)策略。具體技術(shù)路線見圖２．２。逡逑，邐、邋，邋■邋＇邋￣邋、逡逑ｉ試於ｉ／ｘ、十丨丨邐氮添加處理邐水添加處理邐｜逡逑｜邐１１邋Ｉ１■又１邐！邐！邐（ＮＯ、Ｎ１０、Ｎ６０）邐（ＷＯ、Ｗ２０、Ｗ４０）逡逑＇邐＇ＬＪ－邐二N…二：：二＿邐逡逑，邋－邋「－＇、逡逑／邐邐邐邋ｐ邐土壤水分、酸堿度邐＇逡逑土壤環(huán)境一邋邐邋！逡逑！邐邐邋Ｌ邐土壤養(yǎng)分狀況逡逑Ｉ邐邋邋１逡逑邐—邐、逡逑ｊ研究內(nèi)容ｊ邋｜邐ｐ——＾邋ｆｉ酵十片養(yǎng)分濃度１邐ｉ逡逑■邐Ｉ邋Ｉ邐優(yōu)勢植物一邐Ｉ逡逑Ｖ邐／邋Ｉ邐邐邐邐邋邐逡逑！邐＾邐植物葉片化學(xué)計量比逡逑Ｉ邐１逡逑Ｉ邐Ｉ逡逑Ｉ邐Ｉ逡逑Ｉ邐邋邋Ｉ逡逑Ｖ邐土X蹋參鏘低臣淶難止叵靛危哄義希苠邋危卞澹義�、逦，辶x襄五危у邋五五五五�、辶x希貉芯磕勘曦哄蔚兩島徒鄧黽擁謀塵跋攏謁厴車賾洼鍶郝溆佩危懾義希″�！邋！鍐柶謪养窋S貌唄緣氖視棋嗚義希�、逦，逦、一１逦Ｉ＇逦辶x賢跡玻布際趼廢咄煎義希ㄗⅲ海危稀ⅲ危保�、Ｎ６０分柄_啊ⅲ保�、６０ｋ＜偽ｈａ—丨ｙｒ丨三庚_砑喲恚唬祝�、Ｗ２０、Ｗ４０辶x戲直鷂勻喚鄧�、增水２０％、增水４０％三个水添紗薛�

本文編號：2827840