【摘要】：養(yǎng)分回收是植物養(yǎng)分利用的重要策略,對植物物種存活、種群發(fā)展、群落穩(wěn)定性維持和生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)意義重大。目前關(guān)于養(yǎng)分回收的研究主要集中在草地、農(nóng)田和森林生態(tài)系統(tǒng)中,而在寡營養(yǎng)的荒漠生態(tài)系統(tǒng)中研究較少,對于該生態(tài)系統(tǒng)中的養(yǎng)分回收與長期水分利用效率之間的關(guān)系更是鮮有報道。探究荒漠生態(tài)系統(tǒng)中植物養(yǎng)分回收特征,不僅有助于理解植物適應(yīng)養(yǎng)分貧瘠生境的策略,而且為該生態(tài)系統(tǒng)中植被的保護(hù)和恢復(fù)提供理論基礎(chǔ)。本研究在群落及個體水平上分析了民勤縣境內(nèi)荒漠生態(tài)系統(tǒng)鹽化草甸、礫質(zhì)荒漠和沙漠三種生境下植物葉片氮(N)、磷(P)、鉀(K)三種植物生長重要營養(yǎng)元素的回收特征、水分利用效率特征以及其他相關(guān)因素對C_3植物個體水平養(yǎng)分回收效率的影響,探討了養(yǎng)分回收與荒漠植物生態(tài)適應(yīng)性之間的關(guān)系。主要研究結(jié)果如下:(1)研究區(qū)域個體水平植物葉片N、P、K平均回收效率分別為57.63%、56.89%和48.73%,均顯著低于全球陸生植物的平均水平。C_3植物穩(wěn)定碳同位素豐度值(δ~(13)C值)為-25.04‰,C_4植物δ~(13)C值為-14.13‰;C_3植物δ~(13)C值顯著高于全球C_3植物平均水平。說明荒漠植物不會因貧瘠而回收更多養(yǎng)分,但因干旱而使C_3植物有較高的水分利用效率。(2)不同生境群落水平植物葉片N、P、K回收效率、δ~(13)C值均存在一定差異。N、P回收效率均呈現(xiàn)出鹽化草甸礫質(zhì)荒漠沙漠的規(guī)律;而K回收效率表現(xiàn)為鹽化草甸沙漠礫質(zhì)荒漠。δ~(13)C值呈現(xiàn)出礫質(zhì)荒漠沙漠鹽化草甸的特征,并且三種生境之間差異顯著。對N、P、K回收效率、δ~(13)C值、土壤理化性質(zhì)進(jìn)行的聚類分析結(jié)果可以將調(diào)查的30個位點(diǎn)明顯分為兩大類群:分布于鹽化草甸的鹽漬化生境群落和集中分布于礫質(zhì)荒漠生境、沙漠生境下的非鹽漬化生境群落,這表明環(huán)境對植物群落水平養(yǎng)分回收及δ~(13)C都具有“選擇過濾作用”。(3)不同群落養(yǎng)分回收效率及δ~(13)C值主要由建群種決定。蘆葦群落具有最高的N回收效率(64.57%)及K回收效率(53.49%);而鹽爪爪群落具有最高的P回收效率(53.49%),貓頭刺群落P、K回收效率均低于其他群落水平。對于δ~(13)C值而言,蘆葦群落平均δ~(13)C值最低(-26.49‰),珍珠豬毛菜群落平均δ~(13)C值最高(-20.55‰)。(4)荒漠植物的養(yǎng)分回收效率及δ~(13)C值具有生活型及功能類群的特異性。N回收效率呈現(xiàn)的規(guī)律為禾草類灌木喬木,C_4植物C_3植物;而P回收效率表現(xiàn)為灌木禾本類喬木,C_3植物C_4植物;K回收效率:禾本類喬木灌木;C_4植物C_3植物。δ~(13)C值呈現(xiàn)的規(guī)律為喬木灌木禾草類,C_3植物C_4植物;非固氮植物N、P、K回收效率和δ~(13)C值均高于固氮植物。不同科的C_3植物δ~(13)C值不同,檉柳科藜科蒺藜科禾本科其他,而C_4植物則表現(xiàn)為蓼科植物高于藜科植物。(5)對于C_3植物而言,不同因子(土壤、δ~(13)C、葉片養(yǎng)分含量、葉片功能性狀)與N、P、K回收效率之間的關(guān)系不同。N回收效率與成熟葉片N含量、比葉面積(SLA)無顯著相關(guān)性,與δ~(13)C值、土壤全氮含量、土壤含水量、pH、電導(dǎo)率、土壤速效氮含量正相關(guān),與衰老葉片N含量、葉片干物質(zhì)含量(LDMC)負(fù)相關(guān)。P回收效率與成熟葉片P含量,SLA無顯著相關(guān)性,與δ~(13)C值顯著正相關(guān),與LDMC負(fù)相關(guān)。K回收效率與LDMC無顯著相關(guān)性,與SLA正相關(guān),與成熟葉片K含量、δ~(13)C值負(fù)相關(guān)。結(jié)構(gòu)方程模型結(jié)果表明植物葉片養(yǎng)分含量是直接影響C_3植物養(yǎng)分回收效率的主要因素。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：Q948
【圖文】：

2.1 研究區(qū)概況民勤縣（101°59' E～104°12' E，38°08' N～39°26' N）位于河西走廊東端，石羊河流域下游，縣域的東、西、北是騰格里沙漠和巴丹吉林沙漠，縣域內(nèi)主要是沙漠、碎石戈壁、鹽堿地等荒漠生態(tài)類型，占縣域面積的 94.2%。年均氣溫 7.87℃，年降水量為 116.50 mm，蒸發(fā)量則達(dá)到 2383.70 mm[101]，具有典型的溫帶大陸性氣候特點(diǎn)。2.2 材料方法2.2.1 樣地設(shè)置本研究調(diào)查了沙漠、礫質(zhì)荒漠、鹽化草甸三種荒漠類型。每種類型中設(shè)置調(diào)查采樣樣地 10 個（表 2-1），共 30 個采樣樣地。沙漠的代表植物為白刺、梭梭，礫質(zhì)荒漠代表植物為紅砂、泡泡刺，鹽漬化草甸的代表植物為鹽爪爪、黑果枸杞。

圖 2-2 采樣位點(diǎn)信息分布圖Figure 2-2 Distribution of sampling site information及采樣17 年 7 月及 10 月。7 月中旬，在選定的采樣，樣方間距離不小于 20 m，調(diào)查樣方群落學(xué)特密度、冠幅及高度等信息，采集成熟完整葉片上植株采集成熟期完整葉片，將 3 個樣方中同植株標(biāo)記。同年 10 月初采集植物已衰老，但機(jī)取 0～20 cm 土樣三份并混合。表 2-2 野外調(diào)查采樣物種信息Table 2-2 Species information in the study area名 科 名 ana brachypoda 豆 科（Leguminosae）

碩士學(xué)位論文 干旱區(qū)荒漠生態(tài)系統(tǒng)不同生境下植物的養(yǎng)分回.2.5 生境類型對 N、P、K 回收效率和 δ13C 值的影響不同生境下植物葉片 N、P、K 回收效率、葉片 δ13C 值、土壤理化性質(zhì)進(jìn)析（圖 3-5），通過 Ward 法進(jìn)行層次聚類后發(fā)現(xiàn)這 30 個位點(diǎn)可以明顯分為集中分布于鹽化草甸的群落和集中分布于礫質(zhì)荒漠生境、沙漠生境下的非落。

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本文編號：2749940