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两种荒漠盐生植物叶片生态化学计量及光合特性对氮磷添加的响应

【摘要】:干旱区气候干燥恶劣,生态环境脆弱,荒漠植被在维持生态系统稳定性等方面有重要作用;而生态化学计量学研究环境与生物间碳(C)、氮(N)、磷(P)等元素平衡以及其对生态过程影响,N、P养分的增加,影响植物养分的保持特性,尤其是在干旱地区,N、P营养的缺乏往往会抑制植物的生长发育。研究N、P添加对荒漠盐生植物养分元素及其光合特性的影响,可为深入理解干旱区生态过程内涵,以及干旱区植被资源的恢复重建、资源再利用以及生态环境管理等提供科学依据。本文通过野外试验与室内实验相结合的方法,对不同N、P供给水平下的土壤生态化学计量学特征,疏叶骆驼刺、西伯利亚白刺叶片养分含量的响应及其对植物叶片光合特性的影响等进行研究。结果表明:(1)根据施肥前土壤EC,将骆驼刺生境和白刺生境分别划分为高盐(LTC1)、中盐(LTC2)、低盐(LTC3)、和高盐(BC1)、低盐(BC2)。施肥前白刺生境土壤EC、pH平均值均高于骆驼刺生境,且施肥显著提高LTC1土壤pH。(2)与黄河河口湿地土壤养分和全国平均水平相比,研究区表现出偏低的土壤C、N、P含量。施肥对土壤C含量无显著影响,但不同样方土壤C含量施肥后有低于CK(LTC2、LTC3、BC1),也有高于CK的(LTC1、BC2);施肥后不同生境土壤N含量低于CK(BC2除外),且在不同生境和不同水平下,土壤P和SAP含量与CK相比均未达到显著水平。(3)总体上,施肥对植物叶片C、N、P含量及N/P并无显著影响,其中LN和P处理下LTC2叶片N含量显著高于CK,PHN处理则显著降低BC2叶片N含量;LTC3叶片P含量在HN处理下显著高于CK,PLN处理则使BC2植物叶片P含量显著低于CK。研究区植物叶片N/P变异较大,没有统一规律,因此,研究区植物叶片养分限制性元素较难判断。(4)不同生境(LTC3除外),植物叶片不同养分指标均达到显著相关水平。由盐生植物养分元素与土壤因子间的相关性知,高盐生境植物养分主要受土壤盐分和酸碱度影响,且与骆驼刺生境和白刺生境分别为负相关和正相关;中盐生境植物养分主要受土壤盐分和C含量的影响,低盐生境(LTC3)植物养分则受土壤养分影响,BC1受土壤养分和pH影响较大,且与植物养分含量负相关。(5)在施肥处理下,骆驼刺和白刺植物光合特性含量与CK相比均不显著,LN处理下前者植物光合指标含量要高于HN处理,HN处理下后者光合特性含量高于LN处理,LTC1植物Pn和PNUE在LN处理下显著高于CK,LTC3、BC2植物Pn和PNUE在HN处理下分别显著低于、显著高于CK,BC2植物Pn在LN处理下显著低于CK。(6)在LN处理下,LTC1植物Chl与叶片N含量呈显著负相关,且其降低了LTC2植物Pn与各叶片养分含量的相关系数,HN处理对LTC1、LTC2各相关性影响均不显著,LTC3在HN处理下Pn与P含量显著正相关,BC1仅在HN处理下PNUE与N含量显著负相关,LN处理对LTC3、BC1各相关性影响不显著,BC2在LN处理下Chl与C含量显著负相关,HN处理降低相关系数。

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