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模拟增温与施氮对羊草草原植物群落结构及生物量的影响

刘思雅  
【摘要】: 作为全球变化的两大突出现象,气候变暖与氮素沉降已经成为全球生态学的两项重大课题。本文采用红外线辐射器在野外模拟增温和直接施氮的方法,研究了全球变暖和氮素沉降对松嫩草原羊草群落结构、生物量及优势种物候特征的影响。结果表明,松嫩草原羊草群落优势种重要值的顺序是:羊草、全叶马兰、寸草苔、芦苇。在整个观测期内,进行增温、施氮、增温+施氮交互处理后,羊草重要值的季节变化呈先下降后上升的趋势,而全叶马兰、寸草苔和芦苇的重要值季节变化则正好相反,均呈先上升后下降的趋势。在温度较低、雨水相对不足的月份,羊草重要值随时间逐渐减小,而其他物种重要值则增加,群落的物种数目不断增多,多样性指数相应变大。模拟增温对优势种的生长起抑制作用,对群落的物种数目和多样性指数均有显著的促进作用,而人工施氮的效应则恰好相反。在温度较高、雨水充沛的月份,人工施氮能显著促进羊草生长,使其重要值明显增加,从而提高羊草在群落中的竞争力,使群落物种数目变少,进而影响多样性指数,使多样性指数大大降低,同时亦使群落的均匀度显著下降。二者的交互作用在整个生长季内对羊草群落结构的影响与人工施氮类似。 物候期的研究结果表明,增温处理和施氮处理后的羊草物候期分数,从6月3同到6月26日均比对照低,而从7月4日到8月5日比对照高,即增温和施氮使羊草的抽穗期延后,种子发育期提前,植株的生长期相对缩短。全叶马兰的物候期分数与对照相比,从6月26日到8月14日,增温处理和增温+施氮交互处理后的物候分数比对照略高,即其物候期整体提前,而施氮处理后的物候期分数则是从6月26日到7月18日比对照稍有增加,即其生长期提前。 整个观测期内,在气温较低的生长季前期,人工施氮对地上生物量的促进效应比较明显,同时模拟增温对地下净生物量的增加起着促进作用。在温度较高、降水比较丰富的月份,模拟增温主要促进地上生物量的增加,而人工施氮则对地下净生物量的增加有显著效应。温度、氮素以及降水这些因素综合影响着羊草群落地上、地下生物量。


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