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C、N、P是生物地球化学循环中的重要元素,其可利用性和各元素之间的平衡关系将生态系统的物质循环有机统一为一个整体。化学计量生态学为研究这几种基本元素间的平衡提供了一个有力的理论框架。许多研究表明,过度放牧会改变生态系统的结构和功能,而放牧如何影响植物的C:N:P化学计量关系的却少见报道。本研究以内蒙古锡林河流域沿水分梯度分布的草甸、草甸草原、典型草原和沙地四种植被类型中的灰脉苔草(Carex appendiculata)、贝加尔针茅(Stipa baicalensis)、羊草(Leymus chinensis)、大针茅(Stipa grandis)、小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)、冷蒿(Artemisia frigid)、克氏针茅(S.krylovii)和榆树(UlmusPumila)疏林沙地8个草地群落为研究对象,对长期禁牧样地和自由放牧样地中273种植物,其中禁牧与放牧样地中的共有植物种为144个,测定了植物叶片C:N:P化学计量特征以及植株高度、丛幅面积、茎、叶和株(丛)生物量、茎叶比等功能性状,系统地研究了放牧对植物C:N:P化学计量特征和资源分配的影响。取得了如下主要研究结果和结论:
1.放牧降低了植物叶片的C:N比,但增加了N:P比和C:P比。C:N:P化学计量比的变化主要受叶片N和P含量变化的影响；
2.植物C:N:P化学计量特征对放牧的响应同时受水分条件的制约。沿水分梯度分布的不同植被类型中,植物叶片C:N:P化学计量特征对放牧的响应不同。草甸群落中,植物叶片C含量显著降低,N和P含量显著增加；在草甸草原群落中,植物叶片C、P含量减少,N含量显著增加；而在典型草原群落中,植物叶片C、N和P含量均显著降低；
3.在物种水平上,C、N、P含量对放牧的响应分为:显著增加、显著降低和没有显著变化三种类型。放牧影响下,植物叶片N含量和N:P比在显著升高的物种多于显著降低的,而叶片C含量、C:N和C:P显著降低的物种占的比例很小,表明植物对放牧适应策略与物种本身的生物学特性有着密切的关系。
4.过度放牧使植物的植株高度、丛幅大小、株丛数、茎叶比和单株生物量均显著降低,即植物整体呈现小型化现象,进而导致群落初级生产力、茎和叶生物量下降。轻度放牧对物种的资源分配没有显著影响,单株(丛)生物量和群落茎、叶及总生物量均呈增加趋势,这与过度放牧的影响正好相反。
5.过度放牧显著改变了物种的资源分配策略,使生物量向叶的分配比例增加,向茎的分配比例减少。资源优先向同化器官分配可能是草地植物对长期放牧干扰的一种重要适应对策。