全球大氣CO2濃度升高、干旱脅迫和氮沉降的持續(xù)增加對陸地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生了顯著的影響。模擬CO2濃度升高、干旱脅迫和氮沉降增加實驗對預(yù)測未來全球氣候變化條件下陸地生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)規(guī)律具有十分重要的意義。本研究以黃土高原森林草原區(qū)的地帶性植被草本植物群落白羊草(Bothriochloa ischaemum)為研究對象,采用盆栽控制實驗,通過人工氣候室模擬CO2濃度倍增,人工添加NH4NO3模擬氮沉降,人工控水模擬干旱脅迫,系統(tǒng)研究了CO2濃度升高、干旱脅迫和施氮對白羊草光合能力特征,生物量、光合產(chǎn)物和礦質(zhì)元素含量及分配,根際土壤化學性質(zhì)和根際土壤微生物學特性的影響,以期為深入認識全球氣候變化背景下黃土丘陵區(qū)植被響應(yīng)特征及機理提供科學依據(jù)。主要結(jié)論如下:1.CO2濃度升高和施氮顯著提高了白羊草葉片的SPAD值,最大凈光合速率和光飽和點;而干旱脅迫導致白羊草葉片SPAD值,最大凈光合速率和光飽和點的降低。CO2濃度,土壤水分狀況和施氮水平對白羊草的光合能力有顯著的交互作用,而氮素水平是影響白羊草光合能力的最重要的因素。在未來全球氣候變化的背景下,大氣CO2濃度升高和氮沉降的增大可以顯著...

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題的背景、目的和意義
        1.1.1 選題的背景
        1.1.2 選題的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 CO₂ 濃度升高、干旱脅迫和施氮對植物光合作用的影響
        1.2.2 CO₂ 濃度升高、干旱脅迫和施氮對植物生物量、光合產(chǎn)物和礦質(zhì)元素含量的影響
        1.2.3 CO₂ 濃度升高、干旱脅迫和施氮對土壤化學性質(zhì)的影響
        1.2.4 CO₂ 濃度升高、干旱脅迫和施氮對土壤微生物特性的影響
    1.3 目前研究中存在的問題與不足
第二章 研究材料與方法
    2.1 研究目標與內(nèi)容
        2.1.1 研究目標
        2.1.2 研究內(nèi)容
    2.2 研究方法
        2.2.1 盆栽實驗的布設(shè)
        2.2.2 實驗樣品的采集和處理
        2.2.3 實驗指標的測定和分析
    2.3 技術(shù)路線
    2.4 擬解決的關(guān)鍵問題
第三章 CO₂ 濃度升高、干旱脅迫和施氮對白羊草光合能力動態(tài)影響
    3.1 引言
    3.2 研究方法
        3.2.1 SPAD值測定
        3.2.2 光響應(yīng)曲線測定及模型選擇
        3.2.3 數(shù)據(jù)處理
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 CO₂ 濃度升高、干旱脅迫和施氮對白羊草葉片SPAD值的影響
        3.3.2 CO₂ 濃度升高、干旱脅迫和施氮對白羊草光響應(yīng)曲線的影響
    3.4 討論
    3.5 小結(jié)
第四章 CO₂ 濃度升高、干旱脅迫和施氮對白羊草生物量、光合產(chǎn)物和礦質(zhì)元素含量的影響
    4.1 引言
    4.2 研究方法
        4.2.1 株高的測定
        4.2.2 生物量的測定
        4.2.3 光合產(chǎn)物和礦質(zhì)元素含量的測定
        4.2.4 數(shù)據(jù)處理
    4.3 結(jié)果與分析
        4.3.1 株高
        4.3.2 生物量及根冠比
        4.3.3 光合產(chǎn)物
        4.3.4 礦質(zhì)元素
    4.4 討論
        4.4.1 CO₂ 濃度升高、干旱脅迫和施氮對白羊草生物量積累及其分配的影響
        4.4.2 CO₂ 濃度升高、干旱脅迫和施氮對白羊草非結(jié)構(gòu)性碳水化合物的影響
        4.4.3 CO₂ 濃度升高、干旱脅迫和施氮對白羊草礦質(zhì)元素含量及化學計量比的影響
    4.5 小結(jié)
第五章 CO₂ 濃度升高、干旱脅迫和施氮對白羊草根際化學性質(zhì)的影響
    5.1 引言
    5.2 研究方法
        5.2.1 土壤有機碳、全氮和全磷的測定
        5.2.2 土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的測定
        5.2.3 土壤水溶性有機碳(DOC)的測定
        5.2.4 土壤水溶性有機氮(DON)的測定
        5.2.5 數(shù)據(jù)處理
    5.3 結(jié)果與分析
        5.3.1 CO₂ 濃度升高、干旱脅迫和施氮對土壤有機碳、全氮和全磷的影響
        5.3.2 CO₂ 濃度升高、干旱脅迫和施氮對白羊草根際和非根際土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮影響
        5.3.3 CO₂ 濃度升高、干旱脅迫和施氮對白羊草根際和非根際土壤水溶性有機物的影響
    5.4 討論
    5.5 小結(jié)
第六章 CO₂ 濃度升高、干旱脅迫和施氮對白羊草根際微生物特性的影響
    6.1 引言
    6.2 研究方法
        6.2.1 土壤呼吸的測定
        6.2.2 土壤微生物功能多樣性的測定
        6.2.3 土壤微生物結(jié)構(gòu)多樣性的測定
    6.3 結(jié)果與分析
        6.3.1 CO₂ 濃度升高、干旱脅迫和施氮對白羊草根際微生物呼吸的影響
        6.3.2 CO₂ 濃度升高、干旱脅迫和施氮對白羊草根際微生物功能多樣性的影響
        6.3.3 CO₂ 濃度倍增、干旱脅迫和施氮對白羊草根際微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性的影響
    6.4 討論
        6.4.1 CO₂ 濃度倍增、干旱脅迫和施氮對白羊草根際土壤呼吸的影響
        6.4.2 CO₂ 濃度倍增、干旱脅迫和施氮對白羊草根際微生物功能多樣性影響
        6.4.3 CO₂ 濃度升高、干旱脅迫和氮沉降對白羊草根際微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性影響
    6.5 小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 主要進展
    7.3 進一步研究問題
參考文獻
致謝
作者簡介



本文編號：3804415