高寒草甸表层土壤和优势植物叶片的化学计量特征对降水改变和氮添加的响应

作     者：李红琴 张法伟 仪律北 LI Hong-Qin;ZHANG Fa-Wei;YI Lü-Bei

作者机构：洛阳师范学院生命科学学院河南洛阳471934 中国科学院三江源国家公园研究院西宁810008 国家生态科学数据中心北京100101 中国科学院西北高原生物研究所高原生物适应与进化重点实验室西宁810008 青海省林业和草原局林业碳汇服务中心西宁810008 

出 版 物：《植物生态学报》 (Chinese Journal of Plant Ecology)

年 卷 期：2023年第47卷第7期

页      面：922-931页

核心收录：

学科分类：090503[农学-草业科学] 0909[农学-草学] 0905[农学-畜牧学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

基　　金：国家重点研发计划(2017YFA0604802) 国家生态科学数据中心开放基金项目(NESDC20210203) 中国科学院-青海省人民政府三江源国家公园联合研究专项(LHZX-2020-07) 青海省科技成果转化专项(2020-SF-145) 

主　　题：高寒草甸 降水改变 氮添加 化学计量 优势植物 

摘      要：降水格局改变和氮沉降增加是草地生态系统结构及功能演变的重要影响因素,其对高寒草甸土壤和植物的化学计量的影响存在很大变异,限制了对高寒草甸生态功能预测的准确性。该研究基于祁连山东段南麓高寒草甸降水改变(减雨50%和增雨50%)和氮添加(10 g·m^(-2)·a^(-1))的控制实验平台,分析了2017-2020年表层(0-10 cm)土壤有机碳、全氮、全磷含量和优势植物麻花艽(Gentiana straminea)、垂穗披碱草(Elymus nutans)、黄花棘豆(Oxytropis ochrocephala)和矮生嵩草(Kobresia humilis)的叶片碳(LC)、氮(LN)、磷(LP)和钾(LK)含量等变化,以明晰土壤和植物的化学计量特征对降水改变和氮添加的响应。结果表明,土壤化学计量特征的变异存在显著年际效应,与实验处理无显著关系。地上活体生物量(PB)存在显著的年际差异,并受到氮添加的显著影响。优势物种叶片化学计量特征的变异因物种而异。垂穗披碱草叶片化学计量特征的变化均不显著,属于资源保守型物种,而矮生嵩草的变化显著,敏感性较强。基于处理样地与对照样地每年指标相对变化(Δ)的分析表明,氮添加显著提高了ΔPB达15.6%。降水减少显著降低了黄花棘豆ΔLC达6.8%,增加了矮生嵩草ΔLP达19.8%。研究表明仅氮添加提高了PB,降水减少改变了部分物种LC和LP含量,土壤和植物叶片的化学计量特征变异的年际效应或物种效应大于实验处理效应,凸显了高寒草甸生态系统对降水改变和氮添加响应的复杂性。