森林草原交错带草地植物N、P化学计量学特征及内稳性对氮添加的响应

• 作 者: 李慧
• 出 处: 沈阳农业大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 森林草原交错带 草地植物 N、P化学计量学特征 内稳性 氮添加

生态化学计量学是研究有机体所需的、并能影响种群动态及生态系统生产力的各种元素,主要是C、N、P之间多重平衡的一种工具,主要用于植物生长的限制性元素分析。植物N、P化学计量学特征是植物对环境长期适应的结果。因此,N、P化学计量学研究不仅能掌握植物种群的环境适应策略,也有助于认识植物的养分限制状况、种群演化及发展趋势。大气氮沉降是陆地生态系统氮输入的重要途径之一,影响着土壤养分供给平衡、植物养分吸收及种群动态趋势。为了掌握大气氮沉降增加背景下森林草原交错带植物N、P化学计量学特征、内稳性变化及N、P限制演变机制,选择糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）、兴安胡枝子（Lespedeza daurica）、菊叶委陵菜（Potentilla tanacetifolia）为对象,通过野外人工氮添加试验(10、20、40 kg N·hm²·a^-1),测定其叶片和根系N、P化学计量特征及内稳性,以及三种植物生物量的变化,分析大气氮沉降背景下三种植物N、P化学计量特征及内稳性的响应机制。主要研究结果如下:1.三种植物叶片和根系N、P含量变化趋势不同。三种植物叶片的N、P含量均随施氮浓度的增加而增加,氮添加处理第二年比处理第一年的叶片P含量均出现显著增长趋势。但是糙隐子草叶片N、P含量增幅均比其他两种植物小（P<0.01）。氮添加处理第二年,根系P含量也均高于氮添加处理第一年的根系P含量。氮添加处理第二年的N、P含量也随着氮添加浓度的增加而发生变化。整体上,氮添加处理第二年叶片P含量均有所上升。2.3种植物叶片N:P值在4.7¹1.2之间,其中糙隐子草的最小。氮添加处理两年后,糙隐子草叶片N:P值随着氮添加浓度逐渐增加而增加,其余2种植物没有明显变化趋势。氮添加处理两年内,3种植物根系的N:P值在3.4⁴2.6之间,氮添加处理第一年没有明显的变化趋势,菊叶委陵菜根系N:P值最大;但氮添加处理第二年糙隐子草和兴安胡枝子随着氮添加浓度的增加而降低,兴安胡枝子N:P值根系最大,而菊叶委陵菜根系N:P值变化依旧不明显。3.氮添加背景下,3种植物地上生物量均呈增长趋势,但糙隐子草和菊叶委陵菜的生物量出现峰值,兴安胡枝子的还未出现。土壤N、P含量也随着氮添加浓度的增加而增加。4.糙隐子草叶片N、P含量并非随着氮添加而有明显增加,叶片N、P内稳性指数分别为1.706和9.960,均比其他两种植物高。随着氮添加增加,当N:P值超过5.4时生物量开始下降,该种植物可能从N限制转向P限制。