青藏高原主要草地群落叶氮磷化学计量特征的环境响应

发布时间：2020-09-01 17:28

　　 氮(N)和磷(P)是植物生长所必须的基本营养元素,它们的循环限制着生态系统中的大多数过程。植物叶片的N、P含量及其比例关系是重要的生态化学计量学特征,它们是植物对所处环境长期适应的结果,但是在生物地理学尺度上,植物叶化学计量特征的主要驱动力仍不明确。青藏高原具有独特的陆地生态系统类型,其植物群落的生物化学过程对气候变化的响应更为敏感。在大尺度水平上对青藏高原进行生态化学计量学研究对于理解营养相互作用和营养循环之间的各种联系是非常有价值的。本文以位于青藏高原地区、南北跨越8个纬度,东西跨越12个经度(31.03-38.84N,89.61-101.51E)的65个草地群落为研究对象,分析了群落水平叶N、P及N:P的分布范围以及它们之间的相关性;随后分析了环境因子对群落叶化学计量特征的线性关系;最后,对群落叶化学计量特征构建了多因子的广义加性模型,探索环境因子对叶化学计量特征可能存在的非线性关系以及环境因子的相对重要性。本文得到以下结论:1.在群落水平上叶N含量最稳定,叶P含量具有更大的变异程度,并且他们之间存在很强的正相关关系。N:P的变化主要是由P元素的变化引起的。2.青藏高原主要草地群落的营养限制类型多为N限制,P限制和N、P共同限制的区域多分布在气温低、日照强、土壤营养匮乏的高海拔地区。3.土壤全N含量对群落叶N含量没有明显的关系,而土壤全P含量对群落叶P含量有极显著的正相关关系,这表明叶N和P含量对土壤中对应营养特征的响应方式有所不同。4.气候因子对群落叶N、P含量和N:P三者有显著的影响,同时相比叶N元素,P元素更易对环境的变化做出响应。本文推测温度是通过影响群落建植土壤的物理特性和微生物活性来改变群落叶N、P特征的;降水可能是一个限制群落叶N、P含量的环境因子;而在部分地区,过强的日照也成了限制群落叶N、P含量的因子。5.所构建的最优多因子广义加性模型表明群落水平叶N、P含量对环境因子的响应有差异,且环境因子对群落水平叶片N的影响多是非线性的,而对P含量影响则呈线性。这暗示了青藏高原主要草地群落中的物种对于P元素的获取和分配策略存在较大的一致性,因此在群落水平上叶P含量对环境因子的响应仍有较强的规律性;而这里的物种对于N元素的获取和分配策略存在较大的种间差异,因此在群落水平上所呈现的规律性较弱。
【学位单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S812
【部分图文】：

图 2-1 技术路线图2.2 研究方法2.2.1 开展野外群落调查实验野外调查实验开展于青藏高原地区，沿公路行进，选取未受较大干扰的天然草地采样。采样途经青海省果洛州、玉树州，西藏自治区那曲地区，四川省甘孜州、阿坝州以及甘肃省甘南藏族自治州（31.03-38.84N,89.61-101.51E），采样点的地理分布见图 2-2。采样时间集中于 2016 年青藏高原地区植物生长旺季，始于 7月28日，至9月9日为止。所调查的草地类型涉及草原（Steppe）和草甸（Meadow），其中有 46 个样点为草甸，19 个样点为草原。其中，草甸的优势种主要为禾本科（Gramineae）、莎草科（Cyperaceae）、菊科（Compositae）和豆科（Leguminosae），草原的优势种主要为禾本科（Gramineae）和莎草科（Cyperaceae）。采样时，应选取对该区域植被具有代表性的天然草地，应尽量避免选择靠

兰州大学硕士学位论文 青藏高原主要草地群落叶氮磷化学计量特征的环境响应（种）、总盖度及各物种盖度（%）、各物种多度（株），以及每种物种随机取 3株个体测量高度（cm），随后将样方中的所有植株的地上部分齐地剪下，按物种分装信封，称取植物鲜重（g），并做初步烘干处理以便在行程中保存。在去除样方的地上部分后，进行土壤样品的采集。我们以内径 4cm 的容重专用环刀取样。每个样地取 4 个土层深度，分别为 0-10cm、10-20cm、20-30cm、30-50cm，然后将每个样地 0-10cm、10-20cm 深度的土样混合，将 20-30cm、30-50cm 的土样混合，装入布袋保存。

兰州大学硕士学位论文 青藏高原主要草地群落叶氮磷化学计量特征的环境响应显著。这说明群落水平的 N 元素的增减往往相应的会伴随着 P 元素的变化，而群落水平叶片的 N:P 主要是由 P 元素的变化决定的。表 3-2 群落叶化学计量特征相关分析及显著性检验CWM-NLeafCWM-PLeafN:PCommunityCWM-NLeaf1 0.60***0.01CWM-PLeaf1 -0.69***N:PCommunity1其中其中 p < 0.001 标记 ‘***’； p < 0.01 标记‘**’ ；p < 0.05 标记 ‘*’;p < 0.1 标记‘.’；p >0.1 标记“ ”

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