降雨氮沉降以及枯落物添加对典型草原羊草化学计量特征的影响
生态化学计量学在探究生态系统以及化学平衡关系中起到了重要的作用。全球气候变暖和人类活动将导致降水增多、氮沉降和枯落物的增加，这会影响到土壤和叶片的化学计量特征的变化。因此我们通过三年外源输入氮、水分和枯落物的实验，探究这三个因素对内蒙古草地上的优势种——羊草叶片中的元素含量以及碳氮磷（C:N:P）比例的影响。实验发现，增加降水、氮和凋落物，鲜叶中的N、P和Mn浓度将会升高进而使得碳氮比（C:N）和碳磷比（C:P）比值降低，然而对于其他化学计量特征的影响并不大。相比之下，这三个因素对枯叶有更强的影响作用，使枯叶中N、K、Mn、Cu、Zn的浓度升高进而使得氮磷比（N:P）显著增加，降低了碳氮比（C:N）。另外，降水的增加对鲜叶影响与枯落物和氮增加产生的影响相比效果并不显著，但对枯叶来说，降水增加不但使枯叶的化学计量特征有显著差异，并能减缓枯落物和氮输入对枯叶产生的影响。造成鲜叶和枯叶的化学计量特征变化不同可能的原因是因为在不同时期对于养分吸收方式不同，在植株生长旺盛期，可通过自身的平衡机制来减弱环境变化带来的影响，而枯叶通过营养吸收以及自身的调节机制改变化学计量特征从而影响土壤的养分归还。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法3
1.1 实验地点 2
1.2 实验方案 3
1.2.1 实验设计3
1.2.2 样品采集 3
1.2.3 样品化学分析3
1.2.4 数据分析4
1.3 技术路线4
2 结果分析 4
2.1 不同处理对土壤养分状况的影响4
2.2 不同处理对鲜叶养分状况及碳氮磷比的影响5
2.3 不同处理对枯叶养分状况及碳氮磷比的影响7
3 讨论 8
3.1 不同处理对土壤养分情况带来的影响和可能因素 8
3.2 不同处理对鲜叶养分情况带来的影响和可能因素 9
3.3 不同处理对枯叶养分情况带来的影响和可能因素 9
4结论 10
致谢 10
参考文献11< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
br /> 降雨、氮沉降和枯落物添加对典型草原羊草化学计量特征的影响
草业科学学生 王冬儿
引言
生态化学计量学在探究生态系统能量平衡和多种化学元素平衡关系中起到了重要的作用，是研究土壤植物相互作用以及元素循环的重要手段[1]。叶片的化学计量特征主要受土壤养分和水分的影响[2,3]。
随着全球气候变暖，降水增加，一方面土壤水分受降水直接影响而上升，另一方面由于氮磷的矿化以及微生物的活动加快，促进了土壤有效水分释放和植物根系的吸收，从而间接提高了土壤速效养分，但降水带来的淋溶作用又会降低土壤有效养分[4,5]。另外土壤呼吸作用也受降水变化影响，土壤呼吸作用是土壤有机碳输出的主要途径，也是生态系统碳循环的重要环节之一，随着降雨强度增加和频率的降低，土壤呼吸异变性增大，有机碳的输出受影响，会进一步影响生态系统的碳循环[6]，这对于土壤养分以及化学计量特征将会产生重大影响。
氮沉降对于土壤的影响也不可忽视。近年来，由于人为活动例如矿物燃料燃烧、含氮化物的生产和施用以及人口增长和畜牧业发展等原因，人类向大气中氮的排放增加。同时，为了粮食的稳产和增产，我国对氮肥料的消耗也高居世界首位（每年我国的N肥料使用量高达24 Tg，约占世界N肥料总量的三分之一），因此我国逐渐成为N沉降最为严重的地区之一。这些因素共同作用下导致土壤的氮输入增加，在增加了土壤中的速效氮、速效锰（Mn）和速效铝（Al）[7]的同时降低了土壤中的速效钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）。土壤是陆地生态系统的碳库，因为全球约3/4的陆地碳存储于土壤中，N沉降不利于土壤中腐殖质的分解，而腐殖质的分解可以提高土壤中的碳储量，这个过程对土壤的碳氮磷比以及土壤和叶片的化学计量特征都产生了影响。另外，全球温室效应也会影响到氮在土壤和植物体内化学计量特征的作用。
草地作为世界上分布最为广泛的陆地生态系统之一，面积占到全球天然植被面积的32%，对气候变化的反馈起着重要的作用。而枯落物又是草地生态系统中的重要组成部分，在陆地生态系统中，90%以上地上部分的净生产量是通过枯落物的方式返回地表。枯落物既是分解者物质和能量的主要来源，又是将生产者和消费者两个环节联系起来的主要媒介，其主要的生态意义在于通过分解死去的有机体将其营养元素归还给土壤，完成生态系统内营养元素的物质循环[8,9]。另外，随着大气CO2浓度上升和全球变暖，土壤养分和水分增加会导致植物生产力提高，枯落物的产量也因此增加。枯落物的质量增加反馈到土壤养分，会更有助于保持土壤水分[9,11]。枯落物以土壤养分循环的方式，对气候变化的反馈调节起到了重大的作用。
氮沉降、降水和枯落物增加这三个因素对土壤和叶片化学计量特征作用是相互影响的。在氮沉降增加的情况下，短期之内会提高植物产量，改变草原植物群落组成和结构，并对土壤酶活力产生影响，这些都会使得枯落物的化学组成发生改变，进而影响枯落物的分解和后期土壤养分；降水增加产生的淋溶作用会直接影响土壤养分和碳循环，同时这二者在枯落叶的分解过程也起到了重大作用，而枯落叶的分解是影响土壤养分循环与化学计量特征变化的主要因素之一。因此，面对全球气候变化和人类频繁活动给环境带来的影响，我们需要通过实验来探究这三个因素对于土壤和叶片化学计量特征的共同作用，了解其相互影响方式。
以往相关研究表明，在氮输入增加的情况下鲜叶和枯叶中N含量增加，但叶片中P含量几乎没有受到影响，因此叶片中的C：N比值降低，N：P比值升高[1215]；凋落物的添加使得鲜叶中N和P的含量都有显著提高[16]；降水量的增加降低了鲜叶中的N含量，同时植物生长速率的提高增加了P含量，使N/P比率降低[13]。我们在已有关于增加降水、氮输入以及凋落物对鲜叶化学计量特征影响[16]的研究基础上，结合凋落物添加和氮输入的预实验分析这三者的共同作用以及影响因素发现，氮和凋落物的增加在鲜叶化学计量特征中是有添加效应的，且增加降水能够加快植物生长速率[18]。而枯叶的化学计量特征的变化，主要受到了鲜叶中营养物质状态和土壤环境的改变[15,19]，以及植株发生变化的营养吸收方式的影响。因此增加降水、氮输入和枯落物对枯叶的化学计量特征的影响是复杂的。但现如今我们对于其他植物生长必需的大量元素（K、Ca、Mg）和植物中的微量元素（Fe、Cu、Zn、Na、Al、Mn）受全球气候驱动因子的影响的了解仍然很少。 此外，这三个因素对于草地的作用是相加的，协同的或对立的，仍然存在争议[13,17]。
因此，我们通过试验研究降水、凋落物以及外源氮输入对内蒙古草原上具有重要的生态和经济价值的优势种——羊草叶片（鲜叶和枯叶）和土壤的影响。具体来说，我们通过测得土壤和羊草叶片的常量元素（C、N、P、K、Mg、Ca、Na）和微量元素（Fe、Cu、Mn、Zn、Al）的浓度，来分析这三个因素对这些元素和C：N：P比值的影响。
目录
摘要1
关键词1
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Key words1
引言1
1 材料与方法3
1.1 实验地点 2
1.2 实验方案 3
1.2.1 实验设计3
1.2.2 样品采集 3
1.2.3 样品化学分析3
1.2.4 数据分析4
1.3 技术路线4
2 结果分析 4
2.1 不同处理对土壤养分状况的影响4
2.2 不同处理对鲜叶养分状况及碳氮磷比的影响5
2.3 不同处理对枯叶养分状况及碳氮磷比的影响7
3 讨论 8
3.1 不同处理对土壤养分情况带来的影响和可能因素 8
3.2 不同处理对鲜叶养分情况带来的影响和可能因素 9
3.3 不同处理对枯叶养分情况带来的影响和可能因素 9
4结论 10
致谢 10
参考文献11< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
br /> 降雨、氮沉降和枯落物添加对典型草原羊草化学计量特征的影响
草业科学学生 王冬儿
引言
生态化学计量学在探究生态系统能量平衡和多种化学元素平衡关系中起到了重要的作用，是研究土壤植物相互作用以及元素循环的重要手段[1]。叶片的化学计量特征主要受土壤养分和水分的影响[2,3]。
随着全球气候变暖，降水增加，一方面土壤水分受降水直接影响而上升，另一方面由于氮磷的矿化以及微生物的活动加快，促进了土壤有效水分释放和植物根系的吸收，从而间接提高了土壤速效养分，但降水带来的淋溶作用又会降低土壤有效养分[4,5]。另外土壤呼吸作用也受降水变化影响，土壤呼吸作用是土壤有机碳输出的主要途径，也是生态系统碳循环的重要环节之一，随着降雨强度增加和频率的降低，土壤呼吸异变性增大，有机碳的输出受影响，会进一步影响生态系统的碳循环[6]，这对于土壤养分以及化学计量特征将会产生重大影响。
氮沉降对于土壤的影响也不可忽视。近年来，由于人为活动例如矿物燃料燃烧、含氮化物的生产和施用以及人口增长和畜牧业发展等原因，人类向大气中氮的排放增加。同时，为了粮食的稳产和增产，我国对氮肥料的消耗也高居世界首位（每年我国的N肥料使用量高达24 Tg，约占世界N肥料总量的三分之一），因此我国逐渐成为N沉降最为严重的地区之一。这些因素共同作用下导致土壤的氮输入增加，在增加了土壤中的速效氮、速效锰（Mn）和速效铝（Al）[7]的同时降低了土壤中的速效钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）。土壤是陆地生态系统的碳库，因为全球约3/4的陆地碳存储于土壤中，N沉降不利于土壤中腐殖质的分解，而腐殖质的分解可以提高土壤中的碳储量，这个过程对土壤的碳氮磷比以及土壤和叶片的化学计量特征都产生了影响。另外，全球温室效应也会影响到氮在土壤和植物体内化学计量特征的作用。
草地作为世界上分布最为广泛的陆地生态系统之一，面积占到全球天然植被面积的32%，对气候变化的反馈起着重要的作用。而枯落物又是草地生态系统中的重要组成部分，在陆地生态系统中，90%以上地上部分的净生产量是通过枯落物的方式返回地表。枯落物既是分解者物质和能量的主要来源，又是将生产者和消费者两个环节联系起来的主要媒介，其主要的生态意义在于通过分解死去的有机体将其营养元素归还给土壤，完成生态系统内营养元素的物质循环[8,9]。另外，随着大气CO2浓度上升和全球变暖，土壤养分和水分增加会导致植物生产力提高，枯落物的产量也因此增加。枯落物的质量增加反馈到土壤养分，会更有助于保持土壤水分[9,11]。枯落物以土壤养分循环的方式，对气候变化的反馈调节起到了重大的作用。
氮沉降、降水和枯落物增加这三个因素对土壤和叶片化学计量特征作用是相互影响的。在氮沉降增加的情况下，短期之内会提高植物产量，改变草原植物群落组成和结构，并对土壤酶活力产生影响，这些都会使得枯落物的化学组成发生改变，进而影响枯落物的分解和后期土壤养分；降水增加产生的淋溶作用会直接影响土壤养分和碳循环，同时这二者在枯落叶的分解过程也起到了重大作用，而枯落叶的分解是影响土壤养分循环与化学计量特征变化的主要因素之一。因此，面对全球气候变化和人类频繁活动给环境带来的影响，我们需要通过实验来探究这三个因素对于土壤和叶片化学计量特征的共同作用，了解其相互影响方式。
以往相关研究表明，在氮输入增加的情况下鲜叶和枯叶中N含量增加，但叶片中P含量几乎没有受到影响，因此叶片中的C：N比值降低，N：P比值升高[1215]；凋落物的添加使得鲜叶中N和P的含量都有显著提高[16]；降水量的增加降低了鲜叶中的N含量，同时植物生长速率的提高增加了P含量，使N/P比率降低[13]。我们在已有关于增加降水、氮输入以及凋落物对鲜叶化学计量特征影响[16]的研究基础上，结合凋落物添加和氮输入的预实验分析这三者的共同作用以及影响因素发现，氮和凋落物的增加在鲜叶化学计量特征中是有添加效应的，且增加降水能够加快植物生长速率[18]。而枯叶的化学计量特征的变化，主要受到了鲜叶中营养物质状态和土壤环境的改变[15,19]，以及植株发生变化的营养吸收方式的影响。因此增加降水、氮输入和枯落物对枯叶的化学计量特征的影响是复杂的。但现如今我们对于其他植物生长必需的大量元素（K、Ca、Mg）和植物中的微量元素（Fe、Cu、Zn、Na、Al、Mn）受全球气候驱动因子的影响的了解仍然很少。 此外，这三个因素对于草地的作用是相加的，协同的或对立的，仍然存在争议[13,17]。
因此，我们通过试验研究降水、凋落物以及外源氮输入对内蒙古草原上具有重要的生态和经济价值的优势种——羊草叶片（鲜叶和枯叶）和土壤的影响。具体来说，我们通过测得土壤和羊草叶片的常量元素（C、N、P、K、Mg、Ca、Na）和微量元素（Fe、Cu、Mn、Zn、Al）的浓度，来分析这三个因素对这些元素和C：N：P比值的影响。
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