氮磷添加对呼伦贝尔草原4种优势植物性状的影响

发布时间：2017-08-02 18:04

  本文关键词：氮磷添加对呼伦贝尔草原4种优势植物性状的影响

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【摘要】：由于人口的迅速增加,化肥使用和化石燃料的燃烧将会使大气氮沉降持续增加,因此将会对生态系统的结构和功能造成显著影响。氮和磷元素是植物组成的重要成分,生态系统的功能同生活在其中的植物的性状直接相关,因此,可以利用植物功能性状和化学计量特征的变化来表明营养元素的添加对生态系统功能的作用。本文以营养元素添加对植物功能性状的影响为切入点,探讨氮或磷添加对呼伦贝尔草地生态系统的影响。试验以我国北方的温带草甸草原生态系统为研究对象,通过添加不同类型和浓度的氮素化合物,比较了羊草(Leymus chinensis)、针茅(Stipa baicalensis)、菊叶委陵菜(Potentilla tanacetifolia)和披针叶黄华(Thermopsis lanceolata)这四个物种叶片性状的差异,观测了氮素添加对羊草的比叶面积、叶片干物质含量、茎叶比、叶绿素含量、叶片中的氮和磷的浓度以及化学计量比；通过磷素和氮素添加模拟将来氮沉降背景下,磷增加对植物营养和生物量分配的影响,观测了菊叶委陵菜的茎、叶生物量,茎、叶和种子的C：N：P元素计量化学特征。这些研究将有助于探寻草原生态系统管理中不同氮素化合物和磷素化合物的使用产生的主导生态效应及其养分生理机制。主要研究结果为：羊草、针茅、菊叶委陵菜和披针叶黄华的叶片干物质含量、茎叶比、叶片磷浓度显著不同,其中,羊草的叶片干物质含量、茎叶比、叶绿素含量较高；菊叶委陵菜和披针叶黄华的叶片营养物质含量很高,这些结果说明禾草类植物主要通过改变其叶片性状来增加其对光的竞争能力,非禾草类(即豆科和杂草类)主要通过增加营养物质的浓度来保证其自身的生长。不同氮素添加量对羊草的比叶面积、叶片干物质含量和叶绿素含量有显著影响,随着氮素添加量的增加羊草的比叶面积增加,叶片干物质含量下降。随着氮素的加入,羊草的叶绿素含量显著增加,光合作用能力提高。不同的氮素类型和添加量对羊草的茎叶比均没有显著影响。羊草叶片氮浓度随着氮素添加量的增加而显著上升,从而使羊草叶片N：P增加,C：N减小,但是氮素的加入对羊草叶片C：P影响不大。氮素添加使菊叶委陵菜地上生物量增加,尤其是增加了茎生物量,单独添加磷时,对生物量的影响不大。当氮磷同时添加时,菊叶委陵菜的生物量增加得更加显著。当只添加磷素化合物时,茎、叶片和种子中的磷浓度线性增加,叶片和种子N：P显著下降。营养元素在菊叶委陵菜的不同的器官中分布不同,种子中的营养物质浓度最高。当氮素添加后,植物的P浓度降低,种子表现得更为显著,这说明氮磷添加后将会改变植物营养器官和生殖器官的化学计量特征。
【关键词】：氮添加 磷添加 植物功能性状 生态化学计量
【学位授予单位】：上海应用技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S812
【目录】：

• 摘要5-7
• abstract7-11
• 第1章 前言11-18
• 1.1 氮沉降与草地生态系统11-15
• 1.1.1 氮沉降现状11-12
• 1.1.2 氮沉降对草地生态系统的影响12-15
• 1.2 植物功能性状15-16
• 1.3 生态化学计量学16-17
• 1.4 研究目的与内容17-18
• 1.4.1 研究目的17
• 1.4.2 研究内容17-18
• 第2章 材料与方法18-21
• 2.1 研究区域概况18
• 2.2 植物各功能性状的测定方法18-19
• 2.2.1 叶片干物质含量和比叶面积的测定18-19
• 2.2.2 叶片叶绿素含量的测定19
• 2.3 植物各化学物质含量的测定方法19-21
• 2.3.1 植物样品碳含量的测定19-20
• 2.3.2 植物样品氮和磷含量的测定20-21
• 第3章 氮素添加对植物功能性状与化学计量特征的影响21-32
• 3.1 前言21
• 3.2 研究方法21-24
• 3.2.1 实验平台设计简介21-24
• 3.2.2 实验方法24
• 3.2.3 数据分析方法24
• 3.3 实验结果24-29
• 3.3.1 不同物种植物性状的差异24-25
• 3.3.2 不同类型和浓度氮素化合物对羊草性状的影响25-27
• 3.3.3 不同类型和浓度氮素化合物对羊草化学计量的影响27-29
• 3.4 讨论29-30
• 3.4.1 不同物种的叶片性状的差异29-30
• 3.4.2 氮素添加对羊草性状的影响30
• 3.5 小结30-32
• 第4章 氮磷添加的交互作用对植物生长的影响32-41
• 4.1 前言32-33
• 4.2 研究方法33-34
• 4.2.1 实验平台设计简介33
• 4.2.2 实验方法33
• 4.2.3 数据分析方法33-34
• 4.3 实验结果34-39
• 4.3.1 氮添加改变了植物生物量对磷添加的响应34-36
• 4.3.2 氮添加改变了植物化学计量特征对磷添加的响应36-39
• 4.4 讨论39-40
• 4.4.1 氮磷添加对植物茎和叶生物量分配的影响39
• 4.4.2 营养添加对菊叶委陵菜叶片化学计量特征的影响39
• 4.4.3 氮添加对植物磷含量的影响39-40
• 4.5 小结40-41
• 第5章 结论与展望41-43
• 5.1 结论41-42
• 5.2 展望42-43
• 参考文献43-55
• 致谢55-56
• 攻读学位期间所开展的科研项目和发表的学术论文56

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本文编号：610526