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高寒草甸植物—土壤对短期不同植物功能群丧失的响应

田红  
【摘要】:本研究以青藏高原东部高寒草甸天然草甸为研究对象,通过人工去除不同植物功能群模拟植物多样性丧失,以施氮肥模拟大气氮沉降,测量并分析地上植物群落指标和土壤理化性质指标以及土壤线虫数量、土壤细菌多样性指数2个指示性指标,研究植物和土壤生态系统对短期内的植物功能群丧失的响应,从而为高寒草甸地区草地资源的合理利用与保护管理提供一些理论上指导;同时对高寒草甸的生物多样性的保护、促进退化生态系统功能的重建和退化草地的恢复提供一定的理论依据。 试验结论主要如下: (1)植物功能群丧失后,高寒草甸植物群落植被盖度、物种丰富度和生物量都受不同程度的影响并且减少。相对于去除其他植物功能群处理,去除非禾草科植物群落时,植物地上部分各个指标均为最低,说明非禾草植物是优势植物功能群,其对高寒草甸的植物多样性和生产力有着显著的影响。 (2)不同植物功能群的丧失对土壤有机质、土壤水分、土壤pH没有显著的影响,但对速效氮尤其是硝态氮影响显著,植物功能群间存在生态位的分化,同时也说明土壤对短期的不同植物功能群的丧失有一定的抵抗力,或者土壤对短期的不同植物功能群的丧失响应可能存在一定的时间滞后性。另外也表明施肥初期禾本科植物对硝态氮的吸收和利用高于其他植物,施肥后期非禾草科植物占优势。 (3)短期植物多样性的丧失显著的影响高寒草甸区的土壤线虫数量和土壤细菌多样性。尤其是去除禾本科功能群时,土壤线虫数量和细菌多样性均为最少,说明在高寒草甸区的植物功能群中禾本科功能群是关键功能群。 (4)相关性分析表明:地上生物量与植被盖度、物种丰富度三者均与土壤铵态氮含量呈显著正相关(P<0.05)和极显著正相关(P<0.01);地上生物量与土壤线虫的数量呈极显著正相关(P<0.05)。说明植物功能群的丧失通过直接影响地上植物群落的特征而间接影响土壤中速效氮的含量,同时土壤中速效氮的含量也对地上植物群落的特征起主导性的控制作用。土壤中有机质和硝态氮的含量直接影响土壤线虫的数量,同时土壤线虫通过参加有机质的分解和氮元素的矿化影响土壤的肥力和土壤生产力。


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