高寒草甸主要组分种开花物候对氮素添加的响应

合适的开花时间是植物最重要的生活史对策之一,而包括氮沉降在内的全球变化正在越来越深刻地影响着这一植物特征.通过不同浓度氮添加的原位试验,本研究观测分析了高寒草甸植物群落花期物候对氮添加的响应,结果表明:1)群落25个组分种花期物候表现为禾草类物种始花期在低氮(low nitrogen,LN)和高氮(high nitro...     

氮添加对高寒草甸植物花期物候和群落结构的影响

测定了2009-2011年3年氮素添加处理下,青藏高原东缘高寒草甸植物群落30个常见组分种的始花期、花期植株高度、群落高度(CWM H)和群落比叶面积(CWM SLA),并用非度量多维尺度分析(NMDS)检验了氮素添加对群落水平的花期物候和群落结构的影响。结果表明,氮素添加后物种的花期植株高度显著增加(P<0.05);莎草和禾草的始花期显著推迟(P<0.05),豆科植物的始花期对氮素添加无明显响应,而其他双子叶类杂草的始花期的响应不一致：菊科的始花期推迟,毛茛科、龙胆科和玄参科的始花期均提前;高氮处理(HN)下的变化大于低氮处理(LN)。物种多样性随着氮素添加的增加而降低 (P<0.05)。氮素添加后群落高度和群落比叶面显著提高(P<0.05)。氮素添加显著降低了氮素处理和对照之间开花物候加权的群落结构相似性(Stress Value=0.08)。植物花期物候对氮素添加的响应差异可能会引起植物在繁殖及相互竞争共存上的新格局,最终改变群落组成。     

青藏高原高寒草甸组分种花期物候对施肥响应

青藏高原东部高寒草甸封育和施肥生境中18个植物物种物候对施肥的响应结果表明,施肥导致双子叶植物(不含豆科)的始花期、开花峰值期和终花期轻度提前或者轻度推迟,花期持续时间轻度延长或者缩短;豆科植物的始花期轻度推迟,开花峰值期和终花期与对照无差异,花期持续时间轻度缩短;施肥未能够显著改变双子叶组分种的花期物候。施肥导致禾本科物种的始花期、开花峰值期、终花期显著推迟,花期持续时间轻度延长或者缩短。对照(封育)群落组分种种间开花峰值期为集中分布,科内开花峰值期为随机分布;施肥处理下群落组分种间开花峰值期为集中分布,双子叶组分种科内开花峰值期为随机分布,禾本科组分种科内开花峰值期为集中分布;施肥改变了施肥生境中禾本科组分种的花期分布模式。高寒草甸群落组分种花期物候对施肥响应存在差异。     

甘南高寒草甸群落花期物候研究

对草地群落物候的研究,不仅有助于对草地群落功能认知,更重要的是为生态系统评估提供背景资料。本研究从地理环境因素、功能性状、传粉者竞争以及系统发育4个方面讨论影响甘南高寒草甸植物花期物候的因素。结果表明,在群落水平上,开花期涵盖了整个生长季,但在整体上有一个高峰期,群落中各物种的始花期、开花峰值期及开花持续期不同,每一物种均有其独特的花期格局;植株高度(P0.001)和种子大小(P=0.034)能够显著地预测开花,而比叶面积(SLA)则不显著(GLM,P0.05);风媒物种开花期早于虫媒物种(P=0.008);花期物候重叠与系统发育距离之间存在着负相关关系。     

氮素添加下短期内高寒草甸生物量与养分间的关系

以玉树藏族自治州称多县高寒草甸为研究对象,采用随机区组试验设计,设置4个氮素添加水平,分别为不添加(N0)、15 g N/m²(N1)、30 g N/m²(N2)、45 g N/m²(N3)。通过测定植物生物量、植物及土壤养分等指标,探究生物量和化学计量特征对氮素添加的响应。结果表明：氮素添加后生物量与养分化学计量间存在显著相关性,其中氮素添加后植物地上部生物量与植物地上部氮含量呈极显著正相关(P<0.01),与植物地上部氮磷比呈显著正相关(P<0.05),与植物地上部碳氮比呈极显著负相关(P<0.01);植物总生物量与植物地上部碳氮比呈极显著正相关(P<0.01),与植物地上部氮含量呈极显著负相关(P<0.01),与植物地上部氮磷比呈显著负相关(P<0.05);而根系生物量与植物养分及土壤养分间无显著相关性。在氮素添加下植物生物量主要受植物地上部氮含量、氮磷比和碳氮比等影响。综上所述,施氮能通过改变土壤和植物养分含量以及化学计量特征进而影响植物生物量。     

增温施氮素对三江源区高寒草甸五种植物生长影响的初步研究

通过在野外条件下对三江源区高寒草甸5种植物进行模拟增温和氮素添加试验,以了解模拟增温和氮素添加对五种植物生长的影响。结果表明,小嵩草、垂穗披碱草、美丽凤毛菊高度均为增温施氮处理最高,而麻花艽增温不施氮处理最高、株芽蓼不增温施氮处理最高;美丽风毛菊叶片数不增温施氮处理最高,麻花艽不增温施氮处理显著高于增温施氮和增温不施氮处理(P<0.05),株芽蓼不增温不施氮处理显著高于其他处理(P<0.05);风毛菊叶长增温施氮处理最高,且显著高于不增温不施氮处理(P<0.05),麻花艽不增温施氮处理最高,株芽蓼叶长各处理之间均无显著差异(P>0.05);风毛菊叶宽幅增温施氮处理最高,且显著高于不增温不施氮处理(P<0.05),麻花艽不增温不施氮处理最高,株芽蓼叶宽幅各处理之间均无显著差异(P>0.05)。总的来看,增温施氮对不同植物影响差异较大。     

放牧方式和施肥梯度对高寒草甸群落生产力和物种丰富度的影响

通过比较青藏高原东部高寒草甸植物群落的地上生物量、物种丰富度及其相关关系对两种放牧方式和4种施肥梯度的响应, 分析了放牧方式和施肥梯度对该类草甸群落的影响。结果表明, 放牧显著增加了物种丰富度 (P0.001), 减小了群落生物量, 增加了杂类草在生物量中的比重, 抑制了禾草类物种的生长, 而施肥则显著降低了物种丰富度(P0.001), 但是增加了群落生物量, 抑制了杂类草类的生长, 增加了禾草类在生物量中的比重。在全年放牧的所有施肥区, 物种丰富度均未呈现显著变化(P0.05), 而在全年封育的所有施肥区, 物种的丰富度均显著下降(P0.001), 这表明放牧是主效应, 施肥效应被放牧效应所掩盖。在放牧处理或施肥处理下的所有试验小区中, 群落生物量和物种丰富度均呈负相关关系, 且这种负相关程度随着施肥水平增加或封育禁牧而显著增强。本研究还发现在该地区牧场中进行适度的氮肥撒施可以既不影响物种的丰富度, 又能增加群落的生产力, 而且可以提高优质牧草在群落中的比重, 这是一种最佳的群落性能, 能够承载更多的牲畜进而带来更高的经济效益且不会导致当地草原的退化, 适宜在该地区牧场中进行推广。     

三江源区高寒草甸草场植被和土壤对外源氮素输入的响应

为了探究不同形态氮素在高寒草甸中的分配及利用情况,本研究以玉树州称多县的高寒草甸为研究对象,利用15 N标记技术,设置对照(N0)、铵态氮(N1,(15 N H4)2 SO4)、硝态氮(N2,Ca(15 NO3)2)、酰胺态氮(N3,CO(15 N H2)2)四种处理,测定不同形态氮素添加下植物和土壤中的全氮及氮素回收...     

高寒草甸植物叶绿素对氮添加梯度的非线性响应

叶绿素是植物进行光合作用的关键物质,氮素是叶绿素的重要组成元素。因此,土壤氮可能是影响叶绿素含量变化的重要因素。然而,目前研究较少关注氮梯度下叶绿素含量的变化及背后原因。本研究以青藏高原高寒草甸优势植物为研究对象,利用8年的氮添加梯度实验,氮添加水平为0,2,4,8,16,32 g·m^-2·a^-1。研究发现叶绿素含量沿氮添加梯度呈抛物线响应,且峰值多在8 g·m^-2·a^-1左右。低氮水平下,叶绿素含量与土壤无机氮显著正相关,与土壤pH值和植物高度负相关。高氮水平下,叶绿素与土壤无机氮和pH值均不相关,与植物高度呈非线性关系。此外,不管低氮或高氮水平添加叶绿素含量和比叶面积均呈抛物线关系。本研究表明高寒植物叶绿素对氮添加梯度表现出非线性响应且存在阈值,并且低于或高于氮阈值的影响因子是不同的。总之,本研究表明在氮富集的背景下高寒植物叶绿素与土壤氮可利用性存在复杂关系,可能会进一步作用于高寒草地生态系统碳固持。     

青藏高原高寒草甸花期物候和群落结构对氮、磷、钾添加的短期响应

在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站的矮嵩草草甸水肥样地进行了氮、磷、钾施肥添加试验,研究了施肥对植物花期物候和群落结构的影响。结果表明,施肥使矮嵩草草甸有效积温增加,地下5cm和地上10cm有效积温的大小均为:氮磷钾对照;施肥使垂穗披碱草、甘青剪股颖、冷地早熟禾、矮嵩草、黑褐薹草、双柱头藨草、美丽风毛菊的始花期、终花期显著推迟(P0.05),而鹅绒委陵菜和麻花艽的始花期、终花期显著提前(P0.05);施肥后禾草的花期持续期小于莎草和杂类草;与对照相比,垂穗披碱草-麻花艽、垂穗披碱草-美丽风毛菊、甘青剪股颖-麻花艽和冷地早熟禾-麻花艽的开花时间(始花期)上的差异变小,种间开花时间重叠增加;非度量多维尺度分析的检验结果为,对照、钾、磷和氮处理下其群落之间的相似程度逐渐降低,添加氮、磷促进了非相似性群落的形成。熵值法综合评价分析得出,对矮嵩草草甸添加氮、磷后,花期物候响应较为敏感的物种为:垂穗披碱草、矮嵩草、麻花艽和美丽风毛菊。     

高寒草甸植物叶片生态化学计量特征对长期氮肥添加的响应

氮(N)是植物生长发育所需的基本元素,人为N添加已成为陆地生态系统N输入的主要形式。施N作为改善土壤养分条件的重要途径,可改变土壤理化性质,也会对植物叶片生态化学计量特征产生影响。本研究在2012年5月设置0(CK)、10(N₁₀)、20(N₂₀)、30(N₃₀)g·m^-2·a^-1的N添加试验,并于2018年8月采集禾本科、莎草科、豆科和杂类草叶片,测定其碳(C)、N、磷(P)含量,分析不同水平N添加下植物叶片生态化学计量特征的差异,探索长期N添加下植物叶片生态化学计量特征变化的影响因素。结果表明:1)N添加显著提高了禾本科叶片碳(LC)含量而显著降低了豆科LC含量(P<0.05),莎草科和杂类草LC含量变化不显著(P>0.05)。随施N量增加,4种功能群叶片氮(LN)含量均显著增加(P<0.05),而叶片磷(LP)含量变化趋势不一致。2)N添加下4种功能群植物叶片碳氮比(LC/N)整体呈下降趋势,叶片氮磷比(LN/P)和叶片碳磷比(LC/P)呈上升趋势。3)...     

青藏高原高山草甸群落生物量及多样性对氮素添加的响应

为了探测大气氮沉降对高山草甸的影响,设置对照(N_0)、低氮14.3g·m~(-2)(N_5)、中氮28.6g·m~(-2)(N_(10))和高氮57.1g·m~(-2)(N_(20))4个氮素(NH_4NO_3)添加水平,连续3年对青藏高原东部的高山草甸群落进行施氮处理,测定各添加水平下群落生物量及物种多样性的变化。结果表明,随着氮素添加量的增加,地上生物量逐渐增加,在N_(20)达到最大,且地上生物量在空间格局上呈现向上转移的趋势;随氮素的增加,地下生物量先增大后减小,在N_(10)最大,且有向浅层表土(0-10cm深度)转移的趋势。各功能群中,禾草类植物的地上生物量从N_0到N_(20)逐渐增加,在N_(20)达到最大,其在地上总生物量中所占的比例也在N_(20)达到最大。另外,随着施氮量的增加,植物物种多样性呈现出逐渐降低的趋势。可以看出,氮素添加对高山草甸群落的结构有着明显的影响。     

高寒草甸优势物种饲用品质对短期放牧的响应

为了解放牧强度对高寒草甸牧草饲用品质的影响,以青藏高原东北边缘高寒草甸为对象,研究了轻度(0.75牦牛单位·hm-2)、中度(1.00牦牛单位·hm-2)和重度(1.25牦牛单位·hm-2)放牧下优势植物珠芽蓼(Polygonum viviparum)和线叶嵩草(Kobresia capillifolia)的全氮、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维含量以及牧草的可吸收营养物质总量和相对饲喂价值等的变化。在放牧末期,中度放牧下牧草的植株高度显著高于其他放牧强度(P0.05)。在整个放牧期,中度放牧下牧草的全氮含量高于其他放牧强度,其中珠芽蓼的全氮含量在放牧末期显著高于重度放牧(P0.05);各放牧强度间植物的酸性和中性洗涤纤维含量在放牧末期无显著差异;中度放牧下牧草的营养价值指数整体呈上升趋势或保持稳定。在青藏高原东北边缘,3年的短期中度放牧利用有利于高寒草甸主要优势物种珠芽蓼和线叶嵩草保持较高而稳定的饲用品质。     

不同放牧管理模式下高寒草甸共有优势种叶片功能性状比较

比较高寒草甸连续放牧(CG)、传统放牧(TG)、生长季休牧(GSG)和禁牧(PG)不同放牧管理模式下4种共有优势种垂穗披碱草(Elymus nutans)、矮嵩草(Kobresia humilis)、扁蓿豆(Medicago ru-thenica)和鹅绒委陵菜(Potentilla anserina)的叶长、叶宽、叶周...     

氮磷添加对高寒草甸植物群落根系特征的影响

全球变化背景下,持续的氮沉降加速了陆地生态系统的磷循环,进而引发了生态系统中潜在的磷限制,因此研究氮磷耦合对于植物应对环境变化导致的养分限制至关重要.以川西北高寒草甸为研究对象,通过微根管原位监测与室内分析相结合的方法探讨了青藏高原高寒草甸植物根系动态变化特征对不同梯度氮磷添加的响应机制及其与土壤理化特性间的相互关系....     

模拟干旱对藏北高寒草甸植物物候期和生产力的影响

为探究生长季不同时期干旱事件对高寒草甸植物物候期和生产力的影响,采用截雨棚于藏北高寒草甸生长季前期和后期进行为期2年(2016-2017年)的截雨试验.结果表明:1)植物物候期对不同时期干旱处理响应不同,高寒草甸关键物种植物物候期对生长季前期干旱(SE)响应较为敏感,SE会导致植物返青期大幅推迟,生长季长度和繁殖期明显...