青藏高原东部高寒草甸植物群落常见物种对不同np的响应
摘要：全球氮沉降可能使青藏高原高寒草甸植物群落从氮限制转变为磷限制，进而改变物种组成及生物多样性，但关于不同N:P对植物群落影响的研究还很缺乏。本实验选取青藏高原东部高寒草甸植物群落中常见的8个物种为研究对象，采用5种不同N:P处理，即15:1、1.7:1（N减少）、1.7:1（P增加）、135:1（N增加）和135:1（P减少）进行盆栽种植，通过比较植物表型的差异，研究不同物种对N:P比处理的响应。结果表明：1）黄帚槖吾、展毛翠雀、瑞苓草、重冠紫苑、垂穗披碱草对地下部对磷添加响应比氮添加更为敏感；2）低氮磷比磷添加的条件下使除垂穗披碱草以外的物种生物量分配更倾向于地下部。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1材料2
1.1.1 植物种子2
1.1.2 试验试剂以及仪器3
1.2 试验方法 3
1.2.1 育苗3
1.2.2 培养3
1.2.3 根长测定3
1.2.3 叶面积测定3
1.2.3 地上/地下生物量测定 3
1.3 技术路线4
2 结果与分析4
2.1 不同物种根长对不同氮磷比的响应5
2.2 不同物种叶面积对不同氮磷比的响应6
2.3 不同物种地上部分生物量对不同氮磷比的响应7
2.4 不同物种地下部分生物量对不同氮磷比的响8
2.5 不同处理对根冠比的影响9
3 讨论10
3.1 不同物种地下部对不同N:P的响应10
3.2 不同物种地上部对不同N:P的响应10
3.3 不同物种根冠比对不同N:P的响应10
致谢 10
参考文献 11
附件7 13
附件8 14
附件9 15
青藏高原东部高寒草甸植物群落中常见物种
对不同N:P的响应
引言
引言 自19世纪工业革命
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
以来，在全球范围内由经济和工业行为造成的氮排放现象与日俱增，从而加剧了全球生态系统的大气氮沉降[1]对于整个陆地生态系统，近几十年人为添加的氮素的沉降大大提高了氮素相对于其他元素的可利用性。因此，某些情况下，先前处于氮素限制条件下的植被在被提供了过度的氮后转换为受到磷或其他矿质元素的限制[2]。氮、磷作为植物生长、发育所需的大量元素，由于氮沉降引起的氮、磷资源比例和资源水平的改变共同影响着生态系统中营养结构变化、生物多样性和生物地球化学循环[3,4]。
目前，关于大气氮沉降的研究大多关注在氮素作为肥料、污染物或胁迫因子对自然和半自然植被的影响[5]，而因高浓度的氮沉降所引起的磷素的缺乏最近才被探究。在温带和寒带森林首次发现了氮的过度饱和对生态系统功能群所造成的负面影响[6]，之后在许多非森林群落也发现有类似显著的影响[7,8,9]。湿地植物对过量氮素的生理响应已经被广泛研究，但是只有少量的研究考虑到磷素缺乏对氮素缺乏的具体响应。Keddy等在短期的实验中发现，氮素限制比磷素限制对幼苗生物量减少的影响更显著[10]。相反的在长期实验中植物所表现出的对磷素的缺乏比对氮素的缺乏的响应更显著，例如增加了死亡率[11]和损害了植物的繁殖[12]。在长期的田间试验中，优势物种的替换和物种丰度的改变等现象观察表明不同物种对不同N：P的响应不同[13]。
青藏高原是具有全球意义的一个脆弱的生态系统，尽管土壤中储存着大量的氮素和磷素,特别是有机氮和有机磷,但是由于其多变而极端的气候、多种多样的自然灾害以及高海拔，有机氮、磷矿化作用比较低, 可利用氮、磷含量仅占土壤全氮、全磷含量的1%左右, 植物的生长极有可能受到可利用氮、磷的限制 [14]。近年来，青藏高原还面临着过度放牧、退草还耕等人为作用，从而造成物种栖息地的破坏、草场沙漠化和植物物种丧失，大大降低了生态系统稳定性。因此，日益增加的大气氮沉降必将会对亚高寒草甸植物群落物种多样性造成一定影响。
本实验拟通过青藏高原高寒草甸植物群落常见物种在不同N、P比例养分条件下生长、生理响应等进行分析，揭示不同青藏高原草甸常见物种对N、P比响应的特异性及植物对N、P吸收之间的相互限制关系。本实验有助于探究物种多样性在干扰体系下的维持、变化机理,更利于人类从N、P添加的角度解释植物群落结构的变化进而可以通过施肥的手段对其进行有益的调控，从而对草地生态系统进行修复和重建，对草地生态环境做出改善。
1．材料与方法
1.1材料
1．1．1植物种子大大本试验所用植物种子来源：甘南藏族自治州，位于中国甘肃省西南部（东经100°46′~104°44′，北纬33°06′~36°10′之间），地处青藏高原东北边缘与黄土高原西部过度地段。海拔2960米，平均气温1.7℃，年均降水量约545 mm，年均蒸发量1200 mm，无霜期短，日照时间时长，典型的大陆性气候。
该地属亚高寒湿润区，植被属亚高寒草甸类型。植被优势种主要有禾本科、莎草科、豆科、毛黃科、菊科等。早期通过萌发率试验从23个物种中选出生育期较为一致，萌发率高的8个物种，分别为：冷地早熟禾 (Poacrymophila Keng.）、垂穗披碱草（Elymus nutans Griseb.）重冠紫菀 (Aster diplostephioides.)、 瑞苓草（Saussurea nigrescens Max）、展毛翠雀(Delphinium kamaonense var.glabrescens.)、长毛风毛菊（Saussurea hieracioides Hook.f.）、洽草（Koeleria macrantha Schult.）、黄帚槖吾（Ligularia virgaurea.）。
1.1.2 试验试剂以及仪器大大试验试剂：Ca(NO3)24H2O（分析纯）；KNO3（分析纯）；NH4NO3（分析纯）；MgSO4（分析纯）；FeSO47H2O（分析纯）；乙二胺四乙酸二钠（EDTA.Na）（分析纯）；硼 酸（分析纯）；MnSO4（分析纯）；ZnSO4（分析纯）；pH4.01(25℃)标准缓冲溶液；pH6.87(25℃)标准缓冲溶液；蒸馏水。
pH计；pH玻璃电极；电子天平；105 ℃烘箱。
根系扫描分析仪（EPSON 1640XL Win RHIZO）；叶面扫描仪（LI3100C）。
表1. 实验植物名录
Table 1. The list of experiment plant species
名称
科目
拉丁学名
冷地早熟禾
禾本科
Poa crymophila Keng
重冠紫菀
菊科
Aster diplostephioides
瑞苓草
菊科
Saussurea nigrescens Maxim
展毛翠雀
毛茛科
Delphinium kamaonense var. glabrescens
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1材料2
1.1.1 植物种子2
1.1.2 试验试剂以及仪器3
1.2 试验方法 3
1.2.1 育苗3
1.2.2 培养3
1.2.3 根长测定3
1.2.3 叶面积测定3
1.2.3 地上/地下生物量测定 3
1.3 技术路线4
2 结果与分析4
2.1 不同物种根长对不同氮磷比的响应5
2.2 不同物种叶面积对不同氮磷比的响应6
2.3 不同物种地上部分生物量对不同氮磷比的响应7
2.4 不同物种地下部分生物量对不同氮磷比的响8
2.5 不同处理对根冠比的影响9
3 讨论10
3.1 不同物种地下部对不同N:P的响应10
3.2 不同物种地上部对不同N:P的响应10
3.3 不同物种根冠比对不同N:P的响应10
致谢 10
参考文献 11
附件7 13
附件8 14
附件9 15
青藏高原东部高寒草甸植物群落中常见物种
对不同N:P的响应
引言
引言 自19世纪工业革命
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
以来，在全球范围内由经济和工业行为造成的氮排放现象与日俱增，从而加剧了全球生态系统的大气氮沉降[1]对于整个陆地生态系统，近几十年人为添加的氮素的沉降大大提高了氮素相对于其他元素的可利用性。因此，某些情况下，先前处于氮素限制条件下的植被在被提供了过度的氮后转换为受到磷或其他矿质元素的限制[2]。氮、磷作为植物生长、发育所需的大量元素，由于氮沉降引起的氮、磷资源比例和资源水平的改变共同影响着生态系统中营养结构变化、生物多样性和生物地球化学循环[3,4]。
目前，关于大气氮沉降的研究大多关注在氮素作为肥料、污染物或胁迫因子对自然和半自然植被的影响[5]，而因高浓度的氮沉降所引起的磷素的缺乏最近才被探究。在温带和寒带森林首次发现了氮的过度饱和对生态系统功能群所造成的负面影响[6]，之后在许多非森林群落也发现有类似显著的影响[7,8,9]。湿地植物对过量氮素的生理响应已经被广泛研究，但是只有少量的研究考虑到磷素缺乏对氮素缺乏的具体响应。Keddy等在短期的实验中发现，氮素限制比磷素限制对幼苗生物量减少的影响更显著[10]。相反的在长期实验中植物所表现出的对磷素的缺乏比对氮素的缺乏的响应更显著，例如增加了死亡率[11]和损害了植物的繁殖[12]。在长期的田间试验中，优势物种的替换和物种丰度的改变等现象观察表明不同物种对不同N：P的响应不同[13]。
青藏高原是具有全球意义的一个脆弱的生态系统，尽管土壤中储存着大量的氮素和磷素,特别是有机氮和有机磷,但是由于其多变而极端的气候、多种多样的自然灾害以及高海拔，有机氮、磷矿化作用比较低, 可利用氮、磷含量仅占土壤全氮、全磷含量的1%左右, 植物的生长极有可能受到可利用氮、磷的限制 [14]。近年来，青藏高原还面临着过度放牧、退草还耕等人为作用，从而造成物种栖息地的破坏、草场沙漠化和植物物种丧失，大大降低了生态系统稳定性。因此，日益增加的大气氮沉降必将会对亚高寒草甸植物群落物种多样性造成一定影响。
本实验拟通过青藏高原高寒草甸植物群落常见物种在不同N、P比例养分条件下生长、生理响应等进行分析，揭示不同青藏高原草甸常见物种对N、P比响应的特异性及植物对N、P吸收之间的相互限制关系。本实验有助于探究物种多样性在干扰体系下的维持、变化机理,更利于人类从N、P添加的角度解释植物群落结构的变化进而可以通过施肥的手段对其进行有益的调控，从而对草地生态系统进行修复和重建，对草地生态环境做出改善。
1．材料与方法
1.1材料
1．1．1植物种子大大本试验所用植物种子来源：甘南藏族自治州，位于中国甘肃省西南部（东经100°46′~104°44′，北纬33°06′~36°10′之间），地处青藏高原东北边缘与黄土高原西部过度地段。海拔2960米，平均气温1.7℃，年均降水量约545 mm，年均蒸发量1200 mm，无霜期短，日照时间时长，典型的大陆性气候。
该地属亚高寒湿润区，植被属亚高寒草甸类型。植被优势种主要有禾本科、莎草科、豆科、毛黃科、菊科等。早期通过萌发率试验从23个物种中选出生育期较为一致，萌发率高的8个物种，分别为：冷地早熟禾 (Poacrymophila Keng.）、垂穗披碱草（Elymus nutans Griseb.）重冠紫菀 (Aster diplostephioides.)、 瑞苓草（Saussurea nigrescens Max）、展毛翠雀(Delphinium kamaonense var.glabrescens.)、长毛风毛菊（Saussurea hieracioides Hook.f.）、洽草（Koeleria macrantha Schult.）、黄帚槖吾（Ligularia virgaurea.）。
1.1.2 试验试剂以及仪器大大试验试剂：Ca(NO3)24H2O（分析纯）；KNO3（分析纯）；NH4NO3（分析纯）；MgSO4（分析纯）；FeSO47H2O（分析纯）；乙二胺四乙酸二钠（EDTA.Na）（分析纯）；硼 酸（分析纯）；MnSO4（分析纯）；ZnSO4（分析纯）；pH4.01(25℃)标准缓冲溶液；pH6.87(25℃)标准缓冲溶液；蒸馏水。
pH计；pH玻璃电极；电子天平；105 ℃烘箱。
根系扫描分析仪（EPSON 1640XL Win RHIZO）；叶面扫描仪（LI3100C）。
表1. 实验植物名录
Table 1. The list of experiment plant species
名称
科目
拉丁学名
冷地早熟禾
禾本科
Poa crymophila Keng
重冠紫菀
菊科
Aster diplostephioides
瑞苓草
菊科
Saussurea nigrescens Maxim
展毛翠雀
毛茛科
Delphinium kamaonense var. glabrescens
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