青藏高原高山草甸群落生物量及多样性对氮素添加的响应

发布时间：2019-09-26 03:08

【摘要】：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(0-10cm深度)转移的趋势。各功能群中,禾草类植物的地上生物量从N_0到N_(20)逐渐增加,在N_(20)达到最大,其在地上总生物量中所占的比例也在N_(20)达到最大。另外,随着施氮量的增加,植物物种多样性呈现出逐渐降低的趋势。可以看出,氮素添加对高山草甸群落的结构有着明显的影响。
【图文】：

样方,样地

Ｒａｎｕｎｃｕｌｕｓｂｒｏｔｈｅｒｕｓｉｉ）、美丽风毛菊（Ｓａｕｓｓｕｒｅａｓｕｐｅｒｂａ）等。１．２样方设置及试验设计２０１２年的７月中旬，在卡卡山北坡海拔３８６０ｍ左右的草甸群落中，设置一个４５ｍ（长）×１５ｍ（宽）的水平样地（选择样地时注意样地内的群落及小地形相对一致），在样地周围设置铁丝围栏以防人畜干扰。在样地中设置２．５ｍ×２．５ｍ样方１２个，分为上、下两排，每排６个，样方行间距均为５ｍ，各样方与样地边界的距离为２．５ｍ（图１）。参照前人在研究草地群落时的氮素添加标准［１０，２４－２５］，设置施肥单因素处理共４个水平，从低到高依次为０（对照，不施氮）、５、１０和２０ｇ·（ｍ２·ａ）－１，分别简记为Ｎ０、Ｎ５、Ｎ１０和Ｎ２０，每个水平３个重复（即３个样方）。同一水平的３个样方在样地中不能同处一排，也不能上下左右两两相邻，以使各水平的样方间相对均匀地分散开，所有样方作好编号。在每个２．５ｍ×２．５ｍ的样方中，于其中心和近四角处呈梅花形设置５个０．５ｍ×０．５ｍ的小样方并做标记，用于调查物种多样性、测定群落生物量等群落学特征。图１样地和样方设置Ｆｉｇ．１Ｓｅｔｔｉｎｇｏｆｓａｍｐｌｅｐｌｏｔａｎｄｑｒａｄｒａｔｓ在２０１３、２０１４和２０１５年的５月上旬植物开始萌动生长之前进行氮素添加，采用ＮＨ４ＮＯ３作为氮源，ＮＨ４ＮＯ３中氮素的含量为３５％，，照此百分含量计算４个水平各自对应的ＮＨ４ＮＯ３施用量（表１）。在添加ＮＨ

施氮,物量,生物量

氮（Ｎ１０）水平最大，较对照（Ｎ０）增加了２４．７％（Ｐ＜０．０５）（表２）。２．２生物量的空间分布格局２．２．１地上生物量的空间分布格局在０－１０ｃｍ高度范围内，生物量介于１０１～１０７ｇ·ｍ－２，且各水平间差异不显著（Ｐ＞０．０５）。在１０－２０ｃｍ高度范围内，生物量介于３３～５２ｇ·ｍ－２，且随着施氮量的增加而增加，各施氮处理均显著高于对照（Ｐ＜０．０５），但３个施氮水平之间的差异不显著（Ｐ＞０．０５）（图２）。在２０－３０ｃｍ高度范围内，Ｎ５、Ｎ１０和Ｎ２０的地上生物量较对照分别显著增加了５９．１％、１０４．０％和９３．９％。在＞３０ｃｍ的高度范围内，Ｎ５、Ｎ１０和Ｎ２０的地上生物量较对照分别显著增加了６５．６％、１２５．３％和１５０．５％。可以看出，随着施氮的增加，地上生物量在向更高空间上转移，显然植物有长得更高的趋势。但无论在哪个氮素水平上，地上生物量仍然是以０－１０ｃｍ地上高度为主。图２施氮对地上生物量分布格局的影响Ｆｉｇ．２Ｅｆｆｅｃｔｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｏｆａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄｂｉｏｍａｓｓ注：不同小写字母表示不同施氮水平间差异显著（Ｐ＜０．０５）。下同。Ｎｏｔｅ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏｗｅｒｃａｓｅｌｅｔｔｅｒｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｍｏｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｎｉｔｒｏｇｅｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｌｅｖｅｌｓａｔｔｈｅ０．０５ｌｅｖｅｌ；ｓｉｍｉｌ
【作者单位】：内江师范学院生命科学学院;四川省高校特色农业资源研究与利用重点实验室;
【基金】：四川省科技厅应用基础项目(2014JY0130) 四川省教育厅成果转化重大培育项目(13CZ0001);四川省教育厅创新团队项目(14TD0025);四川省教育厅科研项目(15ZB0267) 内江师范学院植物学重点建设学科项目
【分类号】：S812

【相似文献】