氮沉降對黃土高原典型草原植物群落穩(wěn)定性及土壤微生物養(yǎng)分利用過程的影響
發(fā)布時間：2021-09-19 06:16
草地是陸地生態(tài)系統(tǒng)中對全球氣候變化響應最為敏感的類型之一,長期大氣氮沉降對草地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能影響的環(huán)境效應研究備受關(guān)注。目前,關(guān)于大氣氮沉降對植物群落結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)力的研究較多,而對土壤微生物養(yǎng)分利用過程及其與植物群落互饋關(guān)系的影響研究較少,且眾多氮沉降試驗研究中氮素添加量較當前或者預測的未來大氣氮沉降量普遍偏高,致使上述成果可能難以科學評估和預測大氣氮沉降對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的影響。另外,干旱半干旱區(qū)草地植物生長受氮素限制更為強烈,且水資源短缺和土壤偏堿性導致植物和土壤微生物活力較弱,特殊的地域環(huán)境是否會緩解大氣氮沉降的環(huán)境效應,還有待于研究。因此,本研究在黃土高原典型草原設(shè)置了6個氮素添加量梯度(0,1.15,2.3,4.6,9.2和13.8 g N m-2 yr-1),基于為期8年的試驗監(jiān)測,研究了氮沉降對植物群落物種多樣性、生產(chǎn)力和穩(wěn)定性的影響及引起群落穩(wěn)定性改變的機制;分析了氮沉降對土壤理化和微生物性質(zhì)的影響及其與植物群落的互饋過程;明晰了氮沉降對土壤微生物養(yǎng)分利用策略的影響及其對土壤碳氮礦化的調(diào)控過程,旨在深入理解氮沉降對草地生態(tài)...
【文章來源】：蘭州大學甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：130 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
氮素添加對植物群落物種多樣性的影響
蘭州大學博士學位論文氮沉降對黃土高原典型草原植物群落穩(wěn)定性及土壤微生物養(yǎng)分利用過程的影響21圖3-2氮素添加對植物群落生物量和功能群生物量的影響注：（a）地上總生物量，（b）禾草類植物功能群生物量，（c）固氮非禾草類植物功能群生物量，（d）非固氮非禾草類植物功能群生物量表3-2植物群落生物量和植物功能群生物量變異來源分析效應dfBATBGBNFBNNFFPFPFPFPYr767.61<0.00129.71<0.0016.69<0.00112.23<0.001N520.90<0.00122.56<0.0013.360.011.750.13Yr×N351.640.021.340.110.870.671.260.18注：BAT表示地上總生物量，BG表示禾草類植物功能群生物量，BNF表示固氮非禾草類植物功能群生物量，BNNF表示非固氮非禾草類植物功能群生物量
蘭州大學博士學位論文氮沉降對黃土高原典型草原植物群落穩(wěn)定性及土壤微生物養(yǎng)分利用過程的影響223.3.2.2植物功能群蓋度氮素添加改變了植物功能群相對蓋度且對不同植物功能群的影響不一致（圖3-3）。氮素添加第三年，各功能群的相對蓋度發(fā)生顯著變化。其中在N1.15、N2.30、N4.60和N9.20處理下，禾草類和非固氮非禾草類植物功能群相對蓋度分別從約占群落的60%和5%上升到約75%和10%，而固氮非禾草類植物功能群相對蓋度從約占群落的35%下降到約15%（圖3-3b，c，d和e）。相比之下，在N13.80處理下，禾草類植物功能群相對蓋度從約占群落的60%上升到約95%，固氮非禾草類植物功能群相對蓋度從約占群落的35%下降到約5%（圖3-3f）。且隨著氮素添加年限的推移，高氮水平下（N9.20和N13.80），禾草類植物功能群相對蓋度維持穩(wěn)定，其相對蓋度約為90%（圖3-3）。氮素添加也影響了各植物功能群優(yōu)勢物種蓋度，并表現(xiàn)出種間的差異（圖3-4）。氮素添加對植物群落優(yōu)勢種禾草類物種長芒草影響雖然表現(xiàn)出統(tǒng)計學上的差異顯著性（P<0.05，圖3-4a），但相對較弱，對禾草類物種糙隱子草（Cleistogenessquarrosa）蓋度的影響最強（P<0.05，圖3-4b），對非固氮非禾草類物種狗娃花（Heteropappusaltaicus）蓋度的影響最弱（P=0.07，圖3-4d）。年份對固氮非禾草類物種米口袋（Gueldenstaedtiamultiflora）和非固氮非禾草類物種狗娃花蓋度的影響強于禾草類物種（P<0.05，圖3-4c和d）。氮素添加和年份的交互作用僅對固氮非禾草類物種米口袋蓋度產(chǎn)生顯著影響（P<0.05，圖3-4）。此外，高氮素添加處理（如N13.80）導致禾草類物種長芒草蓋度顯著增加（P<0.05，圖3-4a），但顯著降低了固氮非禾草類物種米口袋蓋度（P<0.05，圖3-4c）。圖3-3不同氮素添加處理下三種植物功能群相對
【參考文獻】：
期刊論文
[1]黃土高原典型草原地上生物量估測模型[J]. 袁曉波,牛得草,吳淑娟,蒲向東,王龍,滕家明,傅華. 生態(tài)學報. 2016(13)
[2]黃土高原生態(tài)退化與恢復[J]. 袁曉波,尚振艷,牛得草,傅華. 草業(yè)科學. 2015(03)
[3]氮素添加對黃土高原典型草原長芒草氮磷重吸收率及C:N:P化學計量特征的影響[J]. 安卓,牛得草,文海燕,楊益,張洪榮,傅華. 植物生態(tài)學報. 2011(08)
本文編號：3401184
【文章來源】：蘭州大學甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：130 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
氮素添加對植物群落物種多樣性的影響
蘭州大學博士學位論文氮沉降對黃土高原典型草原植物群落穩(wěn)定性及土壤微生物養(yǎng)分利用過程的影響21圖3-2氮素添加對植物群落生物量和功能群生物量的影響注：（a）地上總生物量，（b）禾草類植物功能群生物量，（c）固氮非禾草類植物功能群生物量，（d）非固氮非禾草類植物功能群生物量表3-2植物群落生物量和植物功能群生物量變異來源分析效應dfBATBGBNFBNNFFPFPFPFPYr767.61<0.00129.71<0.0016.69<0.00112.23<0.001N520.90<0.00122.56<0.0013.360.011.750.13Yr×N351.640.021.340.110.870.671.260.18注：BAT表示地上總生物量，BG表示禾草類植物功能群生物量，BNF表示固氮非禾草類植物功能群生物量，BNNF表示非固氮非禾草類植物功能群生物量
蘭州大學博士學位論文氮沉降對黃土高原典型草原植物群落穩(wěn)定性及土壤微生物養(yǎng)分利用過程的影響223.3.2.2植物功能群蓋度氮素添加改變了植物功能群相對蓋度且對不同植物功能群的影響不一致（圖3-3）。氮素添加第三年，各功能群的相對蓋度發(fā)生顯著變化。其中在N1.15、N2.30、N4.60和N9.20處理下，禾草類和非固氮非禾草類植物功能群相對蓋度分別從約占群落的60%和5%上升到約75%和10%，而固氮非禾草類植物功能群相對蓋度從約占群落的35%下降到約15%（圖3-3b，c，d和e）。相比之下，在N13.80處理下，禾草類植物功能群相對蓋度從約占群落的60%上升到約95%，固氮非禾草類植物功能群相對蓋度從約占群落的35%下降到約5%（圖3-3f）。且隨著氮素添加年限的推移，高氮水平下（N9.20和N13.80），禾草類植物功能群相對蓋度維持穩(wěn)定，其相對蓋度約為90%（圖3-3）。氮素添加也影響了各植物功能群優(yōu)勢物種蓋度，并表現(xiàn)出種間的差異（圖3-4）。氮素添加對植物群落優(yōu)勢種禾草類物種長芒草影響雖然表現(xiàn)出統(tǒng)計學上的差異顯著性（P<0.05，圖3-4a），但相對較弱，對禾草類物種糙隱子草（Cleistogenessquarrosa）蓋度的影響最強（P<0.05，圖3-4b），對非固氮非禾草類物種狗娃花（Heteropappusaltaicus）蓋度的影響最弱（P=0.07，圖3-4d）。年份對固氮非禾草類物種米口袋（Gueldenstaedtiamultiflora）和非固氮非禾草類物種狗娃花蓋度的影響強于禾草類物種（P<0.05，圖3-4c和d）。氮素添加和年份的交互作用僅對固氮非禾草類物種米口袋蓋度產(chǎn)生顯著影響（P<0.05，圖3-4）。此外，高氮素添加處理（如N13.80）導致禾草類物種長芒草蓋度顯著增加（P<0.05，圖3-4a），但顯著降低了固氮非禾草類物種米口袋蓋度（P<0.05，圖3-4c）。圖3-3不同氮素添加處理下三種植物功能群相對
【參考文獻】：
期刊論文
[1]黃土高原典型草原地上生物量估測模型[J]. 袁曉波,牛得草,吳淑娟,蒲向東,王龍,滕家明,傅華. 生態(tài)學報. 2016(13)
[2]黃土高原生態(tài)退化與恢復[J]. 袁曉波,尚振艷,牛得草,傅華. 草業(yè)科學. 2015(03)
[3]氮素添加對黃土高原典型草原長芒草氮磷重吸收率及C:N:P化學計量特征的影響[J]. 安卓,牛得草,文海燕,楊益,張洪榮,傅華. 植物生態(tài)學報. 2011(08)
本文編號：3401184
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