水氮添加对内蒙古多伦温带典型草地地上净初级生产力的影响

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气候变化背景下,全球降水格局将发生改变,除降水总量外,降水强度、降水次数和降水间隔期等降水特征也将发生改变。同时,氮(nitrogen,N)沉降在全球范围内日益增加,中国已成为继美国和欧洲之后的全球第三大氮沉降区。研究温带草地生产力对降水改变和氮沉降的响应,将有助于预测未来全球变化情境下的温带草地生态系统的生物量积累能力。本论文以内蒙古多伦温带典型草地为研究对象,研究水添加(设置3种增水模式:增水总量均为80mm,单次增水强度分别为5mm,10mm和40mm)和氮添加(10g N m-2year-1)对温带典型草地地上净初级生产力(aboveground net primary productivity,ANPP)的影响,分析了水添加、氮添加及水氮同时添加对群落ANPP的影响,并就其响应机理进行了探讨。主要研究结果如下:  (1)单独添加水时,群落ANPP与对照相比无显著差异,且群落ANPP在3种增水模式间无显著差异。  (2)单独添加水对3个植物功能型(禾草,半灌木和杂草)ANPP的作用规律在不同年份存在差异,但从3年(2013-2015)的平均值来看,各植物功能型ANPP较对照均有所增加。  (3)水分对不同植物功能型ANPP的影响存在差异。禾草ANPP与前一年10月至当年5月(全年)的降水及增水、0-10cm土壤层含水量关系密切,前一年10月至当年8月(全年)、7-8月(生长季,即5-9)的降水及增水和0-10cm土壤层含水量变异系数对半灌木生长具有重要意义,而杂草与降水及增水事件的时间、降水及增水事件的变异性、各层土壤含水量及其变异系数均无关。  (4)氮添加促进了群落ANPP的增加,在2015年达到显著水平。2015年,氮添加使群落ANPP较对照提高了76.4%。  (5)水氮同时添加显著提高了群落ANPP。氮添加下,5mm(16次)、10mm(8次)和40mm(2次)增水模式分别使群落ANPP较对照提高了96.1%、103.8%和71.0%(2013),114.2%、117.6%和137.7%(2014),130.8%、117.2%和86.9%(2015)。  (6)3个植物功能型(禾草,半灌木和杂草)对水氮同时添加的响应趋势存在差异,水氮同时添加将促进禾草生长,半灌木则逐渐受到抑制,杂草生长将受到持续促进。
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