氮沉降对黄土高原典型草原植物群落稳定性及土壤微生物养分利用过程的影响
发布时间：2021-09-19 06:16
草地是陆地生态系统中对全球气候变化响应最为敏感的类型之一,长期大气氮沉降对草地生态系统结构与功能影响的环境效应研究备受关注。目前,关于大气氮沉降对植物群落结构及生产力的研究较多,而对土壤微生物养分利用过程及其与植物群落互馈关系的影响研究较少,且众多氮沉降试验研究中氮素添加量较当前或者预测的未来大气氮沉降量普遍偏高,致使上述成果可能难以科学评估和预测大气氮沉降对生态系统结构和功能的影响。另外,干旱半干旱区草地植物生长受氮素限制更为强烈,且水资源短缺和土壤偏碱性导致植物和土壤微生物活力较弱,特殊的地域环境是否会缓解大气氮沉降的环境效应,还有待于研究。因此,本研究在黄土高原典型草原设置了6个氮素添加量梯度(0,1.15,2.3,4.6,9.2和13.8 g N m-2 yr-1),基于为期8年的试验监测,研究了氮沉降对植物群落物种多样性、生产力和稳定性的影响及引起群落稳定性改变的机制;分析了氮沉降对土壤理化和微生物性质的影响及其与植物群落的互馈过程;明晰了氮沉降对土壤微生物养分利用策略的影响及其对土壤碳氮矿化的调控过程,旨在深入理解氮沉降对草地生态...
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
氮素添加对植物群落物种多样性的影响
兰州大学博士学位论文氮沉降对黄土高原典型草原植物群落稳定性及土壤微生物养分利用过程的影响21图3-2氮素添加对植物群落生物量和功能群生物量的影响注：（a）地上总生物量，（b）禾草类植物功能群生物量，（c）固氮非禾草类植物功能群生物量，（d）非固氮非禾草类植物功能群生物量表3-2植物群落生物量和植物功能群生物量变异来源分析效应dfBATBGBNFBNNFFPFPFPFPYr767.61<0.00129.71<0.0016.69<0.00112.23<0.001N520.90<0.00122.56<0.0013.360.011.750.13Yr×N351.640.021.340.110.870.671.260.18注：BAT表示地上总生物量，BG表示禾草类植物功能群生物量，BNF表示固氮非禾草类植物功能群生物量，BNNF表示非固氮非禾草类植物功能群生物量
兰州大学博士学位论文氮沉降对黄土高原典型草原植物群落稳定性及土壤微生物养分利用过程的影响223.3.2.2植物功能群盖度氮素添加改变了植物功能群相对盖度且对不同植物功能群的影响不一致（图3-3）。氮素添加第三年，各功能群的相对盖度发生显著变化。其中在N1.15、N2.30、N4.60和N9.20处理下，禾草类和非固氮非禾草类植物功能群相对盖度分别从约占群落的60%和5%上升到约75%和10%，而固氮非禾草类植物功能群相对盖度从约占群落的35%下降到约15%（图3-3b，c，d和e）。相比之下，在N13.80处理下，禾草类植物功能群相对盖度从约占群落的60%上升到约95%，固氮非禾草类植物功能群相对盖度从约占群落的35%下降到约5%（图3-3f）。且随着氮素添加年限的推移，高氮水平下（N9.20和N13.80），禾草类植物功能群相对盖度维持稳定，其相对盖度约为90%（图3-3）。氮素添加也影响了各植物功能群优势物种盖度，并表现出种间的差异（图3-4）。氮素添加对植物群落优势种禾草类物种长芒草影响虽然表现出统计学上的差异显著性（P<0.05，图3-4a），但相对较弱，对禾草类物种糙隐子草（Cleistogenessquarrosa）盖度的影响最强（P<0.05，图3-4b），对非固氮非禾草类物种狗娃花（Heteropappusaltaicus）盖度的影响最弱（P=0.07，图3-4d）。年份对固氮非禾草类物种米口袋（Gueldenstaedtiamultiflora）和非固氮非禾草类物种狗娃花盖度的影响强于禾草类物种（P<0.05，图3-4c和d）。氮素添加和年份的交互作用仅对固氮非禾草类物种米口袋盖度产生显著影响（P<0.05，图3-4）。此外，高氮素添加处理（如N13.80）导致禾草类物种长芒草盖度显著增加（P<0.05，图3-4a），但显著降低了固氮非禾草类物种米口袋盖度（P<0.05，图3-4c）。图3-3不同氮素添加处理下三种植物功能群相对
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄土高原典型草原地上生物量估测模型[J]. 袁晓波,牛得草,吴淑娟,蒲向东,王龙,滕家明,傅华. 生态学报. 2016(13)
[2]黄土高原生态退化与恢复[J]. 袁晓波,尚振艳,牛得草,傅华. 草业科学. 2015(03)
[3]氮素添加对黄土高原典型草原长芒草氮磷重吸收率及C:N:P化学计量特征的影响[J]. 安卓,牛得草,文海燕,杨益,张洪荣,傅华. 植物生态学报. 2011(08)
本文编号：3401184
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
氮素添加对植物群落物种多样性的影响
兰州大学博士学位论文氮沉降对黄土高原典型草原植物群落稳定性及土壤微生物养分利用过程的影响21图3-2氮素添加对植物群落生物量和功能群生物量的影响注：（a）地上总生物量，（b）禾草类植物功能群生物量，（c）固氮非禾草类植物功能群生物量，（d）非固氮非禾草类植物功能群生物量表3-2植物群落生物量和植物功能群生物量变异来源分析效应dfBATBGBNFBNNFFPFPFPFPYr767.61<0.00129.71<0.0016.69<0.00112.23<0.001N520.90<0.00122.56<0.0013.360.011.750.13Yr×N351.640.021.340.110.870.671.260.18注：BAT表示地上总生物量，BG表示禾草类植物功能群生物量，BNF表示固氮非禾草类植物功能群生物量，BNNF表示非固氮非禾草类植物功能群生物量
兰州大学博士学位论文氮沉降对黄土高原典型草原植物群落稳定性及土壤微生物养分利用过程的影响223.3.2.2植物功能群盖度氮素添加改变了植物功能群相对盖度且对不同植物功能群的影响不一致（图3-3）。氮素添加第三年，各功能群的相对盖度发生显著变化。其中在N1.15、N2.30、N4.60和N9.20处理下，禾草类和非固氮非禾草类植物功能群相对盖度分别从约占群落的60%和5%上升到约75%和10%，而固氮非禾草类植物功能群相对盖度从约占群落的35%下降到约15%（图3-3b，c，d和e）。相比之下，在N13.80处理下，禾草类植物功能群相对盖度从约占群落的60%上升到约95%，固氮非禾草类植物功能群相对盖度从约占群落的35%下降到约5%（图3-3f）。且随着氮素添加年限的推移，高氮水平下（N9.20和N13.80），禾草类植物功能群相对盖度维持稳定，其相对盖度约为90%（图3-3）。氮素添加也影响了各植物功能群优势物种盖度，并表现出种间的差异（图3-4）。氮素添加对植物群落优势种禾草类物种长芒草影响虽然表现出统计学上的差异显著性（P<0.05，图3-4a），但相对较弱，对禾草类物种糙隐子草（Cleistogenessquarrosa）盖度的影响最强（P<0.05，图3-4b），对非固氮非禾草类物种狗娃花（Heteropappusaltaicus）盖度的影响最弱（P=0.07，图3-4d）。年份对固氮非禾草类物种米口袋（Gueldenstaedtiamultiflora）和非固氮非禾草类物种狗娃花盖度的影响强于禾草类物种（P<0.05，图3-4c和d）。氮素添加和年份的交互作用仅对固氮非禾草类物种米口袋盖度产生显著影响（P<0.05，图3-4）。此外，高氮素添加处理（如N13.80）导致禾草类物种长芒草盖度显著增加（P<0.05，图3-4a），但显著降低了固氮非禾草类物种米口袋盖度（P<0.05，图3-4c）。图3-3不同氮素添加处理下三种植物功能群相对
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄土高原典型草原地上生物量估测模型[J]. 袁晓波,牛得草,吴淑娟,蒲向东,王龙,滕家明,傅华. 生态学报. 2016(13)
[2]黄土高原生态退化与恢复[J]. 袁晓波,尚振艳,牛得草,傅华. 草业科学. 2015(03)
[3]氮素添加对黄土高原典型草原长芒草氮磷重吸收率及C:N:P化学计量特征的影响[J]. 安卓,牛得草,文海燕,杨益,张洪荣,傅华. 植物生态学报. 2011(08)
本文编号：3401184
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