温带草甸草原常见物种叶功能性状对氮磷耦合效应的响应

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中文摘要：近年来，随着工农业的发展和城市化进程的加快，人类向大气中排放的氮化合物激增。氮沉降已经成为生态环境研究的热点问题。生态系统中可利用性氮增多，使得原本受氮限制的植物出现氮饱和，转而受磷或者其它元素的限制。氮沉降可以使草原生态系统的氮限制得到缓解，但持续增加，会造成生态系统中氮磷化学计量比的失衡，改变生物地球化学循环;会导致土壤酸化、产生铵毒效应，降低物种的多样性，最终会改变生态系统的结构和功能。本研究以我国温带草甸草原常见的3种常见物种羊草（Leymuschinensis）、披针叶野决明（Thermopsislanceolata）、达乌里芯芭（Cymbariadaurica）为研究对象，通过野外人为氮磷添加的方法，模拟氮沉降背景下羊草、披针叶野决明和达乌里芯芭对磷添加和氮磷添加的响应，进一步研究影响其叶性状的主导因子，探讨在氮沉降背景下，磷添加和氮磷添加对3种常见植物的生存策略的改变。本研究通过对生理性状、化学性状、结构性状的定量，探究3种常见植物对氮磷添加的响应，以及确定其不同叶性状的主导因素;通过生理性状、化学性状、结构性状来表征叶经济谱，通过叶经济谱来探究3种植物为了适应不同氮磷添加而做出的生存策略的改变。本研究的结果如下: (1)氮添加对植物功能性状有显著性影响，这种影响存在物种间差异。3种物种的叶片氮含量都随着氮添加的增加而显著增加，氮添加使得3种植物的氮磷比显著增高。氮添加显著降低了羊草的比叶质量，氮添加显著降低了羊草干物质含量，显著提高了达乌里芯芭的干物质含量。在氮磷同时添加时，氮占据主导作用的包括:3种植物叶片氮含量、优势物种（羊草）的比叶质量、干物质含量。 (2)磷添加对植物功能性状有显著性影响，这种影响存在物种间差异。随着磷添加的增加只有羊草植物叶片氮含量先升高后降低。磷添加使羊草和披针叶野决明的叶片磷含量增加，但是达乌里芯芭的叶片磷含量会先增高后降低。随着磷添加的增加，3种植物的氮磷比降低。只有羊草的光合氮利用效率随着磷添加的增加而增加。羊草的光合磷利用效率随着氮磷添加和磷添加而降低。随着磷添加的增加，羊草的比叶质量先降低后增加。磷占据主导作用的包括:3种植物叶片磷含量。 (3)氮磷添加对植物功能性状表现出一定的耦合效应。氮磷耦合作用占据主导地位的包括:3种植物叶片氮磷比、非优势物种（达乌里芯芭）的比叶质量和干物质含量。 (4)物种的资源权衡测略对氮添加的响应:氮添加使得3种物种向着叶经济谱的快速-投资收益端移动。羊草通过增加叶片氮含量、增加单位面积最大净光合、降低干物质含量和比叶质量使得羊草向着资源获取的一侧移动。披针叶野决明通过增加叶片氮含量、降低干物质含量和比叶质量使得羊草向着资源获取的一侧移动。达乌里芯芭通过增加叶片氮含量、降低比叶质量，使得其向着快速投资收益的一侧移动。 (5)物种的资源权衡测略对磷添加的响应:磷添加对3种物种的资源权衡策略无明显影响，但是存在物种差异。在磷添加条件下，披针叶野决明倾向于叶质量小，干物质含量低、最大净光合高、叶片磷含量高的生存策略。本研究通过模拟全球变化背景下，氮磷耦合效应对暖温带草甸草原的3种常见植物化学性状、生理性状、结构性状的影响，探讨植物的资源权衡策略和生态适应性，为全球变化背景下草原生态系统的适应性管理和可持续利用提供理论指导。

作者：

崔容

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关键词：

氮沉降叶经济谱叶功能性状磷添加氮添加氮磷耦合

授予学位：

硕士

学科专业：

生物工程

导师：

王蕙

学位年度：

2021

学位授予单位：

山东大学

语种：

中文

中图分类号：