增加降水及施氮对弃耕草地土壤线虫和小型节肢动物的影响

降水格局变化及大气氮沉降对诸多生态过程及功能均有重要影响。然而,目前对于土壤动物对以上两种全球变化趋动因子的响应模式及机制仍缺乏充分认识。本研究利用野外控制试验技术,在中国北方平原弃耕草地生态系统模拟增加降水及大气氮沉降对土壤动物群落的影响。结果表明,增加降水及氮素添加对土壤螨类及跳虫的种群密度均无影响。增加降水使土壤线虫的数量显著增加了14.9%,氮沉降对土壤线虫的数量无影响,但显著增加了群落中食细菌性线虫的数量(45.8%)。本研究表明,土壤线虫对资源有效性及生境微环境变化响应的敏感性强于土壤小节肢动物,且增加降水与氮沉降之间不存在交互作用。     

基于黑土农田生物多样性监测样地的地表大型节肢动物群落特征

农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,是全球生态与环境研究的关键区之一.为了研究农田生物群落构建过程,探索其多样性维持机理,本研究于2015年在东北典型黑土区建立了16 hm²的农田生物多样性监测样地,按照作物生长期,于玉米生长大喇叭口期(8月初)、抽穗期(9月初)和成熟期(10月初)对陷阱法获取的地表大型节肢动物进行了统计分析.结果表明: 3次调查共获得地表大型节肢动物5284只,隶属于节肢动物门3纲12目32科47种.调查中优势类群3类,常见类群11类.节肢动物营养功能群中植食性和杂食性节肢动物所占比重较大.地表大型节肢动物物种数量和个体数量随作物生长期有显著变化.9月初节肢动物的Shannon多样性指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数相对较高,8月初Simpson优势度指数较高.从不同物种的变异系数(CV)及群落空间插值可以看出,节肢动物群落在水平方向上存在异质性.在与土壤环境因子关系上,双变量相关分析表明,不同月份地表大型节肢动物总个体数与土壤pH值、有机质、全氮、含水量的相关性均未达到显著性水平;典范对应分析(CCA)进一步表明,优势类群和常见类群对环境因子具有较强的适应能力,在研究区内分布广泛.农田生物多样性监测样地内地表节肢动物物种组成丰富,在作物不同生长时期地表节肢动物群落组成及空间分布格局具有明显的变化过程.农田生物多样性监测样地通过大尺度、长时间对样地内土壤动物空间过程进行监测,可以为解决群落生物多样性形成和维持机制提供重要手段.     

氮沉降对内蒙古典型草原地表节肢动物的影响

了解氮沉降增加背景下草原生态系统结构和功能的响应特征,是研发草原可持续管理措施的基础。目前内蒙古典型草原有关氮沉降增加的研究主要集中在植物群落,而对土壤动物影响的研究较少。通过在内蒙古典型草原连续5年的养分添加实验,研究了地表节肢动物对不同氮添加(N_0、N_(2.5)、N_5、N_(10))处理的响应,并分析了4种氮添加处理下地表节肢动物与环境因子之间的关系。结果表明,氮输入增加后,地表节肢动物群落的多样性并没有显著降低(P0.05),群落多度也没有显著增加(P0.05),仅在低氮处理下,群落生物量显著高于对照(P0.05)。不同地表节肢动物功能群对各水平N添加的响应均不太敏感,捕食性、杂食性、腐食性功能群动物的生物量对N添加都没有显著响应(P0.05),仅植食性动物的生物量在低氮和高氮处理显著高于对照(P0.05)。回归分析表明,植食性节肢动物的多度和生物量主要受植物叶氮含量显著影响(P0.05),而腐食性节肢动物的多度、生物量和类群数受土壤有机碳显著影响(P0.05)。研究表明,温带典型草原地表节肢动物对氮添加的响应受其食物来源影响,明显滞后于植物群落;不同功能群对氮添加有不同响应形式,是群落水平响应较弱的主要原因。     

氮沉降对土壤线虫群落影响的研究进展

综述了主要陆地生态系统(草原、农田和森林)土壤线虫群落对氮沉降增加的响应格局和机制。总体上,氮沉降增加对线虫数量一般无显著影响,但增加了土壤中富集机会主义者(即低营养级的r-策略者)数量,降低了线虫群落成熟度指数(MI),表明氮沉降增加可能会使土壤食物网简化。氮沉降增加主要通过改变土壤微环境(如增加含氮离子浓度、降低土壤pH)直接影响土壤线虫群落,或者改变植物地上地下资源的输入和线虫与其他土壤动物的关系,间接影响线虫群落。最后,根据目前研究现状,指出了当前研究存在的局限性,包括研究时间和空间尺度上以及研究技术手段上的局限。建议综合多个全球环境变化因子,并结合室内试验及分子手段的方法对土壤线虫群落进行研究。     

人工固沙植被恢复对地表节肢动物群落组成及多样性的影响

人工绿洲是干旱区主要的自然景观之一,为了维护绿洲稳定而营建的防护林强烈改变地表生态水文过程,进而影响着地上和地下生物多样性。然而,以往的研究对地上植被关注较多,而对土壤动物研究较少。以张掖绿洲外围人工固沙植被群落和天然固沙植被群落为研究对象,探讨人工固沙植被恢复对荒漠地表节肢动物群落组成及多样性的影响及不同动物类群对植被变化的响应模式。研究表明,天然固沙植被群落转变为人工固沙植被群落显著降低了地表节肢动物数量,但提高了地表节肢动物类群丰富度和多样性,这在5月份表现尤为明显。植被类型对地表节肢动物群落的影响不同,8月人工柽柳林群落地表节肢动物活动密度、类群丰富度和多样性均显著高于人工梭梭林群落。人工固沙植被恢复显著降低了适应荒漠环境的拟步甲科甲虫,而蚁科和部分蜘蛛的数量显著增加,它们对人工固沙植被恢复的响应模式不同决定了群落结构及多样性的变化规律。此外,研究还发现一些地表节肢动物类群对不同生境具有强烈的指示作用,如拟步甲科等可指示荒漠生境,潮虫科等可指示梭梭林生境,而蠼螋科和狼蛛科等可指示柽柳林生境。综上所述,人工栽植固沙灌木形成的固沙植被群落导致了一些适应荒漠环境的地表节肢动物类群的数量降低,但也为更多的地表节肢动物类群提供了适应栖居环境和充足的食物资源等,从而提高了地表节肢动物的多样性。     

中亚热带地区氮沉降对杉木幼林土壤细菌群落多样性及组成的影响

大气氮沉降量持续增加已经成为当前关注的热点.土壤细菌群落作为土壤环境中大量存在的微生物,在养分循环过程中发挥着不可忽视的作用.在福建三明森林生态系统与全球变化研究站陈大观测点,我们在野外模拟大气氮沉降试验,通过16S rDNA扩增子测序,研究中亚热带地区杉木幼林土壤细菌群落多样性和组成对氮沉降的响应.结果表明:短期施氮对研究区的土壤细菌群落多样性和组成并未产生显著影响,但高氮处理显著改变敏感菌群相对丰度,如富营养型类群丰度增加、贫营养型类群丰度降低.土壤细菌群落的营养策略发生变化,这可能是受到了养分有效性的驱动.因此,了解土壤细菌群落和养分分配格局对氮沉降的响应,有助于提高我们对未来环境的预测能力.     

全球变化对土壤动物多样性的影响

陆地生态系统由地上和地下两部分组成,二者相互作用共同影响生态系统过程和功能.土壤动物在生物地球化学循环方面起着重要作用.随着人们对土壤动物在生态系统过程中重要性的认识,越来越多的研究表明全球变化对土壤动物多样性产生深刻影响.土地利用方式的改变、温度增加和降雨格局的改变能直接影响土壤动物多样性.CO2浓度和氮沉降的增加主要通过影响植物群落结构、组成和化学成分对土壤动物多样性产生间接影响.不同环境因子之间又能相互作用共同影响土壤动物多样性.了解全球变化背景下不同驱动因子及其交互作用对土壤动物多样性的影响,有助于更好地预测未来土壤动物多样性及相关生态学过程的变化.     

全球变化对土壤动物多样性的影

陆地生态系统由地上和地下两部分组成,二者相互作用共同影响生态系统过程和功能.土壤动物在生物地球化学循环方面起着重要作用.随着人们对土壤动物在生态系统过程中重要性的认识,越来越多的研究表明全球变化对土壤动物多样性产生深刻影响.土地利用方式的改变、温度增加和降雨格局的改变能直接影响土壤动物多样性.CO₂浓度和氮沉降的增加主要通过影响植物群落结构、组成和化学成分对土壤动物多样性产生间接影响.不同环境因子之间又能相互作用共同影响土壤动物多样性.了解全球变化背景下不同驱动因子及其交互作用对土壤动物多样性的影响,有助于更好地预测未来土壤动物多样性及相关生态学过程的变化.     

降水变化和氮沉降影响森林叶根凋落物分解研究进展

全球环境变化通过改变凋落物质量和产量、土壤生物以及非生物因子调控森林凋落物分解，从而对森林生态系统物质和能量循环产生重要的影响。就森林凋落物分解对当前我国面临降水格局变化和大气氮沉降增加的响应进行了回顾和系统的分析，发现降水格局改变如降水减少可能降低凋落物质量从而减缓凋落物分解，而氮沉降增加通常提高凋落物质量从而促进凋落物分解（间接效应）；降水格局改变通过调节土壤含水量和溶解氧含量进而影响微生物参与的分解过程，或通过改变可溶性组分的淋溶量来影响凋落物分解的物理过程，而氮沉降增加主要通过提高外源氮素的有效性从而促进或抑制微生物参与的分解过程（直接效应）。现有研究大多是基于地上凋落物（例如叶凋落物）来理解和量化森林凋落物分解速率与环境因子之间的关系。但目前对降水格局变化及其与大气氮沉降增加的交互作用如何影响森林地上和地下凋落物分解，以及潜在的微生物学机制仍然缺乏统一和清晰的认识。从土壤性质、凋落物质量、微生物群落结构和功能3个方面构建了环境变化对森林地上和地下凋落物分解的概念框架，并进一步阐述未来研究的重点方向：（1）亟需查明地上和地下凋落物分解的驱动机制；（2）探明降水格局变化和氮添加单因子及两因子交互作用对凋落物分解和养分释放的影响及其生物化学调控机理；（3）阐明微生物群落结构和功能对降水格局变化和氮添加单因子及两因子交互的响应机制。以期为深入探讨全球环境变化对森林凋落物分解的影响，以及环境胁迫下森林土壤"碳库"维持机制的解释提供科学依据。     

不同林龄马尾松人工林土壤节肢动物群落结构

于2011年春季(5月)和秋季(10月),研究了长江上游地区3、8、14、31和40年生马尾松林土壤节肢动物群落结构.结果表明:试验共捕获土壤动物4045只,隶属57科.土壤节肢动物的个体密度和类群数量随土壤深度增加显著降低,且这种趋势随林龄的增加而增加.不同林龄马尾松林土壤节肢动物的优势类群和常见类群差异较大,且土壤节肢动物的个体密度和类群数量差异显著.与其他林龄相比,造林3年的马尾松林土壤节肢动物的群落结构及多样性差异显著,群落相似度低.马尾松林的土壤节肢动物个体密度和类群数量及生物多样性在8年生阶段最高,此后,随林龄的增加明显降低.马尾松林地力可能随林龄的增加而衰退,对马尾松人工林的植被调控和改造宜在8年生阶段进行.     

干旱风沙区灌丛林地地面节肢动物群落对放牧管理的响应

在干旱风沙区宁夏盐池县,选择典型放牧柠条锦鸡儿灌丛林地为研究样地,以邻近长期围栏封育灌丛林地为对照,调查了春季、夏季和秋季放牧和封育2种类型样地的地表植被、土壤性状和地面节肢动物分布特征,分析了灌丛林地地面节肢动物群落组成及多样性对放牧管理的响应规律.结果表明:1)放牧导致植被高度、土壤细砂粒含量和土壤电导率显著降低,而土壤容重和粗砂粒含量显著升高.2)调查共获得地面节肢动物13目40科,其中优势类群为蚁科和拟步甲科,其个体数占总个体数的68.75%;常见类群4类,其个体数占总个体数的20.82%;其余34类为稀有类群,其个体数占总个体数的10.44%.在春季、夏季和秋季,放牧和封育样地间地面节肢动物群落组成均差别较大,反映了地面节肢动物对包括放牧管理和季节变化双重作用下环境变化的敏感性和适应性.3)放牧导致地面节肢动物多度显著升高.但放牧样地和封育样地间地面节肢动物类群数、Shannon指数、均匀度指数和优势度指数在3个季节中均无显著差异.4)相关分析表明,地面节肢动物多度、均匀度指数、优势度指数均与植被高度、植物多度、土壤水分、土壤pH值和电导率存在相关性,而地面节肢动物Shannon指数与植被高度、土壤水分和土壤细砂粒存在相关性.偏冗余分析(RDA)表明,土壤pH值、植物多度、土壤含水量和温度是影响地面节肢动物群落个体数分布的关键驱动因子.研究表明,放牧管理条件下植被高度、土壤pH、土壤水分和土壤温度差异导致不同地面节肢动物类群表现出了不同的响应模式.灌丛对地面节肢动物多样性的保育效应能够削弱放牧干扰的负向影响.但放牧干扰下春季灌丛林地植食性地面节肢动物多度增加,需注重放牧易导致灌丛林病虫害发生和进行防控.     

乌拉特荒漠草原红砂(Reaumuria soongorica)灌丛林地地面节肢动物群落季节分布特征

以乌拉特荒漠草原红砂(Reaumuria soongorica)灌丛林地作为研究样地,分别于2018年春季、夏季和秋季,利用国际通用的陷阱诱捕法,调查了地面节肢动物群落季节动态分布特征及其与环境因子间的关系。结果显示:(1)3个季节内共捕获地面节肢动物560只,隶属于10目23科。其中,春季优势类群为拟步甲科,夏季为拟步甲科和蚁科,秋季为拟步甲科,其个体数分别占总个体数的51.54%、59.11%和64.88%;常见类群春季和夏季均有8类,秋季有10类,其个体数分别占总个体数的43.08%,37.33%和32.68%;稀有类群春季有7类,夏季有6类,秋季有3类,其个体数分别占总个体数的5.38%、3.56%和2.44%。(2)3个季节内生物量占比超过10%的地面节肢动物类群仅有拟步甲科,春季、夏季和秋季其分别占群落总生物量的88.59%、72.56%和80.90%;1%—10%的地面节肢动物类群生物量,春季、夏季和秋季其分别占群落总生物量的9.76%、25.51%和17.78%;小于1%的地面节肢动物类群生物量,春季、夏季和秋季其分别占群落总生物量的1.62%、1.94%和1.32%。(3)随季节变化,地面节肢动物的密度、类群数、Shannon-Wiener指数和Simpson指数均存在显著差异性(P0.05),表现为夏季显著高于春季或秋季。(4)RDA和Spearman相关分析结果表明,降雨量、气温、土壤含水量、土壤pH和电导率及土壤粒径组成是地面节肢动物季节分布的重要影响因素。研究表明,随着季节更替乌拉特荒漠草原红砂灌丛林地地面节肢动物群落组成季节分布差异性较大,夏季地面节肢动物多样性较高,而且不同类型环境因子对于地面节肢动物的个体数分布影响不同。     

Plant community responses to nitrogen addition and increased precipitation: the importance of water availability and species traits

Global nitrogen (N) enrichment and changing precipitation regimes are likely to alter plant community structure and composition, with consequent influences on biodiversity and ecosystem functioning. Responses of plant community structure and composition to N addition and increased precipitation were examined in a temperate steppe in northern China. Increased precipitation and N addition stimulated and suppressed community species richness, respectively, across 6 years (2005–2010) of the manipulative experiment. N addition and increased precipitation significantly altered plant community structure and composition at functional groups levels. The significant relationship between species richness and soil moisture (SM) suggests that plant community structure is mediated by water under changing environmental conditions. In addition, plant height played an important role in affecting the responses of plant communities to N addition, and the effects of increased precipitation on plant community were dependent on species rooting depth. Our results highlight the importance and complexity of both abiotic (SM) and biotic factors (species traits) in structuring plant community under changing environmental scenarios. These findings indicate that knowledge of species traits can contribute to mechanistic understanding and projection of vegetation dynamics in response to future environmental change.     

降水量与氮添加对荒漠草原生态系统碳交换的影响

为深入了解降水格局改变和氮沉降增加对荒漠草原生态系统碳交换的影响机制，于2017年在宁夏荒漠草原设立了降水量变化（减少50%、减少30%、自然降水量、增加30%以及增加50%）和氮添加（0和5 g m^-2 a^-1）的野外试验，研究了2019年生长季（5-10月份）净生态系统碳交换（Net ecosystem carbon exchange，NEE）、生态系统呼吸（Ecosystem respiration，ER）和总生态系统生产力（Gross ecosystem productivity，GEP）的时间动态，分析了三者与植被组成以及土壤属性的关系。NEE、ER和GEP日动态和月动态均呈先增加后降低，NEE在整个生长季表现为净生态系统碳吸收。0和5 g m^-2 a^-1氮添加下，减少降水量显著降低了NEE、ER和GEP （P<0.05），增加30%降水量显著提高了三者（P<0.05）。相同降水量条件下，氮添加不同程度地提高了NEE、ER和GEP，且其效应在增加50%降水量时较为明显。净生态系统碳吸收（-NEE）、ER和GEP与群落生物量、牛枝子（Lespedeza potaninii）以及草木樨状黄芪（Astragalus melilotoides）生物量正相关。三者亦随Patrick丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数的增加而增加。本文结果意味着，减少降水量降低了土壤水分和养分有效性、抑制了植物生长，从而降低了生态系统碳交换。适量增加降水量则可能通过提高土壤含水量、刺激土壤酶活性、调节土壤C ： N ： P平衡特征等途径，促进了植物生长和物种多样性，从而提高了生态系统碳汇功能；氮添加亦促进了生态系统碳交换，但其与降水的交互作用尚不明显，需通过长期观测进行深入探讨。     

干旱绿洲区枸杞林地面节肢动物功能群结构季节分布特征

为了解枸杞林地面节肢动物功能群结构季节分布特征,以宁夏绿洲枸杞林为研究对象,于2018年的春、夏、秋季节,采用陷阱诱捕法,调查了地面节肢动物功能群季节分布特征及其与环境因子之间的关系。结果显示:(1)枸杞林地面节肢动物功能群包括植食性、捕食性、腐食性和杂食性动物,个体数分别占6.31%、86.75%、2.01%和4.89%,其中以捕食性动物为主。(2)植食性地面节肢动物个体数和生物量表现为春季显著高于秋季,夏季居中;类群数表现为夏季显著高于秋季,春季居中。捕食性地面节肢动物生物量表现为夏季和秋季显著高于春季;个体数和类群数在不同季节间均无显著差异。腐食性地面节肢动物个体数、生物量和类群数在不同季节间均无显著差异。杂食性地面节肢动物个体数和类群数表现为春季显著高于夏季,秋季居中;生物量在不同季节间均无显著差异。(3)相关分析表明,捕食性地面节肢动物个体数与土壤含水量呈正相关关系,腐食性地面节肢动物个体数与土壤全磷呈正相关关系,杂食性地面节肢动物与土壤全氮呈正相关关系。但植食性地面节肢动物个体数则与土壤含水量呈负相关关系,杂食性地面节肢动物个体数与土壤温度和土壤全碳呈负相关关系。(4)pRDA分析表明,土壤含水量是影响地面节肢动物功能群结构季节分布的主要环境因子。结论:随着季节更替,宁夏干旱绿洲区枸杞林地面节肢动物的功能群组成差异较大,功能多样性差异较小。说明每个功能群的个体数和类群数对季节变化敏感,但功能多样性较稳定。     

Light and heavy fractions of soil organic matter in response to climate warming and increased precipitation in a temperate steppe

Soil is one of the most important carbon (C) and nitrogen (N) pools and plays a crucial role in ecosystem C and N cycling. Climate change profoundly affects soil C and N storage via changing C and N inputs and outputs. However, the influences of climate warming and changing precipitation regime on labile and recalcitrant fractions of soil organic C and N remain unclear. Here, we investigated soil labile and recalcitrant C and N under 6 years' treatments of experimental warming and increased precipitation in a temperate steppe in Northern China. We measured soil light fraction C (LFC) and N (LFN), microbial biomass C (MBC) and N (MBN), dissolved organic C (DOC) and heavy fraction C (HFC) and N (HFN). The results showed that increased precipitation significantly stimulated soil LFC and LFN by 16.1% and 18.5%, respectively, and increased LFC:HFC ratio and LFN:HFN ratio, suggesting that increased precipitation transferred more soil organic carbon into the quick-decayed carbon pool. Experimental warming reduced soil labile C (LFC, MBC, and DOC). In contrast, soil heavy fraction C and N, and total C and N were not significantly impacted by increased precipitation or warming. Soil labile C significantly correlated with gross ecosystem productivity, ecosystem respiration and soil respiration, but not with soil moisture and temperature, suggesting that biotic processes rather than abiotic factors determine variations in soil labile C. Our results indicate that certain soil carbon fraction is sensitive to climate change in the temperate steppe, which may in turn impact ecosystem carbon fluxes in response and feedback to climate change.     

Soil drying and nitrogen availability modulate carbon and water exchange over a range of annual precipitation totals and grassland vegetation types

Increased intensity in precipitation events and longer periods of water deficit are predicted as a general trend under future climate scenarios with potentially large effects on terrestrial ecosystem function. The primary objective of this study was to understand how variation in the intensity of precipitation inputs followed by intermittent soil drying events influence leaf and ecosystem carbon dioxide (CO₂) and water exchange in a California annual grassland mesocosm experiment. We further examined how nitrogen (N) availability, and differences in plant community composition (grass-forb combinations) affected gas exchange responses to the precipitation treatments. Net ecosystem CO₂ exchange (NEE) and evapotranspiration (ET) increased significantly with greater precipitation and were positively correlated with soil moisture. A repeated 10-day soil drying period, following 11 days of watering, strongly depressed NEE over a range of annual precipitation totals (297, 657 and 987 mm), and plant community types. Ecosystem dark respiration ( R _e) and leaf level photosynthesis ( A _max) showed greater sensitivity to periods of soil drying in the low precipitation plots (297 mm). N additions significantly increased NEE and R _e, particularly as water availability was increased. Across the range of precipitation totals and plant community types, intermittent periods of soil moisture deficit and native soil N availability constrained leaf and ecosystem level CO₂ exchange, while the influence on water vapor exchange was less pronounced.     

Effects of nitrogen and water addition on trace element stoichiometry in five grassland species

A 9-year manipulative experiment with nitrogen (N) and water addition, simulating increasing N deposition and changing precipitation regime, was conducted to investigate the bioavailability of trace elements, iron (Fe), manganese (Mn), copper (Cu), and zinc (Zn) in soil, and their uptake by plants under the two environmental change factors in a semi-arid grassland of Inner Mongolia. We measured concentrations of trace elements in soil and in foliage of five common herbaceous species including 3 forbs and 2 grasses. In addition, bioaccumulation factors (BAF, the ratio of the chemical concentration in the organism and the chemical concentration in the growth substrate) and foliar Fe:Mn ratio in each plant was calculated. Our results showed that soil available Fe, Mn and Cu concentrations increased under N addition and were negatively correlated with both soil pH and cation exchange capacity. Water addition partly counteracted the positive effects of N addition on available trace element concentrations in the soil. Foliar Mn, Cu and Zn concentrations increased but Fe concentration decreased with N addition, resulting in foliar elemental imbalances among Fe and other selected trace elements. Water addition alleviated the effect of N addition. Forbs are more likely to suffer from Mn toxicity and Fe deficiency than grass species, indicating more sensitivity to changing elemental bioavailability in soil. Our results suggested that soil acidification due to N deposition may accelerate trace element cycling and lead to elemental imbalance in soil–plant systems of semi-arid grasslands and these impacts of N deposition on semi-arid grasslands were affected by water addition. These findings indicate an important role for soil trace elements in maintaining ecosystem functions associated with atmospheric N deposition and changing precipitation regimes in the future.     

Responses of Plant Community Composition and Biomass Production to Warming and Nitrogen Deposition in a Temperate Meadow Ecosystem

Climate change has profound influences on plant community composition and ecosystem functions. However, its effects on plant community composition and biomass production are not well understood. A four-year field experiment was conducted to examine the effects of warming, nitrogen (N) addition, and their interactions on plant community composition and biomass production in a temperate meadow ecosystem in northeast China. Experimental warming had no significant effect on plant species richness, evenness, and diversity, while N addition highly reduced the species richness and diversity. Warming tended to reduce the importance value of graminoid species but increased the value of forbs, while N addition had the opposite effect. Warming tended to increase the belowground biomass, but had an opposite tendency to decrease the aboveground biomass. The influences of warming on aboveground production were dependent upon precipitation. Experimental warming had little effect on aboveground biomass in the years with higher precipitation, but significantly suppressed aboveground biomass in dry years. Our results suggest that warming had indirect effects on plant production via its effect on the water availability. Nitrogen addition significantly increased above- and below-ground production, suggesting that N is one of the most important limiting factors determining plant productivity in the studied meadow steppe. Significant interactive effects of warming plus N addition on belowground biomass were also detected. Our observations revealed that environmental changes (warming and N deposition) play significant roles in regulating plant community composition and biomass production in temperate meadow steppe ecosystem in northeast China.     

荒漠草原植物群落结构及其稳定性对增水和增氮的响应

通过在荒漠草原开展增水和增氮野外控制试验,研究增水和增氮对荒漠草原植物群落结构、物种多样性及群落稳定性的影响。结果表明：（1）增水和增氮处理显著影响了荒漠草原植物群落结构和地上生物量,而对植物群落稳定性影响不显著（P>0.05）。增水处理显著增加了豆科和禾本科植物地上生物量（101.3%和57.9%）（P<0.05）;增水+增氮处理显著增加了植物群落盖度（43.2%）和地上生物量（112.4%）及不同功能群（禾本科和杂类草）植物盖度（75.5%和47.3%）和地上生物量（139.3%和85.7%）（P<0.05）。与增氮处理相比,增水+增氮处理显著增加了植物群落和不同功能群（禾本科和杂类草）植物高度、盖度和地上生物量（P<0.05）。（2）增水、增氮和增水+增氮处理均显著降低了植物群落Pielou指数（11.7%、8.7%和10.2%）（P<0.05）。（3）增水和增水+增氮处理提高了荒漠草原植物群落稳定性,而增氮处理降低了荒漠草原植物群落稳定性。增水处理荒漠草原植物群落稳定性效应大于增水+增氮处理。研究表明,荒漠草原植物群落结构受到氮沉降和降水增加的共同影响。增加降水对荒漠草原植物群落稳定性的积极效应可能会抵消部分氮沉降的消极影响,荒漠草原植物群落地上生物量及群落稳定性可能有所增加。