【摘要】：近年來,隨著科技的進(jìn)步和工業(yè)的飛速發(fā)展,化肥大量使用和化石燃料燃燒等人類活動(dòng)導(dǎo)致大氣氮沉降速率急劇增加。氮沉降是當(dāng)前威脅草地結(jié)構(gòu)、功能和服務(wù)的重要全球變化因素之一,同時(shí)也影響生態(tài)系統(tǒng)其它關(guān)鍵元素(如P)的運(yùn)移和儲(chǔ)存。養(yǎng)分重吸收是植物重要的養(yǎng)分保存策略之一,顯著受到與土壤營養(yǎng)水平密切相關(guān)的全球變化的影響。目前,有關(guān)氮添加對(duì)植物養(yǎng)分重吸收的研究較多,但對(duì)于多梯度氮磷添加處理的研究較少。本實(shí)驗(yàn)以溫帶草甸草原優(yōu)勢(shì)種羊草為研究對(duì)象,對(duì)樣地進(jìn)行了為期三年(2015~2017)的6個(gè)氮梯度(0、2.5、5、10、20、40 g N m~(-2) yr~(-1))和3個(gè)磷梯度(0、5、10 g P m~(-2) yr~(-1))及其交互作用實(shí)驗(yàn)處理(共18個(gè)處理),探討分析植物群落生物量、土壤與羊草氮磷含量(包括土壤有效養(yǎng)分含量)、氮磷比及養(yǎng)分重吸收對(duì)氮、磷素添加的響應(yīng)特征。主要研究結(jié)果如下:(1)氮磷添加均會(huì)增加植物地上及地下生物量。隨著氮磷添加強(qiáng)度的增加,植物地上生物量呈先增加后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì),而地下生物量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。(2)在對(duì)照處理下,松嫩草地羊草葉的氮、磷素重吸收效率分別為57.66±1.56%、67.57±1.55%,莖的氮、磷素重吸收效率分別為55.89±2.01%、54.26±2.74%,除羊草莖氮素重吸收效率與全球平均水平相近外,其余氮、磷素重吸收效率均低于全球平均水平。(3)氮添加處理增加成熟植物氮含量,降低氮重吸收效率(NRE)。氮添加導(dǎo)致土壤無機(jī)氮含量增加,植物將從土壤中吸收更多的氮,減少通過養(yǎng)分重吸收途徑進(jìn)行元素獲取比例。隨著氮添加梯度的增加,衰老植物氮含量亦呈增加趨勢(shì),即枯落物中氮含量增加,造成通過凋落物途徑返還到土壤氮素量的增加。氮添加降低成熟及衰老植物磷含量,增加磷重吸收效率(PRE),說明氮添加在增加生物量的同時(shí),降低了葉片磷含量,生產(chǎn)力限制性因素由氮逐漸轉(zhuǎn)為磷。葉片通過提高磷重吸收效率以提高磷素利用效率。磷添加對(duì)成熟、衰老植物氮含量及NRE均無顯著性影響。磷添加處理增加成熟葉片磷含量,降低磷素重吸收。成熟植物氮磷含量與各自養(yǎng)分重吸收度、重吸收效率均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。(4)羊草不同器官養(yǎng)分重吸收對(duì)氮、磷素添加的響應(yīng)差異性較小。(5)成熟植物氮磷含量與各自養(yǎng)分重吸收度、重吸收效率均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,進(jìn)一步證明植物養(yǎng)分重吸收受植物養(yǎng)分狀況影響。總的來說,在土壤養(yǎng)分含量豐富的環(huán)境中,植物更多地依靠從土壤中吸收養(yǎng)分,減少對(duì)通過養(yǎng)分重吸收途徑進(jìn)行元素獲取的比例。在養(yǎng)分充足的環(huán)境中,植物從土壤中吸收養(yǎng)分所消耗的能量相對(duì)于養(yǎng)分重吸收而言較少。本研究結(jié)果進(jìn)一步加深了我們對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)過程及功能的維持機(jī)制及其對(duì)全球變化響應(yīng)機(jī)制的理解,為揭示全球變化背景下草地生物地球化學(xué)循環(huán)機(jī)理及草地適應(yīng)性管理提供了重要的科學(xué)依據(jù)。
【圖文】：

(Amber & Han Y. H. Chen, 2015）養(yǎng)分重吸收的控制概念模型onceptual model of controls of nutrient resorption in plants.狀活型間的養(yǎng)分重吸收環(huán)過程包括養(yǎng)分通過生物（生物固氮）或非生物（氮沉降壤或者通過土壤母質(zhì)的風(fēng)化進(jìn)入土壤（如磷元素）、植物物的形成和分解（即養(yǎng)分重吸收、枯落物分解）、養(yǎng)分在轉(zhuǎn)移以及從土壤中流失（淋溶和氣體交換作用）等過程分循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，能夠提高養(yǎng)分利用效率，是植物養(yǎng)分8; 49]。養(yǎng)分重吸收可減小植物對(duì)外界養(yǎng)分吸收的依賴性[35;貧瘠的環(huán)境中仍能生存。另外，植物養(yǎng)分重吸收直接決定并且會(huì)對(duì)掉落物的分解速率產(chǎn)生間接影響[51-53]。已有研

究思路2 The flow chart of research ideas.目的及意義草地資源豐富，是歐亞草原的重要部分，草地面積占有量居世界國土面積的 40%[96-98]。目前，我國氮沉降速率急劇增加，對(duì)我生較大影響[5]。同時(shí)，人類活動(dòng)也在大幅度改變?nèi)蛄籽h(huán)；，全球范圍內(nèi)土壤中磷累積量至少增加了 75%[23]。氮磷的增態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分供應(yīng)狀況，進(jìn)而影響植被組成，同時(shí)也影響植物進(jìn)一步對(duì)生物地球化學(xué)循環(huán)產(chǎn)生影響[71]。松嫩草地位于我國歐亞草原的最東端，受氮沉降的影響高于其它草地類型，因此嫩草地植物的影響具有重要作用。因此，本研究以溫帶草甸草，，對(duì)樣地進(jìn)行了為期三年（2015 年始）的多梯度氮、磷添加探討分析植物群落生物量、土壤與羊草氮磷含量（包括土壤有
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S543.9

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2617722