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[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] 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] 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] 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。
[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] 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] 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] 陈文年  陈发军  
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
[期刊] 西南农业学报  [作者] 林伟山   张琳   向雪梅   冯廷旭   李菲   魏希杰   王伟   德科加  
【目的】探索三江源区高寒草甸草地植被-土壤系统生物量和土壤养分的动态变化,以利于草地适应性管理和开展草地生态修复相关工作。【方法】以中度退化高寒草甸为研究对象,于2020—2022年的7、8和9月持续观测高寒草甸植被生物量(地上生物量和根系生物量)、植被(地上部和根系)和土壤(0~15和15~30 cm)全氮、铵态氮、硝态氮、速效氮、有机碳、全磷和全钾含量。植被生物量、植被养分和土壤养分在不同月份间的动态变化用单因素方差分析(One-way ANOVA)进行比较。【结果】不同月份间植被生物量存在显著的递增趋势(2021年除外)(P<0.05,下同),整体表现为9月最大,地上生物量最大值分别为74.58和72.80 g/m2,根系生物量最大值分别为39.82和57.32 g/m2。植被(地上部和根系)和土壤(0~15和15~30 cm)养分含量存在显著的月际动态,具体表现为8月达到最大值。植被生物量与植被地上部和根系的全氮含量显著相关,与土壤0~15和15~30 cm土层的全氮含量呈显著正相关。【结论】高寒草甸植被(地上部和根系)养分与土壤(0~15和15~30 cm土层)养分在8月达到峰值。研究结果可为高寒草甸养分管理领域学者凝练科学问题提供参考。
[期刊] 西南农业学报  [作者] 林伟山   张琳   向雪梅   冯廷旭   李菲   魏希杰   王伟   德科加  
【目的】探索三江源区高寒草甸草地植被-土壤系统生物量和土壤养分的动态变化,以利于草地适应性管理和开展草地生态修复相关工作。【方法】以中度退化高寒草甸为研究对象,于2020—2022年的7、8和9月持续观测高寒草甸植被生物量(地上生物量和根系生物量)、植被(地上部和根系)和土壤(0~15和15~30 cm)全氮、铵态氮、硝态氮、速效氮、有机碳、全磷和全钾含量。植被生物量、植被养分和土壤养分在不同月份间的动态变化用单因素方差分析(One-way ANOVA)进行比较。【结果】不同月份间植被生物量存在显著的递增趋势(2021年除外)(P<0.05),整体表现为9月最大,地上生物量最大值分别为74.58和72.80 g/m~(2),根系生物量最大值分别为39.82 和57.32 g/m~(2)。植被(地上部和根系)和土壤(0~15和15~30 cm)养分含量存在显著的月际动态(P<0.05),具体表现为8月有最大值。植被生物量与植被地上部和根系的全氮含量显著相关,与土壤0~15和15~30 cm土层的全氮含量呈显著正相关(P<0.05)。【结论】高寒草甸植被(地上部和根系)养分与土壤(0~15和15~30 cm土层)养分在8月达到峰值。研究结果可为高寒草甸养分管理领域学者凝练科学问题提供参考。
[期刊] 草业科学  [作者] 陈智勇  谢迎新  刘苗  
高寒草地退化日益严重,且限制区域的可持续发展。本研究分析了围栏恢复措施下土壤理化性质的变化对地上生物量和群落多样性的影响,探讨退化草地植物恢复中的关键调控因子。通过对西藏申扎地区退化草地4、5、7、8和9年的围栏样地调查分析发现:1)退化草地生物多样性、地上生物量和植被盖度均随着围栏年限的增加而先增加后减少,围栏年限为7年时出现拐点;2)土壤含水量、土壤有机质、速效氮和全氮对地上生物量和生物多样性有显著正效应(P <0.05)。可知,保持或者提升土壤水分和养分是退化草地恢复关键过程,此外,藏北申扎地区退化地恢复的最优围栏年限为7年左右。
[期刊] 草业科学  [作者] 张帆  李元淳  王新  朱剑霄  
青藏高原高寒草甸退化严重影响了草地群落结构与生产力。为揭示草地退化对高寒草甸群落结构和生物量地上/地下分配的影响,采用随机区组设计,在青海省海北州选择3个小区,每个小区设置完整的未退化、轻度退化、中度退化和重度退化4个退化梯度,于2020年8月对样地进行群落调查,同时采集植物样品。结果表明,随着退化程度加剧:1)草地的盖度、高度和地上植物生物量均显著下降;2)地上生物量在不同功能群的分配发生显著变化,物种逐步从以禾草类为优势转变为以杂类草为优势的群落;3)地下生物量显著下降,深层土壤根系生物量占比增加。研究结果表明:随着退化加剧群落结构发生颠覆性变化,且地上和地下生物量同步出现严重衰退。因此,针对该区域退化草地的植被恢复应考虑草地物种组配以及地上和地下生物量同步恢复的相应措施。
[期刊] 资源科学  [作者] 胡玉昆  李凯辉  王鑫  范永刚  张晓艳  吾买尔·吾守  
生物量是生态系统获取能量能力的集中体现,对生态系统结构的形成具有十分重要的影响。草地生态系统是陆地生态系统分布最广的生态类型之一,在全球变化中的作用非常重要。本文以新疆天山中部的巴音布鲁克高寒草甸为研究对象,选取了黑花苔草(Carex melantha)、鬼见愁锦鸡儿(Caragana jubata)和线叶嵩草(Kobresiacapillifolia)3种典型的群落类型,开展了生物量研究。结果表明:①黑花苔草群落盖度最大,为100%,物种数最低,每平方米拥有植物8种~11种。鬼见愁锦鸡儿群落盖度次之,为86.14%,物种组成丰富,每平方米拥有植物12种~15种。线叶嵩草群落盖度最低,55.7...
[期刊] 草业科学  [作者] 蒋宏宇  李长慧  孙熠  梁德飞  
分别在高寒矿区渣山阳坡、山顶平地和阴坡,以常见恢复植物老芒麦(Elymus sibiricus)、小花碱茅(Puccinellia tenuiflora)和冷地早熟禾(Poa crymophila)为研究对象,通过测定植物繁殖体、叶片和茎秆的生物量及氮磷含量,分析渣山坡向变化对恢复植物生物量繁殖分配和养分繁殖分配的影响。结果表明:从渣山阳坡、平地到阴坡,恢复植物生物量繁殖分配和氮、磷繁殖分配均逐渐降低,且不同物种的下降幅度不一致,表现为在阳坡和平地上老芒麦和冷地早熟禾的生物量和氮繁殖分配比例显著高于小花碱茅,而在阴坡上小花碱茅更高;随着繁殖体氮含量以及地上生物量的增加,生物量和氮繁殖分配显著升高;磷繁殖分配随繁殖体磷含量的增加而升高;植物个体大小与生物量和养分繁殖分配显著正相关。未来高寒矿区渣山恢复中,需根据渣山坡向差异以及恢复植物繁殖分配权衡选择适宜恢复物种,以提升恢复效果。
[期刊] 草业科学  [作者] 彭清青   唐炳民   欧为友   段迎珠   孙占清   谢占玲   毛玉晶   陈生全   郭璟   王宝   杨家宝   孟清  
黄绿卷毛菇(Floccularia luteovirens)是青藏高原特有真菌资源,对高寒草甸植物群落结构和稳定性有重要影响,可形成典型的蘑菇圈。以往研究大多集中在土壤微生物和植物群落上,然而,目前黄绿卷毛菇蘑菇圈上不同植物内生真菌的多样性尚不清楚。因此,本研究采用传统组织分离法结合ITS序列鉴定方法,分析采自祁连高寒草甸黄绿卷毛菇蘑菇圈上不同植物可培养内生真菌的多样性。结果表明:从6类植物108块组织中分离得到70株内生真菌,总分离率为64.81%,总定殖率为33.33%。多样性与相似性分析表明,矮嵩草内生真菌丰富度(R = 1.73)和多样性(H’ = 1.86,D = 0.83)最高,米尔克棘豆内生真菌均匀度指数(J_(u )= 1)最高;鹅绒委陵菜与麻花艽(C_(s鹅-麻 )= 0.5, C_(j鹅-麻 )= 0.33),火绒草和米尔克棘豆(C_(s火-米 )= 0.40,C_(j火-米 )= 0.25)的内生真菌具有一定相似性;不同组织间内生真菌相似性排序为:根-茎>叶-茎>根-叶。内生真菌结构分析表明,不同植物中优势菌分别为Peziza ostracoderma和Stagonospora sp.;不同组织中相对丰度最高均为Peziza ostracoderma。共现网络分析结果表明矮嵩草是黄绿卷毛菇蘑菇圈上的核心植物(EIC_(矮嵩草 )= 1);Peziza ostracoderma是核心内生真菌(EIC_(P.o )= 0.75)。本研究结果有助于从植物内生真菌的角度为进一步探究青藏高原特有真菌黄绿卷毛菇蘑菇圈上植物-微生物的互作关系提供新思路。
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