短花针茅荒漠草原生产力与物种多样性对增温和氮素添加的响应

发布时间：2017-12-21 08:41

  本文关键词：短花针茅荒漠草原生产力与物种多样性对增温和氮素添加的响应　出处：《内蒙古农业大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：长期气候变暖和大气氮沉降可以引起生态系统中资源的缓慢变化,而生态系统对这种缓慢变化的响应具有连续性。然而,在草地生态系统中,尤其是荒漠草原生态系统,植物群落对长期增温和氮素添加的连续性响应机制的证据仍然缺乏。本研究以内蒙古短花针茅荒漠草原为研究对象,采用2 × 2因子的裂区设计,增温作为主处理因子(增温、不增温),氮素添加作为副处理因子(氮素添加、不添加氮素),共4个处理,即对照(CK)、氮素添加(N)、增温(W)和增温+氮素添加(WN),每个处理6次重复。于2015～2016年生长季(5～9月),调查了不同处理下植物群落地上、地下净初级生产力、根系现存量和物种多样性,同时,也监测了土壤温度和土壤湿度的动态变化。主要研究结果如下:1.2015～2016年两个生长季,增温、氮素添加及它们的交互作用对植物群落地上净初级生产力均无显著影响;但多年生禾草的地上净初级生产力在氮素添加处理下会显著降低(P= 0.0409)。2.2016年生长季,增温、氮素添加及它们的交互作用对植物群落地下净初级生产力没有影响;但增温会显著降低10～20cm 土层中的地下净初级生产力(P=0.0129);增温、氮素添加及它们的交互作用对地下净初级生产力在各层中的分配比没有影响。3.2016年增温降低了 BNPP/ANPP(P=0.0319),而氮素添加及其与增温的交互作用对BNPP/ANPP没有影响;增温和氮素添加均改变了地上-地下净初级生产力的权衡关系。4.2016年增温使0～10 cm和10～20 cm 土层中的根系现存量以及群落地下现存量均显著减少(P0.05);而氮素添加及其与增温的交互作用对各层及群落地下现存量的影响不显著;另外,增温、氮素添加及它们的交互作用对地下现存量在各层中的分配比没有影响。5.增温显著降低了两个生长季植物群落的物种数、Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数(P0.01),而对Pielou均匀度指数的显著影响则随年发生变化(P = 0.0028),干旱年份(2015年)会增加,而丰水年份(2016年)会降低;氮素添加显著降低了灌木、半灌木物种数(P=0.0007),而对群落的物种数没有影响;增温与氮素添加的交互作用对多年生杂类草和灌木、半灌木物种数的影响显著(P0.05)。上述结果表明,长期增温和氮素添加改变了短花针茅荒漠草原植物群落的组成和结构,同时,增温和氮素添加也改变了植物净初级生产力在地上与地下间的分配策略。
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S812

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