放牧强度对高寒草甸植物叶片生态化学计量特征的影响

在青藏高原高寒草甸封育、适度放牧、重度放牧3种放牧强度中,选取并测定了异针茅、麻花艽、蒲公英3种植物叶片中C、N、P的含量,探讨了植物叶片的化学计量特征对不同放牧强度的响应机制。结果表明:3种植物叶片在不同放牧强度样地中C含量无差异;3种植物叶片N、P含量在重度放牧草地中高于其他两种放牧强度,且重度放牧草地整体受N限制,其他两种草地植物受P限制;重度放牧草地的C/P、N/P比值显著低于其他两种草地放牧强度中的比值,说明重度放牧草地3种植物采取了快速生长策略,而且不同物种在不同生境中受养分限制的程度不同。以上结果说明草地的放牧强度不同,在很大程度上间接改变植物对养分的利用状况,不同植物对相同生境有不同的适应策略。     

氮素添加对高寒草甸植物群落多样性和土壤生态化学计量特征的影响

为研究氮素添加对植物多样性与土壤养分含量的影响,本研究以青海省称多县高寒草甸为对象,在添加不同水平氮素(N0(0 gN·m-2)、N1(15 gN·m-2)、N2(30 gN·m-2)、N3(45 gN·m-2)、N4(60 gN·m-2))后测定植物表型性状(盖度、高度及生物量)和土壤养分(全氮、硝态氮、铵态氮、有机...     

高寒草甸植物叶绿素对氮添加梯度的非线性响应

叶绿素是植物进行光合作用的关键物质,氮素是叶绿素的重要组成元素。因此,土壤氮可能是影响叶绿素含量变化的重要因素。然而,目前研究较少关注氮梯度下叶绿素含量的变化及背后原因。本研究以青藏高原高寒草甸优势植物为研究对象,利用8年的氮添加梯度实验,氮添加水平为0,2,4,8,16,32 g·m^-2·a^-1。研究发现叶绿素含量沿氮添加梯度呈抛物线响应,且峰值多在8 g·m^-2·a^-1左右。低氮水平下,叶绿素含量与土壤无机氮显著正相关,与土壤pH值和植物高度负相关。高氮水平下,叶绿素与土壤无机氮和pH值均不相关,与植物高度呈非线性关系。此外,不管低氮或高氮水平添加叶绿素含量和比叶面积均呈抛物线关系。本研究表明高寒植物叶绿素对氮添加梯度表现出非线性响应且存在阈值,并且低于或高于氮阈值的影响因子是不同的。总之,本研究表明在氮富集的背景下高寒植物叶绿素与土壤氮可利用性存在复杂关系,可能会进一步作用于高寒草地生态系统碳固持。     

高原鼠兔干扰对高寒草甸植物物种多样性与土壤生态化学计量比间关系的影响

植物物种多样性和土壤生态化学计量比间的关系,是草地植物群落结构维持的关键。高原鼠兔干扰虽被证实能够影响植物物种多样性、土壤有机碳、全氮和全磷的含量,但是否影响高寒草甸植物物种多样性和土壤生态化学计量比间的关系,尚不清楚。本研究以甘南和青海湖流域为对象,采用配对设置样地的方法,分析了高原鼠兔干扰对高寒草甸植物物种多样性和土壤生态化学计量比间关系的影响。结果表明：高原鼠兔干扰显著增加了物种丰富度指数、土壤有机碳、全氮和全磷含量,以及土壤C∶N和C∶P(P<0.05),但没有显著影响物种多样性指数、物种均匀度指数和土壤N∶P。高原鼠兔干扰增加了物种丰富度指数和物种多样性指数与土壤C∶N间的正相关性（P<0.05）,减弱了物种丰富度指数与土壤C∶P间的正相关性（P<0.01）;物种多样性指数与土壤C∶P间的关系从高原鼠兔未干扰生境的对数关系转变为干扰生境的二次函数关系（P<0.05）,而物种丰富度指数与土壤N∶P间的关系从高原鼠兔未干扰生境的不显著相关,改变为干扰生境的显著负相关二次函数（P<0.01）;物种多样性指数与土壤N∶P间的关系从未干扰生境的显著正相关二...     

氮、磷添加对草地不同冠层植物叶片和根系生态化学计量特征的影响

植物碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征能反映植物与环境间的相互作用关系,是评估植物对环境变化响应的重要依据。已有的相关研究多以地上器官为主,而对地下器官关注相对较少。本研究以呼伦贝尔草地不同冠层的4种植物——羊草、披针叶黄华、达乌里芯芭和星毛委陵菜为对象,分析了氮、磷添加对其叶片和根系C∶N∶P生态化学计量特征的影响。结果表明:氮、磷添加对4种植物叶片和根系C含量没有显著影响。氮添加显著提高了3种非豆科植物叶片和根系N含量(达乌里芯芭叶片接近显著)、降低了其C∶N,而磷添加显著提高了4种植物叶片和根系P含量并显著降低了C∶P。氮、磷添加对4种植物C、N、P及其化学计量比均无显著的交互作用。4种植物中,羊草叶片和根系C∶N和C∶P在所有处理中均最高,较高的养分利用效率可能是其成为建群种的重要原因。依据植物叶片N∶P情况判断,该生态系统属于N限制类型。在植物养分限制判断中,根系N∶P不应作为养分限制判断的依据。上述研究结果说明草地植物地上地下器官对氮、磷添加的响应具有协同性,而且不同冠层的植物C、N、P生态化学计量特征对氮、磷添加的响应具有一致性。     

氮磷添加对高寒草甸植物群落根系特征的影响

全球变化背景下,持续的氮沉降加速了陆地生态系统的磷循环,进而引发了生态系统中潜在的磷限制,因此研究氮磷耦合对于植物应对环境变化导致的养分限制至关重要.以川西北高寒草甸为研究对象,通过微根管原位监测与室内分析相结合的方法探讨了青藏高原高寒草甸植物根系动态变化特征对不同梯度氮磷添加的响应机制及其与土壤理化特性间的相互关系....     

人工修复下退化高寒草甸碳、氮、磷生态化学计量特征

施有机肥和免耕补播作为有效恢复措施深刻影响着退化高寒草甸生态系统养分循环过程。采用生态化学计量学方法,调查了施有机肥和免耕补播处理土壤-植物-微生物碳、氮、磷及其生态化学计量特征对不同修复措施的适应性规律。结果表明,不同修复措施处理土壤碳氮磷比平均值为100.07∶6.53∶1,表现为明显的碳富集现象;不同修复措施处理植物地上和地下碳氮磷比平均值分别为71.77∶2.13∶1和128.25∶3.44∶1,表现为明显的碳、氮缺乏或磷富集现象;不同修复措施处理微生物生物量碳氮磷比平均值为27.54∶18.67∶1,表现出明显的碳缺失和氮富集现象。相关分析表明,土壤有机碳和全磷之间具有显著的负相关关系,植物全碳和全氮、微生物生物量碳和氮之间具有显著的或极显著的正相关关系;土壤有机碳与植物地上部分全碳呈显著正相关,土壤全磷与植物地上部分全碳、全氮及地下部分全磷均具有显著的或极显著的负相关关系,植物地上部分全碳与微生物生物量碳、氮呈极显著负相关和显著负相关。冗余分析结果揭示,土壤全磷、氮磷比、有机碳、碳氮比和植物地上部分全碳、碳磷比、地下部分碳氮比是共同调控微生物生物量及其化学计量比变化的主要因...     

呼伦贝尔草甸草原主要功能群植物碳、氮、磷化学计量特征对氮磷添加的响应

刈割是呼伦贝尔草甸草原的主要利用方式,连年打草导致草地养分不断输出,植物生长受到氮磷养分的共同限制。碳、氮、磷是生态化学计量学关注的重点,然而,草甸草原不同功能群植物C∶N∶P化学计量特征对氮磷养分输入的响应规律尚不明确。本研究于2018～2020年在呼伦贝尔草甸草原打草场采用裂区试验设计研究了氮磷添加对土壤和植物碳氮磷含量的影响。结果表明,氮添加显著增加了禾本科植物C含量,对豆科和菊科植物C含量影响较小。氮添加显著增加了各功能群植物N含量并降低了其C∶N,磷添加显著增加各功能群植物P含量并降低其C∶P。氮添加降低了菊科植物P含量,禾本科和豆科植物P含量不受氮添加的调控。氮添加显著提高了各功能群植物N∶P,禾本科植物的响应更敏感,在低氮(N1)处理下即可表现出磷限制。豆科植物在对照处理下的N∶P大于16,生长受到磷限制。磷添加显著降低了各功能群植物N∶P,使得禾本科植物生长氮限制加剧,而豆科植物生长由磷限制转为氮限制。各功能群植物的C∶P和N∶P均与土壤全磷含量显著负相关,与土壤全碳和全氮含量无显著相关性。综上,呼伦贝尔草甸草原植物生长受到氮磷养分的共同限制,建议在打草场养分管理中,氮...     

氮添加对东祁连山高寒草甸土壤养分及地上生产力的影响

为探讨氮添加对退化高寒草甸土壤养分和地上生产力的影响,以祁连山东段高寒草甸草原为研究对象,在样地内分别施入 0,10,20,30,40 g/m² 的尿素,测定不同施氮水平下地上生产力和不同土层土壤养分含量。结果表明：随着施氮量增加,地上生产力呈现升高趋势,施氮量在 40 g/m² 下达到最大值 194 g/m² ;但过高的施氮量不能显著增加地上生产力,在施氮量大于 30 g/m² 之后,地上生产力增加不显著;随着施氮量增加,0~20 cm 土层土壤全氮和有机质含量降低,在施氮量 40 g/m² 时最低,相比未施氮分别降低了 19. 95% 和 14. 04%;在 0~20,20~40,40~60 cm 土层,铵态氮含量呈现先升高后降低的趋势,在 20 g/m² 尿素下达到最大值;4 个土层中,硝态氮的含量均呈现升高的趋势,在 30 g/m² 尿素水平下达到最大值;在各个土层中,速效磷含量整体呈现随土层深度增加先升高后降低的趋势,施氮量与土壤全磷,全钾和速效钾之间均没有显著相关性。     

施肥和控鼠对退化高寒草甸植物-土壤-微生物碳氮磷化学计量特征的影响

以黄河源区斑块化退化高寒草甸为研究对象,通过测定施肥、施肥+控鼠两种修复措施下草地植物、土壤和微生物生物量碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量比,揭示在斑块化退化高寒草甸恢复过程中植物-土壤-微生物之间的生态化学计量特征及相互关系,为退化草地的快速恢复提供理论指导。结果表明：施肥+控鼠修复措施显著增加植物地上部分C、N含量和土壤有机碳(SOC)、全氮(STN)含量以及土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量磷(MBP)含量,与对照相比分别增加1.02%、20.77%、32.69%、8.81%、340.97%、316.20%、53.49%、209.94%,同时显著降低植物地下部分C含量以及地上部分C/P,且植物地上和地下部分N/P均小于14,表明退化草地短期恢复过程中植物生长主要受N限制。退化草地恢复过程中植物C、C/P和土壤MBC、MBC/MBN对土壤环境变化反映敏感,内稳态模型方程拟合结果均显著(P<0.05),1/H分别为0.0594、-0.7676、-0.4746、-0.7340、3.4729、1.4542,且土壤微生物的敏感程度高于植物...     

青藏高原高山草甸群落生物量及多样性对氮素添加的响应

为了探测大气氮沉降对高山草甸的影响,设置对照(N_0)、低氮14.3g·m~(-2)(N_5)、中氮28.6g·m~(-2)(N_(10))和高氮57.1g·m~(-2)(N_(20))4个氮素(NH_4NO_3)添加水平,连续3年对青藏高原东部的高山草甸群落进行施氮处理,测定各添加水平下群落生物量及物种多样性的变化。结果表明,随着氮素添加量的增加,地上生物量逐渐增加,在N_(20)达到最大,且地上生物量在空间格局上呈现向上转移的趋势;随氮素的增加,地下生物量先增大后减小,在N_(10)最大,且有向浅层表土(0-10cm深度)转移的趋势。各功能群中,禾草类植物的地上生物量从N_0到N_(20)逐渐增加,在N_(20)达到最大,其在地上总生物量中所占的比例也在N_(20)达到最大。另外,随着施氮量的增加,植物物种多样性呈现出逐渐降低的趋势。可以看出,氮素添加对高山草甸群落的结构有着明显的影响。     

青藏高原东部高寒草甸草地土壤物理性状对氮元素添加的响应

依托设置于青藏高原东部夏河县桑科草原的天然草地刈割型草场培育定位试验,探讨不同氮元素添加量对高寒草甸草地土壤物理性状的影响。本试验共设4个处理,分别为对照（CK,0 kg N／hm2）、低氮（LN,50 kg N／hm2）、中氮（MN,100 kg N／hm2）、高氮（HN,150 kg N／hm2）。通过对高寒草甸草地土壤容重、孔隙度、紧实度、土壤团聚体等物理性状进行测定与分析,结果表明,MN 与 HN 处理可显著降低0～10 cm 土壤容重与土壤紧实度、增加土壤总孔隙度、非毛管孔隙度与最大持水量。20～30 cm 土层中 LN、MN、HN 处理均可显著增加土壤容重、土壤紧实度,降低土壤总孔隙度、最大持水量。对土壤团聚体的影响,与 CK 处理相比 MN、HN 处理可显著提高各土层≥0．25 mm 机械稳定性土壤团聚体含量、提升土壤团聚体平均重量直径（MWD）;较之 CK 处理,LN、MN处理可显著提升各土层≥0．25 mm 水稳性团聚体含量,同时不同氮元素添加处理均可显著提升水稳性团聚体和MWD,表明氮元素添加对该区土壤侵蚀性有较好的抑制作用,进而减少水土和养分的流失。对地上和地下生物量的影响,MN、HN 处理能显著提升草地地上生物量;MN 处理显著增加了地下生物量、HN 处理显著降低了地下生物量;LN 处理对地上与地下生物量的影响不显著。通过试验得出结论 MN 处理对土壤物理性状的改善效果较好,该处理改善了土壤容重、孔隙度及土壤紧实度,提高了土壤干筛≥0．25 mm 机械稳定性团聚体与湿筛≥0．25 mm水稳性团聚体含量及其稳定性（MWD）,增加了草地地上生物量和地下生物量。     

青藏高原东缘沙化草甸植物氮磷的分配和耦合特征

植物氮、磷元素及其耦合关系对揭示植物群落变化乃至生态系统的功能与过程具有重要意义.本研究以青藏高原东部高寒草甸为研究对象,分析沙化胁迫下植物地上、地下部分的氮、磷含量与氮磷比的变化特征、分配差异及影响因素.结果表明:(1)植物地上部分的氮含量(平均值为15.3 mg·g-1)和氮磷比(平均值为5.2)整体低于地下部分的...     

氮素添加对荒漠化草原草本植物养分化学计量特征的影响

为研究氮（N）沉降增加后荒漠草本植物的养分利用策略及碳（C）同化能力和分配格局的变化,以腾格里沙漠东南缘的典型荒漠化草原为研究区,分析了N素添加下不同功能型草本植物根部和地上部化学计量比的变化。结果表明：N素添加会导致土壤中总N、铵态N以及植物体内N含量的显著增加,同时会促进多年生植物尤其是非禾本科植物对磷（P）的吸收,但会显著降低一年生植物根部P的含量。一年生和多年生非禾本科植物的C含量在N素添加下显著降低,多年生禾本科植物的C含量则表现出显著的器官差异,其中地上部的C含量显著降低,而根部显著增加。不同功能型植物体内的C/N和C/P（除一年生植物根部的C/P）在N素添加后显著降低,且二者均表现出根部大于地上部的趋势。植物的N/P在N素添加下显著增加,尤其是一年生植物的变化趋势随施肥水平的变化更加显著。可见,在N素受限的荒漠化草原,外源N素输入导致的土壤N素有效性提升后会凸显P素对植物生长的限制性作用,同时会降低草本植物的C同化能力并加强C向植物根部的分配。     

青藏高原高寒草甸群落特征对氮沉降和增水的响应

试验选择高寒草甸为研究对象,通过连续两年定位观测,采用模拟氮沉降与增水及其交互作用对高寒草地群落特征的影响,为高寒草地生产力功能提升提供科学依据。结果表明:模拟氮沉降和增水及其交互处理,当年均能够显著增加高寒草甸地上总生物量、禾本科植物、豆科植物生物量,但显著降低莎草科植物生物量;而在第2年,增水处理并未明显增加地上生物量,氮沉降与增水交互作用可以稳定地提高高寒草地生产力,各处理均能够明显提高禾本科和莎草科生物量、降低杂类草生物量。增水当年能够显著提高高寒草甸物种丰富度和生物多样性指数,但氮沉降和增水交互降低物种多样性指数;而在第2年,各处理物种数目和多样性指数均降低,且氮沉降与增水的交互作用影响效应达到极显著性检验水平。综合分析,氮沉降和增水及其交互作用在提升草地生产力、优良牧草生物量的同时,也可能造成高寒草甸物种丰富度和多样性指数降低,在草地的适应性管理方面需要引起足够的关注。     

氮添加对高寒草甸植物花期物候和群落结构的影响

测定了2009-2011年3年氮素添加处理下,青藏高原东缘高寒草甸植物群落30个常见组分种的始花期、花期植株高度、群落高度(CWM H)和群落比叶面积(CWM SLA),并用非度量多维尺度分析(NMDS)检验了氮素添加对群落水平的花期物候和群落结构的影响。结果表明,氮素添加后物种的花期植株高度显著增加(P<0.05);莎草和禾草的始花期显著推迟(P<0.05),豆科植物的始花期对氮素添加无明显响应,而其他双子叶类杂草的始花期的响应不一致：菊科的始花期推迟,毛茛科、龙胆科和玄参科的始花期均提前;高氮处理(HN)下的变化大于低氮处理(LN)。物种多样性随着氮素添加的增加而降低 (P<0.05)。氮素添加后群落高度和群落比叶面显著提高(P<0.05)。氮素添加显著降低了氮素处理和对照之间开花物候加权的群落结构相似性(Stress Value=0.08)。植物花期物候对氮素添加的响应差异可能会引起植物在繁殖及相互竞争共存上的新格局,最终改变群落组成。     

青海高寒草甸施氮肥增产效应浅析

采用氮肥施用量的单因子试验研究了施用氮肥对高寒草甸的增产效应。结果表明,就2年累积增产效应而言,施氮量为150 kg/hm2时,每公斤尿素可获得地上总生物量的最大增产量为19.22 kg,而当施氮量为225 kg/hm2时,禾本科牧草可以获得单位尿素的最大增产量为17.48 kg。综合考虑草地总盖度、草地总生物量、优良牧草生物量及优良牧草分盖度的增加,认为天然高寒草甸草地的最佳施氮量为150 kg/hm2,2年累积可增加地上总生物量2 883 kg/hm2鲜草,增加禾本科牧草地上生物量1 770 kg/hm2鲜草。     

增施氮肥对青藏高寒草原不同类群植物群落特征的影响

选择西藏自治区班戈县典型高寒草原为研究对象,设置围栏内小区施肥控制试验,从2013年7月试验样地建成至2014年9月期间,施加不同氮肥水平[对照(0,N_0)、低氮[7.5g·(m~2·a)~(-1),N_1]和高氮[15.0g·(m~2·a)~(-1),N_2)],调查高寒草原不同类群植被地上生物量、类群覆盖度、均匀度和重要值等群落特征对施肥的响应,探讨高寒草原地上植物群落特征对氮肥添加的响应。结果表明,1)短期增施氮肥与不施肥对照相比,会显著提高禾本科生物量和地上总生物量(P0.05),高氮水平下的菊科地上生物量有增加趋势,但与不施肥对照间差异不显著(P0.05);2)短期增施氮肥对禾本科、菊科、莎草科、蔷薇科以及杂类草等类群群落覆盖度以及地上总盖度没有显著影响,但是禾本科在群落总盖度中所占比例逐渐提高,对照、低氮和高氮水平的分别占总盖度的58.73%、61.90%和63.99%;3)短期增施氮肥下,所有类群植物的均匀度和重要值没有显著差异,优势物种亦没有显著差异。     

高寒湿地植物残体降解的动态分析

用尼龙网袋法测定了高寒湿地植物残体的降解动态.结果表明,立枯体和草根的分解率均显示出明显的季节变化,主要失重发生在样品埋放初期和植物生长季节,非生长季节和样品埋放后期分解作用很弱.不同月份植物残体的分解率呈不同程度的差异性,在立枯体埋放的第1个月,沼泽草甸的分解率略高于矮嵩草草甸,以后两草甸的分解率趋于相当;矮嵩草草根在沼泽草甸的分解率显著高于在矮嵩草草甸的分解率.相关分析表明植物残体的降解与土壤微生物群落、土壤温度、水分都有明显的相关关系,植物残体的化学品质也是影响分解率的重要因素.