氮素添加和功能群去除对糙隐子草和大针茅根系特征的影响

发布时间：2019-11-13 17:50

【摘要】：由于草地不合理利用,中国北方草原严重退化,导致生态系统结构性破坏甚至功能性紊乱。随着草原退化,中能值功能群植物糙隐子草会取代高能值功能群植物大针茅成为群落中优势度最大的植物。为了解大针茅和糙隐子草在氮素添加以及去除功能群的情况下根系特征的变化趋势,选取锡林郭勒盟典型草原中的退化草原群落,分别开展两项实验,实验1:氮素添加梯度实验(0、10.5、17.5、28 gN/m~2),实验2:同时进行功能群的去除和氮素的添加,功能群去除实验(将植物分为高能值植物功能群、中能值植物功能群、低能值植物功能群3个功能群;每个处理分别剪除另外两个功能群,留取单一功能群),并同时进行氮素添加实验(0、17.5 gN/m~2)。在进行两年的实验处理后,通过Delta-T SCAN根系分析仪测量大针茅和糙隐子草根系的长度、直径、面积、体积指标。分析植物根系对氮素添加的响应,以及功能群去除是否改变这两种植物对氮素添加的响应格局。实验1研究结果表明:在受到其他功能群的竞争压力下,大针茅根系长度、面积、体积均在高氮素添加(28 gN/m~2)情况下显著增加,糙隐子草根系直径和体积在中氮素添加(17.5 gN/m~2)的情况下显著高于其他3个处理,退化样地中土壤氮素的增加,促使大针茅根系主要通过增加根系长度扩大在土壤中的空间分布,而促使糙隐子草主要通过增粗生长来扩大土壤分布空间。实验2研究结果表明:功能群的去除,中氮素添加对根系的影响,只有糙隐子草的根系直径显著增加。综合来看,功能群去除实验对大针茅的根系长度和面积有影响,对糙隐子草的根系长度、直径和面积有影响。功能群去除处理与氮素添加的交互作用对大针茅根系没有影响,对糙隐子草的根系直径和体积有影响。
【图文】：

http://www．ecologica．cn1．2．4数据统计分析实验数据用Excel软件整理，利用SPSS-statistics20对数据进行统计分析，采用单因素方差分析(one-wayANOVAs)分别分析不去除功能群草地中糙隐子草和大针茅在氮素添加梯度间的差异，Duncan假定方差齐性检验用于不同处理之间根系特征的多重比较，采用独立样本T检验分别比较糙隐子草和大针茅在去除功能群情况下氮素添加的差异。多元分析进一步验证氮素添加和功能群处理对植物根系的影响，以及两者交互对植物根系的影响。2结果分析图1糙隐子草和大针茅根系直径对氮素添加梯度的响应Fig．1TheresponseofCleistogenessquarrosaandStipagrandisrootdiametertonitrogenaddinggradient字母不同者表示数值间差异显著(P＜0．05)2．1不去除功能群情况下糙隐子草和大针茅对氮素添加的响应在不去除功能群的样地中，，糙隐子草和大针茅根系直径对氮素添加梯度的响应(图1，表5)表明，糙隐子草根系直径在不同氮素处理之间有显著差异(P＜0．05)，在17．5gN/m2处理下显著高于其他3个处理(0、10．5、28gN/m2)，而大针茅根系直径对不同氮素处理之间差异不显著。对于两种植物的根系长度(图2，表5)，糙隐子草根系长度在不同氮素处理之间没有显著差异，大针茅根系长度在氮素添加为28gN/m2处理下显著高于其他3个处理(0、10．5、17．5gN/m2)(P＜0．05)。比较糙隐子草和大针茅根系面积对氮素添加的响应(图3，表5)，糙隐子草根系面积在不同氮素处理之间差异不显著，而大针茅根系面积在氮素添加为28gN/m2处理下显著高于其他3个处理(0、10．5、17．5gN/m2)(P＜0．05)。图2糙隐子草和大针茅根系长度对氮素添加梯度的响应Fig．2TheresponseofCleistogenessquarrosaandStipagrandisrootlengthton

对氮素添加梯度的响应Fig．1TheresponseofCleistogenessquarrosaandStipagrandisrootdiametertonitrogenaddinggradient字母不同者表示数值间差异显著(P＜0．05)2．1不去除功能群情况下糙隐子草和大针茅对氮素添加的响应在不去除功能群的样地中，糙隐子草和大针茅根系直径对氮素添加梯度的响应(图1，表5)表明，糙隐子草根系直径在不同氮素处理之间有显著差异(P＜0．05)，在17．5gN/m2处理下显著高于其他3个处理(0、10．5、28gN/m2)，而大针茅根系直径对不同氮素处理之间差异不显著。对于两种植物的根系长度(图2，表5)，糙隐子草根系长度在不同氮素处理之间没有显著差异，大针茅根系长度在氮素添加为28gN/m2处理下显著高于其他3个处理(0、10．5、17．5gN/m2)(P＜0．05)。比较糙隐子草和大针茅根系面积对氮素添加的响应(图3，表5)，糙隐子草根系面积在不同氮素处理之间差异不显著，而大针茅根系面积在氮素添加为28gN/m2处理下显著高于其他3个处理(0、10．5、17．5gN/m2)(P＜0．05)。图2糙隐子草和大针茅根系长度对氮素添加梯度的响应Fig．2TheresponseofCleistogenessquarrosaandStipagrandisrootlengthtonitrogenaddinggradient图3糙隐子草和大针茅根系面积对氮素添加梯度的响应Fig．3TheresponseofCleistogenessquarrosaandStipagrandisrootsurfaceareatonitrogenaddinggradient比较糙隐子草和大针茅根系体积对氮素添加的响应(图4，表5)，两种植物的根系体积对于氮素添加处理均有显著性响应(P＜0．05)，糙隐子草在17．5gN/m2处理下显著高于其他3个处理(0、10．5、28gN/m2)，而782生态学报37卷

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