不同形式的氮沉降对草地植物多样性和生产力的影响
日益增加的氮沉降严重影响草地生态系统的生产力和多样性，以往研究主要采用单一氮源(有机或无机氮)，而氮沉降中既有机氮也有无机氮。因此，本研究在内蒙古自治区呼伦贝尔市的特尼河研究站（49°32′～49°34′N,119°94′～119°96′E)开展了氮沉降模拟实验，来研究草地植物多样性和生产力对不同形式的氮沉降（无机态氮采用NH4NO3，有机态氮采用尿素和氨基乙酸）的响应。由于当年生长期的降水量与往年同期相比减少40%以上[1]，实验结果表明施加高含量的不同形式的氮显著提高土壤硝态氮和铵态氮含量，在高施肥量下，当无机氮和有机氮比为8:2时，土壤可利用氮增加尤为显著，而且高于其它相同施加量的处理；但是氮肥施加对土壤pH无显著影响。氮添加对植物多样性和生产力的影响均不显著，但显著提高了几种优势种植物的氮含量，在低氮施入情况下，无机和有机氮比为9:1时对其中两种优势种的氮含量影响显著高于其它处理，但是高氮输入下，无显著差异。该研究结果可能是由于模拟氮沉降的效应时间过短，也可能反映了生态系统对氮沉降的响应受土壤水分的影响。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words 2
引言2
材料与方法3
试验地概况3
实验处理4
1.3 样品的采集和预处理4
1.4 指标的测定和化学分析4
1.5数据处理5
1.6技术路线图5
2 结果与分析 5
2．1 不同处理条件下土壤可利用养分的变化5
2．2 不同处理条件下植物氮含量的变化7
2．3 不同处理条件下植物多样性的变化8
2．4 不同处理条件下土壤pH的变化9
2．5 不同处理条件下生产力的变化10
3 讨论10
3．1 不同形式的氮沉降对植物多样性和生产力的影响10
3．2 不同形式的氮沉降对土壤理化性质和可利用养分的影响11
3．3 研究不同形式的氮沉降下植物多样性、生产力和土壤理化性质的意义
12
致谢13
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
主要参考文献13
不同形式的氮沉降对草地植物多样性和生产力的影响
引言
在能源和食品需求的驱使下，全球范围内人类创造的活性氮，已经从1860年的15Tg上升到2005年的187Tg[2]。大量的活性氮通过干湿沉降的方式进入到陆地生态系统，给陆地生态系统带来的严重的影响，成为近年来研究关注的焦点问题之一。因而有很多科学工作者研究了氮沉降对植被群落多样性变化的影响[35]。这些研究多数采用单一氮源（有机氮或无机氮），但是，氮沉降中既有有机氮也有无机氮，而且有机氮的比例逐渐升高，该情况在我国显得尤为突出（有机氮占总氮沉降的比例最高达到70%）[6]。然而，不同的有机氮和无机氮混合如何影响植物多样性以及生产力尚未清楚
我国草原覆盖约41.7％的总领土，是我国境内最大的陆地生态系统，也是我国草产品生产和畜牧业生产的基地。由于过度放牧和不合理的开垦导致我国天然草地生产力降低，发生了不同程度的退化，而逐渐增强的氮沉降加速草地的退化[7]。氮沉降通过影响土壤理化性质和可利用养分，从而影响草地植物的多样性和生产力。
氮沉降的输入会使土壤可利用氮（N）增加，会引起土壤累积过多的氢离子（H+），导致土壤的酸化；而土壤会释放一些碱性阳离子，例如钙（Ca2+）、镁（Mg2+）和钾（K+）等，来缓冲氮输入带来的H+。这些失去土壤胶体束缚的阳离子一旦遇到降雨，会随着雨水一起淋溶到地下水中。一旦土壤中这些阳离子耗尽，土壤会释放一些酸性阳离子铝（Al3+）、锰（Mn2+）和铁（Fe3+）等来缓冲持续增加的氮沉降引起土壤的酸化，导致土壤出现铝毒和锰毒。与此同时，氮的淋溶还伴随着土壤K、Ca和Mg等元素含量的降低[8, 9]。而不同形态的氮输入对于土壤的理化性质可能有不同影响。Guo等人（2010）的研究显示，有机氮和无机氮的添加都降低土壤的pH,促进土壤的酸化,但是无机氮的作用强度明显强于有机氮[10]。而Tian等人的研究表明，尿素（有机氮）和NH4NO3比NH4+更能促进土壤的酸化。同时Tian等人的分析还表明，氮的添加促进草地生态系统的酸化，而对阔叶林无显著影响。土壤pH的改变必然会带来土壤养分的改变。由于氮沉降中既有无机又有无机氮，那么它们比例的变化将如何影响草甸草地土壤的理化性质？该问题尚未明确。
土壤理化性质的改变可能会影响植物对不同氮的吸收，进而影响植物养分吸收和生长发育，Gahoonia（1992）和Tang（2011)等人的研究表明植物对于NH4+的吸收会释放H+导致根际周围酸性增加，而对N03的吸收释放羟基，导致根际周围碱性增强。Miller（1974）和 Marschner（2012）的研究表明铵态氮通过的酸化根际周围的土壤，提高植物P的摄取。除了N和P以外,其它营养元素也在植物的生长发挥着重要作用。根据李比希最小因子定律，植物体内任意营养元素相对含量发生降低都会影响植物的正常生长。因而，养分的化学计量比的平衡对于植物的正常生长非常重要[11]。所以关注不同形式的氮沉降给土壤中可利用养分带来的影响，对预测植物的生长发育和产量变化就显得尤为重要。
已有研究表明，氮沉降导致植物物种多样性的降低[12]。氮的添加使群落中喜氮植物能够快速生长，导致群落之间光的竞争加剧，不适宜的物种消失。氮的添加还会不仅会导致土壤氮的增加，还会导致毒性元素的释放和其它元素的缺乏，这些养分资源的变化也会导致物种多样的变化。例如，Tian（2015）的研究表明,禾本草和双子叶非本科草对于氮沉降诱导的土壤重金属的增加具有不同的敏感性，进而导致双子叶非本科草的降低。同时，植物本身对于氮素的利用是存在分化，不同的物种对于不同氮有不同的喜好。王文颖（2014）高寒藏嵩草草甸7种植物对土壤氮素利用的多元化特征研究表明：草地早熟禾偏好吸收土壤有机态氮，冷地早熟禾和雅毛茛喜欢吸收土壤无机的铵态氮强，溚草偏好吸收土壤无机硝态氮。Gao等人（2014）对青藏高原湿地三种优势种氮利用的研究发现，三种优势种对于土壤的不同形式氮的利用存在差异。在氮沉降种氮形式变化下，物种有机无机氮利用的分化会引起群落结构的改变。那么氮沉降种有机氮和无机氮组成的变化对于草地植物多样性的影响是怎样还有待于探讨。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words 2
引言2
材料与方法3
试验地概况3
实验处理4
1.3 样品的采集和预处理4
1.4 指标的测定和化学分析4
1.5数据处理5
1.6技术路线图5
2 结果与分析 5
2．1 不同处理条件下土壤可利用养分的变化5
2．2 不同处理条件下植物氮含量的变化7
2．3 不同处理条件下植物多样性的变化8
2．4 不同处理条件下土壤pH的变化9
2．5 不同处理条件下生产力的变化10
3 讨论10
3．1 不同形式的氮沉降对植物多样性和生产力的影响10
3．2 不同形式的氮沉降对土壤理化性质和可利用养分的影响11
3．3 研究不同形式的氮沉降下植物多样性、生产力和土壤理化性质的意义
12
致谢13
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主要参考文献13
不同形式的氮沉降对草地植物多样性和生产力的影响
引言
在能源和食品需求的驱使下，全球范围内人类创造的活性氮，已经从1860年的15Tg上升到2005年的187Tg[2]。大量的活性氮通过干湿沉降的方式进入到陆地生态系统，给陆地生态系统带来的严重的影响，成为近年来研究关注的焦点问题之一。因而有很多科学工作者研究了氮沉降对植被群落多样性变化的影响[35]。这些研究多数采用单一氮源（有机氮或无机氮），但是，氮沉降中既有有机氮也有无机氮，而且有机氮的比例逐渐升高，该情况在我国显得尤为突出（有机氮占总氮沉降的比例最高达到70%）[6]。然而，不同的有机氮和无机氮混合如何影响植物多样性以及生产力尚未清楚
我国草原覆盖约41.7％的总领土，是我国境内最大的陆地生态系统，也是我国草产品生产和畜牧业生产的基地。由于过度放牧和不合理的开垦导致我国天然草地生产力降低，发生了不同程度的退化，而逐渐增强的氮沉降加速草地的退化[7]。氮沉降通过影响土壤理化性质和可利用养分，从而影响草地植物的多样性和生产力。
氮沉降的输入会使土壤可利用氮（N）增加，会引起土壤累积过多的氢离子（H+），导致土壤的酸化；而土壤会释放一些碱性阳离子，例如钙（Ca2+）、镁（Mg2+）和钾（K+）等，来缓冲氮输入带来的H+。这些失去土壤胶体束缚的阳离子一旦遇到降雨，会随着雨水一起淋溶到地下水中。一旦土壤中这些阳离子耗尽，土壤会释放一些酸性阳离子铝（Al3+）、锰（Mn2+）和铁（Fe3+）等来缓冲持续增加的氮沉降引起土壤的酸化，导致土壤出现铝毒和锰毒。与此同时，氮的淋溶还伴随着土壤K、Ca和Mg等元素含量的降低[8, 9]。而不同形态的氮输入对于土壤的理化性质可能有不同影响。Guo等人（2010）的研究显示，有机氮和无机氮的添加都降低土壤的pH,促进土壤的酸化,但是无机氮的作用强度明显强于有机氮[10]。而Tian等人的研究表明，尿素（有机氮）和NH4NO3比NH4+更能促进土壤的酸化。同时Tian等人的分析还表明，氮的添加促进草地生态系统的酸化，而对阔叶林无显著影响。土壤pH的改变必然会带来土壤养分的改变。由于氮沉降中既有无机又有无机氮，那么它们比例的变化将如何影响草甸草地土壤的理化性质？该问题尚未明确。
土壤理化性质的改变可能会影响植物对不同氮的吸收，进而影响植物养分吸收和生长发育，Gahoonia（1992）和Tang（2011)等人的研究表明植物对于NH4+的吸收会释放H+导致根际周围酸性增加，而对N03的吸收释放羟基，导致根际周围碱性增强。Miller（1974）和 Marschner（2012）的研究表明铵态氮通过的酸化根际周围的土壤，提高植物P的摄取。除了N和P以外,其它营养元素也在植物的生长发挥着重要作用。根据李比希最小因子定律，植物体内任意营养元素相对含量发生降低都会影响植物的正常生长。因而，养分的化学计量比的平衡对于植物的正常生长非常重要[11]。所以关注不同形式的氮沉降给土壤中可利用养分带来的影响，对预测植物的生长发育和产量变化就显得尤为重要。
已有研究表明，氮沉降导致植物物种多样性的降低[12]。氮的添加使群落中喜氮植物能够快速生长，导致群落之间光的竞争加剧，不适宜的物种消失。氮的添加还会不仅会导致土壤氮的增加，还会导致毒性元素的释放和其它元素的缺乏，这些养分资源的变化也会导致物种多样的变化。例如，Tian（2015）的研究表明,禾本草和双子叶非本科草对于氮沉降诱导的土壤重金属的增加具有不同的敏感性，进而导致双子叶非本科草的降低。同时，植物本身对于氮素的利用是存在分化，不同的物种对于不同氮有不同的喜好。王文颖（2014）高寒藏嵩草草甸7种植物对土壤氮素利用的多元化特征研究表明：草地早熟禾偏好吸收土壤有机态氮，冷地早熟禾和雅毛茛喜欢吸收土壤无机的铵态氮强，溚草偏好吸收土壤无机硝态氮。Gao等人（2014）对青藏高原湿地三种优势种氮利用的研究发现，三种优势种对于土壤的不同形式氮的利用存在差异。在氮沉降种氮形式变化下，物种有机无机氮利用的分化会引起群落结构的改变。那么氮沉降种有机氮和无机氮组成的变化对于草地植物多样性的影响是怎样还有待于探讨。
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