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高寒草灌植被类型对不同坡位土壤碳氮磷化学计量特征的影响

Study on the effects of alpine grass-shrub vegetation types on the stoichiometric characteristics of soil carbon,nitrogen,and phosphorus at different slope positions

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摘要青藏高原高寒草甸在牧草生产、固碳、养分及水循环等方面发挥着重要的作用.然而,在气候变暖与超载放牧双重影响下灌丛化加剧,导致植被群落演替,进而制约高寒草地畜牧业可持续发展.坡向和坡位是影响坡面植被类型、土壤养分平衡、空间分布等的重要地形因素,但目前关于坡位与草灌植被类型如何协同调控植物群落及土壤养分的空间格局的内在机制有待阐明.本研究在若尔盖高原典型坡面上选取不同坡位和植被类型,通过进行野外植物群落调查、表层(0-10 cm)土壤采样和分析测试,揭示植物群落特征与土壤养分之间的互作关系.结果表明,草地-灌丛斑块的草地植物群落特征呈现显著坡位分异格局,在上中坡位,草地-灌丛的草地总盖度、生物量和多样性更高,而草地斑块相较于草地-灌丛斑块具有更高的物种丰富度.草地-灌丛斑块中,上坡位与中坡位的总盖度、生物量及多样性均高于下坡位,下坡位总盖度与生物量较中坡位最高值分别下降 37％与131％,而草地斑块则在下坡位的物种丰富度最高.该格局体现了"沃岛效应",草地-灌丛斑块中有机质及养分在中、上坡位富集,下坡位有机质含量较上、中坡位分别降低29％和60％,而草地斑块则表现为下坡位养分富集.草地-灌丛斑块N:P显著低于草地斑块,其C:P、C:N沿坡位向下递减,C:P 降低 78％.草地-灌丛斑块的养分循环与植物群落多样性呈显著性相关(P<0.05),土壤碳氮磷储量及化学计量特征受土壤有机质、土壤容重及氮素的协同调控.综上所述,本研究通过揭示高寒草地的灌丛化与坡位共同调控土壤碳、氮、磷储量及化学计量,可为高寒灌丛化草地管理提供了科学依据.