分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2019-08-26 合作期刊: 《广西植物》
摘要: 为了明确施肥和刈割对蒙古半干旱草地四种植物化学计量特征的影响。2014年8月以内蒙古半干旱草地的四种植物冷蒿(Artimesia frigida)、菊叶委陵菜(Potentilla tanacetifolia)、羊草(Aneurotepidimu chinense)、扁蓿豆(Melissitus ruthenica)为主要研究对象,利用方差分析及多重比较分析对照、施氮肥、割草、割草和施氮肥处理下的植物碳、氮、磷含量的差异以及不同处理下碳氮比和氮磷比的变化。结果表明施氮肥与割草均未影响植物碳含量。施氮肥显著提高了植物氮含量 (P < 0.05),进而降低了碳氮比 (P < 0.05),提高了氮磷比 (P < 0.05)。割草处理后扁蓿豆的氮含量显著提高了0.18% (P < 0.05),羊草的氮含量显著降低了0.13% (P < 0.05),冷蒿与菊叶委陵菜的氮含量无显著变化。割草显著提高了冷蒿和菊叶委陵菜的磷含量 (P < 0.05),但是未影响羊草和扁蓿豆的磷含量。本研究证实了氮添加或割草会影响部分草地物种的化学计量特征,但是氮添加或割草对植物化学计量特征的影响存在种间差异。本研究结果可以为半干旱草地植物功能性状的研究提供部分数据支持。
分类: 地球科学 >> 地质学 提交时间: 2022-12-20 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 在气候变化背景下,大气氮沉降的增加会对干旱区高寒湿地N2O排放产生影响。以天山中部的巴音布鲁 克天鹅湖高寒湿地,不同水分条件的常年淹水区、季节性淹水区和常年干燥区为研究区,设置3个氮添加量处理( 0、 10 kg hm-2 a-1 和20 kg hm-2 a-1 ),采用静态箱-气相色谱法监测了植物生长季生态系统N2O的排放量,并探究了 N2O排放与主要环境因子之间的关系。研究结果表明:( 1)在不同水分条件下,氮素增加显著促进了生态系统N2O 的排放( PPF)与施氮量(N)、土壤5 cm地温(T)呈多元一次方程关系( F=-2.763+0.209N+ 0.151T, R2 =0.483, P
分类: 生物学 >> 植物学 提交时间: 2022-12-01 合作期刊: 《广西植物》
摘要: 为了探讨氮沉降对九寨沟藓类植物的影响,以当地优势藓类植物锦丝藓 (Actinothuidium hookeri)和塔藓(Hylocomium splendens)为研究对象,NH4NO3 为氮源, 设置对照(0 kg N・hm-2・a-1)、低浓度(20 kg N・hm-2・a-1)、高浓度(50 kg N・hm-2・ a-1)3 种处理,开展为期 6 个月的氮沉降模拟实验。结果表明:(1)氮沉降处理导致两种 藓类植物的活性氧、丙二醛、叶绿素、脯氨酸和可溶性蛋白含量显著增加,同时导致锦丝藓 过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶活性增加。(2)对于生 长旺期和生长末期的塔藓,氮沉降导致其过氧化物酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶活 性降低。(3)锦丝藓的综合隶属函数值随氮沉降浓度增大而增加,在生长旺期和末期,塔 藓综合隶属函数值对氮沉降的响应存在差异。两种藓类植物对氮沉降处理的生理响应存在差 异,高浓度氮沉降能促进锦丝藓生长,塔藓在自然氮沉降条件下能正常生长,且能承受一定 程度的氮沉降,但当氮沉降过高时则会对其造成伤害,新陈代谢下降,抑制其生长,长时期 的氮沉降可能导致未来九寨沟藓类植物群落发生改变。
分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-02-09 合作期刊: 《生态学报》
摘要: 从2013年11月至2015年5月,采用凋落物分解袋法,设置了对照(CK)、氮沉降(N)、减雨(R)、增雨(A)、氮沉降+减雨(NR)、氮沉降+增雨(NA)6个处理水平,研究了模拟氮沉降和降雨对华西雨屏区常绿阔叶林凋落物分解的影响。结果表明:华西雨屏区常绿阔叶林凋落叶分解较快,凋落枝分解较慢;凋落物夏季分解较快,其他季节分解较慢。经过18个月的分解后,凋落叶和枝的质量残留率分别为45.86%和86.67%,凋落叶分解50%需要的时间为1.42 a,比枝短6.19 a。各处理凋落物叶分解系数表现为:k(A) >k(CK) > k(NA) > k(N) > k(R) > k(NR),凋落枝质量残留率表现为:N > NR > R > NA > CK > A。模拟氮沉降、减雨和增雨处理凋落叶分解50%分别需要1.79、1.94a和1.36a,凋落枝分解50%分别需要8.84、8.63 a和6.47 a。各处理凋落叶分解95%需要5.37-11.33 a,凋落枝分解95%需要27.41-33.84 a。同一氮沉降条件下,增雨处理促进凋落叶分解,减雨处理抑制凋落叶分解;同一降雨条件下,氮沉降抑制凋落叶分解。氮沉降或降雨对凋落物的分解产生显著影响(P 0.05)。可见,在氮沉降持续增加和降雨格局改变的背景下,增雨促进了华西雨屏区天然常绿阔叶林凋落物的分解,氮沉降和减雨抑制了凋落物的分解,模拟氮沉降和降雨对凋落物的分解交互作用表现不明显。
分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-02-09 合作期刊: 《生态学报》
摘要: 目前,高寒草甸对全球温室效应的贡献仍具有不确定性,而随着N沉降的增加,该系统温室体气排放也必将发生变化。为揭示高寒草甸对N沉降的响应机制,探讨其对全球变化的反馈作用,利用人工添加氮素的方法,于2014年生长季(6-9月)在那曲地区那曲县设置不同水平N添加梯度(0、7、20 kg hm-2a-1和40 kg hm-2 a-1),模拟氮沉降增加对藏北高寒草甸温室气体排放的影响。经过1a的研究结果表明:1)施氮显著促进了CO2排放,但对CH4的吸收和N2O的排放无显著影响。总体而言,添加氮素明显增加了温室气体排放总量,其中N20处理下高寒草甸温室气体排放总量最高。2)回归分析结果表明,CO与NPP(总生物量)和TOC(土壤有机碳)线性相关(P 0.05),CH4与TN/NPP/TOC/NH4+-N/NO3--N均不(P> 0.05),N2O与NPP/TOC/N3--N均显著线性相关(P < 0.05),而与TN/NH4+-N不相关。综合初步研究结果,未来氮沉降增加条件下,藏北高寒草甸温室气体排放通量将有可能明显增加,从而对气候变化产生重要的反馈作用。
分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2020-03-06 合作期刊: 《广西植物》
摘要: 为研究长期氮沉降条件下林木凋落物与土壤养分之间的关系,本研究选择亚热带杉木(Cunninghamialanceolata)人工林为研究对象,模拟氮沉降处理第12 年时,分析了杉木林凋落物不同组分(叶、枝、果)与不同土层土壤(0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm)的C、N、P 含量及其化学计量比。氮沉降处理分4 个水平,分别为N0(0 kg·N·hm-2·a-1)、N1(60 kg·N·hm-2·a-1)、N2(120 kg·N·hm-2·a-1)、N3(240 kg·N·hm-2·a-1),每处理重复3 次。结果表明:(1)凋落物各组分的C、N、P 含量及其化学计量比均高于土壤,凋落物和土壤化学计量比均表现为C/P>C/N>N/P。凋落物不同组分的C、N 含量表现为叶>果>枝,而P 含量表现为叶>枝>果。(2)12 年氮沉降增加了凋落物叶、枝和果的N 含量,增幅分别为4.24%、15.97%、6.47%。增加了凋落物枝N/P,降低了凋落物枝C 含量、C/N 和C/P。中-高(N2、N3)氮沉降增加了土壤N 含量,低(N1)氮沉降增加了土壤C/P、N/P。(3)相关性分析表明凋落物N 与土壤N 显著正相关,土壤C/P 与凋落物C/P、N/P 显著负相关,土壤P 与凋落物N/P 显著负相关。说明凋落物N 是土壤N 的重要N 素来源之一,而土壤N 可能是决定长期氮沉降后凋落物N/P 的主要因素。
分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2020-05-28 合作期刊: 《广西植物》
摘要: 为探究全球氮沉降影响外来植物入侵扩张的作用机制。该文通过受控模拟试验,以入侵植物加拿大一枝黄花(Solidago canadensis L.)为对象,研究了3种氮水平(N0、N5和N12)下5种不同入侵程度(种内及种间竞争)的加拿大一枝黄花凋落叶浸提液对本地植物莴苣(Lactuca sativa L.)种子萌发和幼苗生长的化感作用的影响。结果表明:(1) N0、N5和N12处理下的不同入侵程度加拿大一枝黄花凋落叶浸提液均显著抑制莴苣的萌发和生长。其中N5土壤入侵初期(S1A3)处理浸提液的化感作用最显著,其发芽速度指数、发芽活力指数、根长、株高和叶长比对照分别降低了61%、79%、84%、68%和13%。此时凋落叶中的总酚和总黄酮含量最高,分别为0.48 mg·g-1和1.50 mg·g-1。(2)相同氮添加下,入侵程度对加拿大一枝黄花化感作用有显著影响,随着入侵程度的增加,加拿大一枝黄花化感作用显著减弱。入侵初期(S1A3)凋落叶化感作用显著高于入侵后期(S3A1)。(3)相同入侵程度下,氮添加对加拿大一枝黄花化感作用有显著影响,N5氮沉降处理的加拿大一枝黄花化感作用比N0或N12处理显著增加。(4)氮添加与入侵程度有交互作用,两者共同作用显著影响了莴苣种子的综合化感作用。因此,氮沉降可能会增强入侵初期加拿大一枝黄花凋落叶对本地植物的化感抑制作用,进一步促进外来植物的成功入侵。这为进一步研究加拿大一枝黄花的化感作用及生态防治提供了一定的理论参考。
分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-03-08 合作期刊: 《生态学报》
摘要: 为了解氮沉降对华西雨屏区天然常绿阔叶林土壤微生物数量的影响,从2013年11月至2014年12月,通过野外模拟N(NH4NO3)沉降,氮沉降水平分别为对照(CK 0 kg N hm-2a-1)、低氮沉降(L 50 kg N hm<-2a-1)、中氮沉降(M 150 kg N hm-2a-1)和高氮沉降(H 300 kg N hm-2a-1),研究了氮沉降对天然常绿阔叶林0-10cm和10-20cm土层土壤可培养微生物数量的影响。结果表明:华西雨屏区天然常绿阔叶林0-10cm土层的细菌、真菌和放线菌数量均显著大于10-20cm土层,氮沉降未改变原有垂直分布格局。L处理对0-10cm和10-20 cm土层土壤微生物总量无显著影响,M和H处理则显著降低了土壤微生物总量。氮沉降降低了0-10cm和10-20cm土层的细菌数量,且抑制作用随氮沉降量的增加而增强。氮沉降降低了0-10cm土层的真菌数量,但下降幅度与氮沉降量之间无明显规律;在10-20cm土层,M和H处理在夏季显著增加了真菌数量,表明适量氮沉降能有效缓解夏季土壤真菌的氮限制状态。氮沉降对0-10cm土层放线菌数量的影响表现为先促进再抑制,L和M处理增加了放线菌数量,H处理降低了放线菌数量;氮沉降增加了10-20cm土层的放线菌数量,其中M处理的促进作用最大。氮沉降对土壤微生物数量的影响随土壤深度的增加而减弱。
分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-18 合作期刊: 《生态学报》
摘要: 为探究植物对大气氮沉降的响应和对这部分氮素的来源指示作用,本研究通过对北京地区 198 个采样点,典型落叶阔叶 乔木杨属(Populus)和柳属(Salix)植物叶片进行采样,测定其叶片样品含氮量和 δ15N 值。 结果表明:北京地区杨属植物叶片含 氮量为 16.5—38.6 g/ kg,平均(24.0±4.0) g/ kg;柳属植物叶片含氮量为 17.2—36.2 g/ kg,平均(25.9±4.1) g/ kg。 研究区域范围 内杨属、柳属植物叶片的含氮量均呈现出西北低、东南高的对角线型分布,与该区域大气氮沉降的空间变异相吻合。 由于研究 区域范围内气候因子无明显的变异,植物叶片的含氮量变化反应了大气氮沉降对植物元素化学计量特征的影响和植物对大气 氮沉降的响应。 北京地区杨属植物叶片 δ15 N 值为-3.95‰—8.10‰,平均(1.15±2.48)‰;柳属植物叶片 δ15 N 值为-3.04‰— 9.73‰,平均(2.31±2.60)‰。 杨属和柳属植物叶片的 δ15 N 值均呈现出西北高、中部高、东南低的空间分布,与叶片含氮量空间 分布趋势相反。 中部城区较高的 δ15 N 值反应了交通污染对大气含氮化合物增加的影响;西北部较高的 δ15 N 值反应了该区域受 人为活动排放源的影响较少,自然的氮循环是其较高 δ15 N 值的主要原因;东南部较低的 δ15 N 值则有可能是由农业活动和交通 共同作用的结果。
分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-26 合作期刊: 《生态学报》
摘要: 由于人类活动影响,通过沉降和施肥方式进入生态系统的活性氮显著增加,其对土壤有机碳库产生重要影响。氮素利用效率(NUE)作为深入理解陆地生态系统碳氮耦合关系的重要参数,对NUE时空规律的研究不仅可以评估目前氮输入对陆地生态系统碳汇增加的贡献,同时也有助于预测未来氮输入情况下陆地生态系统的碳平衡。利用生态系统过程模型——CEVSA2模型的模拟结果,分析了东北地区氮输入情况下,土壤碳的氮素利用效率(SNUE)的时空变化规律及其影响因素,结果表明:(1)1961-2010年,氮输入的显著增加促进了土壤碳的蓄积,但SNUE显著下降;(2)森林的平均SNUE最高,农田最低;灌丛的下降速率最大,森林的SNUE变化趋势最不显著;(3)三江平原和长白山地区以及大小兴安岭的部分地区SNUE最大,其次是辽河平原、松嫩平原地区;内蒙古高原、呼伦贝尔高原地区以及大、小兴安岭的部分地区SNUE出现负值,说明在这些地区,外援氮输入抑制了土壤碳的蓄积;(4)氮输入的空间分异和不同生态系统响应氮输入的差异共同决定了SNUE及其变化的空间格局。该研究结果可为进一步分析不同区域氮促汇潜力和预测未来氮输入情景下的区域碳平衡提供参考。
分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-02-09 合作期刊: 《生态学报》
摘要: 大气氮沉降输入会增加森林生态系统氮素有效性,进而改变土壤N2O产生与排放,然而有关不同氮素离子(氧化态NO3--N与还原态NH4+-N)沉降对土壤N2O排放的影响知之甚少。以大兴安岭寒温带针叶林为研究对象,构建了3种类型(NH4Cl、KNO3、NH4NO3)和4个施氮水平(0、10、20、40 kg N hm-2a-1)的增氮控制试验,利用流动化学分析仪和静态箱-气相色谱法4次/月测定凋落物层和矿质层土壤无机氮含量、土壤-大气界面N2O净交换通量以及相关环境因子,分析施氮类型和剂量对土壤氮素有效性、土壤N2O通量的影响,探讨氮素富集条件下土壤N2O通量的环境驱动机制。结果表明:施氮类型和剂量均显著影响土壤无机氮含量,土壤NH4+-N的积累效应显著高于NO3--N。施氮一致增加寒温带针叶林土壤N2O排放,NH4NO3促进效应最为明显,增幅为442%-677%,高于全球平均水平(134%)。土壤N2O通量与土壤温度、凋落物层NH4+-N含量正相关,且随着施氮水平增加而增加。结果表明大气氮沉降短期内不会导致寒温带针叶林土壤NO3--N大量流失,但会显著促进土壤N2O的排放。此外,外源性NH4+和NO3-输入对土壤N2O排放的促进作用具有协同效应,在未来森林生态系统氮循环和氮平衡研究中应该区分对待。
分类: 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间: 2017-11-08 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要: 氮沉降和降水格局变化是目前全球气候变化背景下倍受关注的热点研究课题, 也是荒漠生态系统的两个主要限制因子。因此, 研究两者对荒漠植物的效应有助于深入了解荒漠生态系统对全球变化的响应。本文选择准噶尔盆地南缘荒漠地区的建群种梭梭(Haloxylon ammodendron)作为研究对象, 设置自然降水(W0)与增加降水30%(W1)两个水分条件和自然氮沉降(N0)、增加氮素30 kg(N)·hm−2·a−1(N1)与增加氮素60 kg(N)·hm−2·a−1(N2) 3 个施氮水平, 连续处理2 年, 以探究降水、氮沉降及其交互作用对梭梭光合日变化及生理生态特征的影响。结果表明: 降水、氮沉降及其交互作用对梭梭的净光合速率(Pn)日变化产生极显著正相关影响; 同时根据梭梭Pn、胞间CO2 浓度(Ci)及气孔限制值(Ls)的变化方向, 推测梭梭光合“午休”主要由非气孔因素引起。此外, W0 条件下, 梭梭丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶(POD、CAT、SOD)活性、可溶性蛋白(Pr)和可溶性糖(SS)含量均随施氮量增加而显著降低, 脯氨酸(Pro)含量则呈先降低后增加的趋势; 而W1 条件下, 梭梭MDA 含量、抗氧化酶(POD、CAT、SOD)活性及渗透调节物质(Pro、Pr、SS)含量均随施氮量增加呈显著先增加后降低的趋势。两种水分条件下, 除W1N1 处理梭梭的Pro 含量高于对照组外, 其余处理均显著低于对照组; 同时梭梭的MDA 含量、抗氧化酶活性、Pr 及SS 含量也均显著低于对照组。综合分析结果表明: 降水、增氮及其交互作用均有利于梭梭的生长, 但其交互作用效应的强弱则取决于二者间的比例。
分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2019-09-11 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 人类活动和气候变化导致的大气氮沉降急剧升高,将会影响高寒草原植物养分循环。为了研究氮沉降对高寒草原植物养分含量及生态化学计量学特征的影响。依托2009年在新疆天山巴音布鲁克高寒草原设置的长期氮沉降研究平台,于2017年7月和10月采集溚草(Koeleria cristata)、二裂委陵菜(Potentilla bifurca)和天山赖草(Leymus tianschanicus)3种植物的成熟叶和老叶,分析3种植物叶片N、P元素生态化学计量对不同施氮水平的响应规律。结果表明:① 3种植物养分浓度及其化学计量比在成熟叶和老叶之间存在较大差异,成熟叶和老叶的N、P含量分别为12.78 mg·g-1、0.88 mg·g-1和6.88 mg·g-1、0.46 mg·g-1。3种植物成熟叶和老叶的N元素含量均为:二裂委陵菜>天山赖草>溚草,P元素含量同N元素含量趋势一致;② 氮添加增加了成熟叶和老叶N浓度,分别达12%和48%;成熟叶与老叶P浓度对氮添加的响应规律不一致,成熟叶P浓度对氮添加的响应与物种有关,而老叶P浓度呈一致的下降趋势;氮添加对成熟叶和老叶N∶P的比值影响亦不同,其中相对于成熟叶,老叶的N∶P呈显著增加趋势。③ 植物叶片的N元素、P元素和N∶P比三者之间的相关分析表明:N元素和N∶P之间呈显著正相关关系(P0.05),而二裂委陵菜呈现一定的差异性,在生长旺盛期二裂委陵菜叶片N与P元素呈显著的正相关、枯黄期呈显著的负相关(P<0.05)。表明长期氮的添加显著影响了3种植物叶片的养分含量和生态化学计量,不同物种间存在一定差异,未来氮沉降升高将会影响天山山地草原的植物养分循环。
分类: 生物学 >> 植物学 提交时间: 2022-03-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 氮素和水分是影响荒漠植物生长的重要因素,而全球变化主要驱动因素的氮沉降和干旱会直接改变土壤中这2种资源的可利用性。以塔克拉玛干南缘优势植物疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia Shap.)一年生幼苗为研究对象,设置了盆栽试验。通过添加不同水平的N肥和水分,用于模拟不同水平的N沉降速率(0, 3.0, 6.0, 9.0 gm-2a-1)和水分条件(干旱和充分水),探究这2种因素对骆驼刺叶片与细根化学计量特征的影响。结果表明:(1)除叶片P含量外,N和水分添加独立或交互作用影响骆驼刺叶片和细根的养分状况。干旱条件下,N添加显著降低了叶片N、Mn、Zn、Cu等元素含量(P),而在一定程度上提高了细根对这些元素的吸收;(2)骆驼刺细根中富集着Mn、Zn、Cu、Fe等微量元素,而将N、P、K等大量元素更多地分配给叶片;(3)干旱胁迫条件下施加3.0 gm-2a-1,水分充足条件下添加6.0 gm-2a-1或9.0 gm-2a-1,可以显著缓解骆驼刺细根的N限制(N:P);(4)骆驼刺叶片和细根的营养元素在器官内和器官间存在复杂的相互作用,器官间的这种相互关系发生的比率大于器官内部,细根次之,叶片最低。这些结果表明骆驼刺在环境资源波动的背景下,能够协调地上和地下的养分关系;外源的N输入可以改善骆驼刺细根的养分状况,为荒漠植被修复和养分高效管理提供了科学参考。