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[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
符义稳 田大栓 牛书丽 赵垦田
【目的】全球变化背景下,土壤氮和磷有效性及含水量发生显著变化,进而对植物生长和生理过程产生影响。但是,目前同时考虑土壤氮、磷和水分三因素交互作用对植物生长和生理性状的研究还很少,特别是对高寒草甸植物的研究。本研究旨在揭示氮富集、磷富集、干旱及其交互作用对高寒草甸优势植物生长、叶片氮磷含量及其化学计量的影响,为高寒草甸生态系统管理提供科学依据。【方法】基于川西北高寒草甸氮添加(10 g/(m~2·a))、磷添加(10 g/(m~2·a))与干旱(减雨50%)控制实验,通过测定垂穗披碱草、发草和草玉梅地上生物量、叶片氮含量(N)、磷(P)含量以及N:P比例,分析不同处理及其交互作用对3种植物生物量和叶片养分性状的影响。【结果】对于植物生长,氮添加均显著增加3种植物地上生物量,但是磷添加和干旱及不同处理之间的交互作用对植物生物量没有显著影响。对于叶片养分,氮添加显著增加3种植物叶片氮含量和N:P比例,磷添加也增加植物叶片磷含量但降低叶片N:P比例。干旱增加垂穗披碱草与发草的叶片氮含量,对叶片磷含量和N:P比例影响不显著。氮添加与干旱处理之间的交互作用显著增加垂穗披碱草与发草叶片氮含量和N:P比。氮添加与磷添加之间的交互作用对3种植物叶片养分性状没有影响。【结论】本研究表明高寒草甸植物生长和养分性状对养分富集、干旱及其交互作的响应格局存在很大差异。氮输入主要影响植物生长,而氮磷养分和干旱及它们之间复杂的交互作用均改变植物养分和化学计量平衡。这些结果指示出未来需要深入研究高寒草甸植物生理过程对全球变化交互作用的响应机理。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
黎鹏宇 李佳璞 何奕成 田大栓 纪宝明
【目的】本研究旨在揭示植物叶片氮和磷重吸收率对氮磷添加及交互作用的响应和机理，明确高寒草甸植物养分利用策略多样性。【方法】以高寒草甸优势植物（垂穗披碱草、发草、灰苞蒿和鹅绒委陵菜）为研究对象，基于氮和磷添加两因子交互试验，研究高寒植物叶片养分重吸收率对养分添加的响应。【结果】（1）禾本科叶片氮重吸收率随氮添加而增加，但杂类草叶片不受影响；此外，4种植物叶片磷重吸收率均不受氮添加的影响。（2）磷添加对所有植物叶片氮重吸收率和两种杂类草叶片磷重吸收率没有显著影响，但提高了禾本科叶片的磷重吸收率。（3）氮和磷共同添加降低了垂穗披碱草、灰苞蒿和鹅绒委陵菜叶片氮重吸收率，但提高了发草叶片的氮重吸收率。此外，氮和磷同时添加对4种植物叶片磷重吸收效率没有显著影响。【结论】综上所述，本研究揭示了养分富集下高寒植物3种不同的养分重吸收策略，即对外源获取的养分全部重吸收（绿叶养分增加但凋落叶不增加）、部分重吸收（绿叶和凋落叶同时增加，但凋落叶增加较慢）和不进行重吸收（绿叶和凋落叶均增加，但凋落叶的幅度大于或等于绿叶；或绿叶和凋落叶不响应）。这些研究结果为理解高寒植物养分内循环策略的多样性和互补性提供了一定的启示。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
李佳璞 田大栓 何奕成 符义稳 汪金松 王晶苑 周青平 牛书丽
【目的】钾是植物体内含量仅次于氮的大量元素，对于维持植物生长和适应低温环境具有重要的意义。近期研究表明植物生长受到多种养分的共同限制，而本研究旨在揭示植物叶片钾含量对钾、氮、磷养分添加及其交互作用的响应及机理。【方法】以川西北高寒草甸为研究对象，开展钾、氮、磷添加及交互控制试验，以揭示高寒草甸优势植物叶片钾对多种养分及其交互作用的响应及机理。【结果】本研究发现钾、氮、磷3种养分添加对4种植物（垂穗披碱草、发草、无脉薹草、草玉梅）的叶片钾含量均不存在显著的交互作用。单独磷添加不影响植物叶片钾，钾添加促进无脉薹草和草玉梅叶片钾含量，而氮添加均促进4种植物的叶片钾。尽管氮添加产生的直接效应（土壤有效氮增加）对部分植物叶片钾有显著影响，但是氮添加处理下叶片钾含量的增加主要是由氮添加的间接作用驱动的，即氮添加显著增加植物群落生物量，进而由于遮荫作用降低土壤温度。而结果表明较低土壤温度一致地增加了所有植物的叶片钾含量。与钾、磷养分相比，氮添加对植物叶片钾含量的影响更大。【结论】不同于传统观点认为土壤养分是主要影响植物叶片钾的因素，本研究发现氮添加引发的间接作用（土壤温度降低）是驱动养分富集背景下叶片钾含量变化的主要机理。该研究结果指示出高寒草甸植物由于长期受到低温胁迫，其钾利用策略可能与低温适应性密切相关。
关键词：
叶片钾含量 养分添加 土壤温度 高寒草甸
[期刊] 草业科学
[作者]
章志龙 刘旭东 马雄 杜国祯
为探讨氮素添加对植物始花期和生物量分配关系的影响以及对群落的潜在影响，对青藏高原东缘高寒草甸植物群落中31个常见物种的始花期物候和繁殖分配对氮添加的响应以及始花期与生物量分配之间的关系进行研究，并基于各物种的始花期数据进行方差分析。结果表明：1)与自然对照相比，氮素添加处理下禾草类植物始花期显著推迟3～8 d(P 0.05)；始花期与茎生物量分配极显著正相关(P <0.05)，相关程度随着氮添加梯度的增加而提高。群落中植物始花期物候和生物量分配对氮添加的不同响应可能会影响植物在资源分配和竞争共存上原有的平衡，进而引起未来群落的组成、结构和功能的变化。
[期刊] 林业科学
[作者]
傅洁 佘维维 白宇轩 张宇清 乔艳桂 秦树高
【目的】在毛乌素沙地西南缘开展了为期3年(2015—2017)的氮素和水分添加控制试验,探究氮素和水分增加对毛乌素沙地油蒿群落2种优势植物油蒿和赖草叶片N∶P的影响及作用途径,为预测未来全球环境变化下荒漠生态系统养分循环以及植物生长的养分限制状况提供理论依据和案例支持。【方法】连续3年(2015—2017)在毛乌素沙地西南缘宁夏盐池采用野外控制试验,设计3个氮添加水平(N0∶0 kg·hm~(-2)a~(-1);N10:10 kg·hm~(-2)a~(-1); N60:60 kg·hm~(-2)a~(-1))和3个水添加水平(W0:自然降水量; W20:较自然降水量增加20%;W40:较自然降水量增加40%)的2个因子9个交互处理的随机区组试验。使用双因素方差分析检测氮素和水分增加对土壤含水量、无机氮、速效磷、土壤Ca~(2+)含量以及油蒿和赖草叶片N∶P的影响,运用结构方程模型分析土壤速效养分(无机氮、速效磷)、土壤含水量、土壤Ca~(2+)含量与植物叶片N∶P间的关系。【结果】氮添加显著增加了土壤无机氮含量及油蒿和赖草叶片的N∶P,但对土壤速效磷和土壤Ca~(2+)含量无显著影响;水添加对土壤无机氮、速效磷含量和油蒿叶片N∶P均无显著影响,但降低了赖草叶片N∶P和浅层土壤Ca~(2+)含量。【结论】氮添加缓解了油蒿和赖草的N限制,但同时也加剧了P限制。水添加通过改变浅层土壤(0～20 cm) Ca~(2+)含量,降低了2种植物叶片N∶P,一定程度上缓解了这2种植物的P限制。
关键词：
氮沉降 水添加 氮磷比 磷限制
[期刊] 草业科学
[作者]
李成阳 梁语桐 王彬彬 蔡妙莹 刘琦 赖炽敏 孙建波 彭飞
为了探究草地退化对高寒草甸植物和土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征及植物群落内稳性的影响，以长江源多年冻土区未退化、中度退化和严重退化高寒草甸为研究对象，测定了不同退化程度高寒草甸植物群落叶片和土壤C、N、P含量，分析了其化学计量比及植物群落内稳性特征，以期为科学调控退化高寒草甸植物修复进程提供依据。结果表明：1)随着退化程度加剧，植物群落叶片C和N含量呈现先降低后增加趋势，土壤C和N含量呈现降低趋势，叶片P含量呈增加趋势，土壤P含量呈现先降低后增加趋势。2)未退化和严重退化阶段植物群落叶片N:P均大于16，植物群落倾向于受P限制；中度退化阶段植物群落叶片N:P小于14，植物群落倾向于受N限制。3)同一退化程度高寒草甸优势种间N:P也有较大差异，意味着不同物种可能受到不同营养元素的限制。4)植物群落叶片N和N:P表现出稳态型，P表现出绝对稳态型。本研究结果表明，未退化和严重退化阶段植物倾向于受P限制，中度退化阶段植物倾向于受N限制；在多年冻土区高寒草甸植物群落中，叶片N和P均具有较强的内稳性。
[期刊] 草业科学
[作者]
刘旭东 章志龙 杜国祯
合适的开花时间是植物最重要的生活史对策之一,而包括氮沉降在内的全球变化正在越来越深刻地影响着这一植物特征。通过不同浓度氮添加的原位试验,本研究观测分析了高寒草甸植物群落花期物候对氮添加的响应,结果表明:1)群落25个组分种花期物候表现为禾草类物种始花期在低氮(low nitrogen, LN)和高氮(high nitrogen, HN)处理下显著推迟(P <0.05)。3)在整个生长季内,花期物种丰富度变化呈连续交错趋势,与无氮对照(CK)相比,低氮和高氮处理下花期物种丰富度分别降低了29%和49%。研究表明,植物花期物候对氮添加的不同响应打破了植物在繁殖及竞争共存上原有的平衡,可能会改变群落组成、结构和功能。
[期刊] 林业科学
[作者]
郑婧 佘维维 白宇轩 张宇清 秦树高 吴斌
【目的】通过研究氮素和水分添加对毛乌素沙地油蒿群落优势植物叶片性状的影响,探讨荒漠生态系统中不同功能群植物对环境变化的适应策略,为预测未来环境变化背景下荒漠植物群落的响应提供理论参考。【方法】以宁夏盐池毛乌素沙地典型植被群落油蒿群落为研究对象,通过连续2年(2015—2016)0 kg N ha~(-1) yr~(-1)(N0)60 kgN·ha~(-1) yr~(-1)(N60)氮添加;自然降水(W0),增加20%降水(W20)、增加40%降水(W40)水添加的野外控制试验,测定优势植物种油蒿和赖草叶片的比叶面积(SLA)、碳、氮、磷(C、N、P)含量。【结果】1)氮添加显著增加土壤中的无机氮含量;水添加显著增加土壤含水量;水氮交互作用对土壤无机氮含量、土壤含水量都没有显著影响。而土壤速效磷含量比较稳定,在各处理下均没有表现出显著差异。2)油蒿SLA在氮素和水分添加下显著增加,而交互作用效应不明显;赖草SLA在氮素和水分单独添加下均没有发生显著变化,而水氮交互作用对其存在显著影响。3)氮添加对油蒿和赖草叶片C含量没有显著影响,显著增加了N含量、C∶P、N∶P,降低了P含量和C∶N。水添加对赖草的C、N、P及其化学计量比无显著影响,而显著增加了油蒿叶片N和P含量,降低了C含量、C∶N、C∶P和N∶P。水氮交互作用对油蒿叶片N含量和C∶N有显著影响。【结论】氮素和水分添加对毛乌素沙地油蒿群落优势植物油蒿和赖草叶片性状均有明显影响,氮素对叶片性状的影响比水分添加的影响更为显著。2种不同功能群植物,对氮素和水分添加的响应不同,呈现出不同的适应策略,油蒿的叶片性状对氮素和水分添加的响应较为敏感,趋向于资源快速获取与利用的策略,而赖草表现出较强的稳定性,从而体现出保守的资源利用策略。在未来可能增加的氮沉降和降水情景下,油蒿群落的物种组成可能会由于2种植物不同的资源利用策略变化而发生变化。
[期刊] 草业科学
[作者]
汪梦寒 闫雨欣 李富翠 董利利 张亚楠 韩烈保
由无机氮和有机氮沉降共同构成的大气氮沉降已成为全球变化的重要现象之一，影响着草原土壤磷循环过程。以内蒙古额尔古纳草甸草原为研究对象，进行了5年不同形式氮添加试验，设置的无机氮和有机氮比例分别为10:0 (N_1)、7:3 (N_2)、5:5 (N_3)、3:7 (N_4)、0:10 (N_5)和对照处理0:0 (CK)。通过测定土壤有效磷含量、全磷含量及酸性磷酸酶活性，结合生态化学计量学来探究不同形式氮添加对草甸草原不同土层磷素含量和碳氮磷化学计量特征的影响。结果表明，不同形式氮添加对土壤全磷含量和酸性磷酸酶活性无显著影响(P> 0.05);0-10 cm表层土壤有效磷含量在N_2处理下显著高于对照和其他氮添加处理(P
[期刊] 自然资源学报
[作者]
宗宁 石培礼 宋明华 林琳 马维玲 蔣婧 付刚 何永涛 张宪洲
高寒草甸是氮素匮乏的生态系统,氮添加和放牧都会显著改变土壤养分的有效性及高寒植物对养分的利用方式,从而影响群落生产力。为了认识氮沉降和放牧干扰对青藏高原高寒草甸的影响,在西藏当雄县高山嵩草草甸开展了氮添加及模拟放牧实验。在模拟放牧样地(G+N)和不放牧样地(NG+N)分别设置4个氮添加处理:0、10、20和40 kg N.hm-2.a-1,在生长季采用原位封顶埋管法测定净氮矿化速率,同时分析群落生物量分配与植物氮利用的相互关系。研究表明:氮添加与模拟放牧对植物的分配模式有不同的影响。在无放牧压力下,氮添加主要刺激植物地上部分的生长;在放牧压力下,氮添加更倾向于促进植物地下部分的生长。虽然剪草移...
[期刊] 草业科学
[作者]
李红琴 毛绍娟 祝景彬 杨永胜 贺慧丹 李英年
植被生态化学计量特征是高寒草甸生态系统稳定性的基础,但其对放牧管理的响应仍不清楚。为此,以2011年在青海海北高寒矮嵩草(Kobresia humilis)草甸建立的不同放牧强度试验地为研究对象,于2014年植物生长季的5月-9月,通过测定禁牧(对照,CK)、轻度放牧(light grazing,LG)、中度放牧(moderate grazing,MG)和重度放牧(heavy grazing,HG)样地的地上植被生产力和植被群落结构及群落叶片碳(carbon,C)、氮(nitrogen,N)、磷(phos
关键词：
放牧强度 高寒草甸 群落 碳 氮 磷
[期刊] 草业科学
[作者]
郑群英 刘刚 肖冰雪 陈莉敏 陈立坤 张洪轩 倪泽霖
为确定川西北地区高寒草甸的最佳放牧强度,根据牦牛的采食量和草地地上生物量,设置了轻度(0.71头·hm(-2))、中度(1.19头·hm(-2))、重度(1.60头·hm(-2))3个放牧强度处理,进行连续3年的放牧,测定其对草地植物物种丰富度、地上生物量的影响。结果表明,随着放牧强度的增加,植物物种丰富度呈下降趋势;放牧第3年,中度放牧草地年度地上生物量最高,显著高于其它两处理(P<0.05),轻度放牧次之,重度放牧最低;和放牧第1年相比,轻度放牧和中度放牧草地地上生物量中杂类草生物量比例显著减少(P<
[期刊] 草业科学
[作者]
霍新茹 沈艳 马红彬 王国会 陆颖 洪乐乐 张小菊 胡艳 马登宝 李东
探讨植物生态化学计量内稳性特征对了解草原植物的生长适应策略具有重要意义。以内蒙古鄂克托前旗荒漠草原牛枝子(Lespedeza potaninii)、苦豆子(Sophora alopecuroides)、短花针茅(Stipa breviflora)和猪毛蒿(Artemisia scoparia)4种优势植物为研究对象，研究植物叶片N、P内稳性特征及其影响因素。结果表明：4种优势植物叶片N、P含量及N:P差异显著(P <0.05)；N元素内稳性指数(H_(N))以牛枝子最高，属于稳态型；P元素内稳性指数(H_(P))以猪毛蒿最高，属于稳态型；N:P内稳性指数(H_(N:P))以牛枝子最高，属于弱稳态型。冗余分析结果显示，土壤全碳和全氮含量对化学计量内稳性变异解释率分别为56.9%、9.9%，均达到了显著水平(P <0.05)，但其它土壤理化因子对其无显著影响。综上所述，在氮含量较低的荒漠草原，多年生植物N内稳性和N:P内稳性较高，采用保守养分策略，其中N内稳性较高的灌木牛枝子适应性更强；一年生植物P内稳性较高，N:P内稳性比较低，采用奢侈分配策略；影响化学计量内稳性主要因子为土壤全碳和全氮含量。
关键词：
荒漠草原 优势植物 叶片化学计量内稳性
[期刊] 草业科学
[作者]
张大才 李双智 张锐
受全球变化和外界干扰的影响,青藏高原高寒草甸生境趋向干旱化。生境变化对物种多样性的海拔分布格局有何影响?本研究以藏东南东达山作为研究地点,沿海拔梯度设置9个样地,在每个样地设置10个1m×1m样方,5个位于湿润生境,5个位于干旱生境,调查样方内的物种组成。将样方中频度≤7的物种确定为偶见种,反之为常见种,分析所有种、偶见种和常见种α、β和γ多样性沿海拔梯度的分布格局。以Cody指数(βC)、倍性分配法(βW)和物种组成相似性随海拔距离的衰减速率(βslope)3种方法测度β多样性。样地中共记录种子植物160种,其中湿润生境132种,干旱生境107种。湿润生境中,所有种和偶见种的α和γ多样性随海拔的增加而下降,而干旱生境中呈现为增加趋势;常见种α和γ多样性在两种生境中均随海拔的增加而略增加。3种β多样性指数的分布格局不一致,湿润生境中βC和βW多样性高于干旱生境,偶见种βC和βW多样性高于常见种。高寒草甸湿润与干旱生境物种多样性的海拔分布格局不同,偶见种多样性高,直接影响物种多样性的海拔分布格局。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
阮长明 唐国勇 孙永玉 王猛 张春华 罗孔
【目的】金沙江干热河谷生态环境恶劣，植被生长发育差，探明该区域内天然林、人工林和稀树灌草丛植物叶片C、N、P元素生态化学计量特征，对金沙江干热河谷植被恢复及生态治理效益评价具有重要意义。【方法】2021年1月对金沙江干热河谷上、中、下游共47个样地进行野外调查、样品采集及室内分析，对比研究金沙江干热河谷天然林、人工林和稀树灌草丛植物叶片的C、N、P生态化学计量特征及其影响因素。【结果】1）金沙江干热河谷天然林、人工林和稀树灌草丛植物叶片C、N、P元素含量受土壤等环境因子影响，植物叶片C、N、P元素含量均表现为天然林>人工林>稀树灌草丛。2）植物叶片C/N、C/P表现为稀树灌草丛>人工林>天然林，植物叶片N/P表现为天然林>人工林>稀树灌草丛。3）金沙江干热河谷天然林、人工林和稀树灌草丛植被生长发育均受N、P元素限制，其中稀树灌草丛受N、P元素限制最大，天然林受N、P元素限制最小。【结论】金沙江干热河谷天然林、人工林和稀树灌草丛植物C、N、P元素含量均受土壤等环境因子影响，其中稀树灌草丛植被-土壤C、N、P元素含量最低，植被生长发育受N、P元素限制最大，人工林植被-土壤C、N、P元素含量有效提高，植被生长发育受N、P元素限制逐渐减小。人工造林在金沙江干热河谷植被恢复及生态环境治理中取得了不错的成果，通过提高土壤水分、土壤营养元素含量等条件可以有效改善植被恢复及生态治理效应。
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