毛乌素沙地南缘柠条固沙恢复区植物多样性及生物量对水氮添加的响应

为研究大气氮沉降和降水变化对毛乌素沙地南缘柠条(Caragana korshinskii)固沙恢复区草本植物多样性及地上生物量的影响，采用随机区组设计，设置不增水(W₀)、增水量分别为年均降水量的 33%(W₁)、66%(W₂)和 100%(W₃)4 个水分添加处理，及 4 个氮添加处理，分别为添加纯氮含量为 0 (N₀)、5(N₅)、10(N₁₀)、20(N₂₀) g/(m² ·a)的(NH₄)₂SO₄，共 16 个处理组合，计 4 个区组，进行水氮添加试验。结果表明：1)水氮添加对植物群落组成、重要值产生显著影响(P＜0. 05)，一、二年生植物比多年生植物对增水和施氮的反应更敏感，但半灌木、小半灌木所受影响最小；2)水分处理对植物群落物种丰富度和多样性指数有显著影响(P＜0. 05)，二者都随水分添加呈先增加后减小的趋势，在添加量为 W1处理时达到水分阙值；3)氮素处理显著影响物种丰富度、优势度指数和多样性指数(P＜0. 01)，研究发现增水在一定程度上会抵消氮沉降增加对植物物种多样性的负面影响，进而改变植物群落组成与结构；4)水氮耦合处理对植物群落盖度和群落地上生物量有显著影响(P＜0. 05)；5)植物群落地上生物量与 Shannon-Wienner 多样性指数呈正相关，与物种丰富度、Simpson 优势度指数和 Pielou 均匀度指数呈负相关关系。主成分分析表明，W₃-N₁₀水氮添加方案对柠条固沙恢复区的草本植被生产力恢复效果最好，而 W₁-N₅水氮添加方案对该区草本植物群落多样性恢复效果最好。