黄土区封育和放牧草地群落功能与结构对氮素添加的响应

发布时间：2019-07-13 19:32

【摘要】：随着气候变化的影响不断加剧,氮沉降增加带来的生态学效应正逐渐成为学者们的研究热点,而目前关于氮沉降速率较低的黄土区研究较少,且处于氮素限制的黄土区天然草地生态系统可能对氮富集的响应更加敏感。为数不多的研究也集中于分析单一的草地管理方式下(封育或放牧)草地生态系统对氮素添加的响应。因此,本研究以黄土区长期(30年)封育和连续放牧草地为对象,通过设置不同氮素添加水平,分析和比较封育和放牧草地土壤养分含量、地上生物量、叶功能性状、群落组成、物种多样性以及物种多样性与地上生物量的关系随氮素水平的变化及异同,探索两种典型的草地管理方式下群落功能和结构对氮素添加的响应并试图解释其背后的机制,得出如下结果:(1)氮素添加显著提高了封育草地的土壤硝态氮、铵态氮含量和放牧草地的土壤硝态氮含量。但与封育草地相比,放牧显著降低了土壤硝态氮含量,铵态氮、全氮和速效磷含量。(2)氮素添加显著提高了封育和放牧草地群落地上生物量,并分别在N5和N10水平下达到最大值。氮素添加对封育草地各功能群生物量无显著影响,但显著提高了放牧草地中可食禾草类占地上总生物量的比重,同时显著降低了非禾本科可食草类占地上总生物量的比重,并出现了封育草地中未出现的豆科草类。与封育草地相比,放牧和施肥提高了可食性草类的比例。(3)随着氮素水平增加,封育草地中的优势物种尤其是比叶面积较小的物种通过吸收土壤有效氮提高叶氮含量,进而提高比叶面积以获取更多的光资源,造成物种格局更替,改变群落组成及物种多样性;放牧草地中的物种则保持比叶面积基本不变甚至减小比叶面积以保存内部资源,维持物种多样性。(4)氮素添加降低了黄土区天然草地物种多样性,但放牧草地物种多样性整体高于封育草地物种多样性。由以上结果可得出主要结论如下:(1)随着氮素水平增加,封育草地与放牧草地的物种采取不同的资源获取与生存策略以响应生境的变化,进而维持物种多样性。(2)氮素添加降低了黄土区天然草地物种多样性,主要是由凋落物积累与物种对地下养分的竞争转为对地上光资源的竞争所引起。(3)放牧掩盖了氮素添加对物种多样性的负效应,一定程度上减缓了物种多样性下降速率。
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图片说明： 第二章 研究内容和方法 选取长期封育和连续放牧两种管理方式下的草地，采用随机区组设 2013 年起进行长期氮素添加实验，如图 2-1，于每年生长季初即 4 料利用率于小雨天按实验设计的施用量用手撒施。其中封育草地封连续多年进行放牧实验，放牧强度为 3 只羊/ hm2，，放牧期为 6-8 月 10 d，放牧时间为早上 6 点将家畜赶入放牧区自由采食，下午 6 素作为肥料，6 个氮素添加水平依次为：CK，0g/(m2·a)；N5，5g/(m；N20，20g/(m2·a)；N40，40g/(m2·a)；N80，80g/(m2·a)，等价于氮素7、9.34、18.68、37.35g/(m2·a)，其中 N5为低氮水平，N10和 N20为为高氮水平。每个水平 6 个重复，每块样地上设置 36 个 6 m × 4 mm 缓冲带。
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图片说明：技术路线图
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S812

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本文编号：2514228