四种荒漠草原植物的生长对不同氮添加水平的响应

Responses of growth of four desert species to different N addition levels

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摘要大气氮(N)沉降增加加速了生态系统N循环,从而会对生态系统的结构和功能产生巨大的影响,尤其是一些受N限制的生态系统.研究N添加对荒漠草原植物生长的影响,可为深入理解N沉降增加对我国北方草原群落结构的影响提供基础数据.该文基于2011年在宁夏荒漠草原设置的N沉降增加的野外模拟试验,研究了两年N添加下4个常见物种(牛枝子(Lespedeza potaninii)、老瓜头(Cynanchum komarovii)、针茅(Stipa capillata)和冰草(Agropyron cristatum))不同时期种群生物量和6-8月份相对生长速率的变化特征.并通过分析物种生长与植物(群落和叶片水平)和土壤碳(C)、N、磷(P)生态化学计量学特征的关系,探讨C∶N∶P化学计量比对植物生长养分限制的指示作用.结果显示N添加促进了4个物种的生长,但具有明显的种间差异性,且这种差异也存在于相同生活型的不同物种间.总体而言,4个物种种群生物量与叶片N浓度、叶片N∶P、群落N库、土壤全N含量和土壤N∶P存在明显的线性关系,与植物和土壤C∶N和C∶P的相关关系相对较弱.几个物种相对生长速率与植物和土壤N∶P也呈现一定程度的正相关关系,但与其他指标相关性较弱.以上结果表明,短期N沉降增加提高了植物的相对生长速率,促进了植物生长,且更有利于针茅和老瓜头的生物量积累,从而可能会逐渐改变荒漠草原群落结构.植物N∶P和土壤N∶P对荒漠草原物种生长具有较强的指示作用:随着土壤N受限性逐渐缓解,土壤N含量和N∶P相继升高,可供植物摄取的N增多,因而有利于植物生长和群落N库积累.