不同降水条件下内蒙古荒漠草原主要植物物候对长期增温和氮添加的响应

植物物候是生态系统对气候变化响应的重要指示器, 是植物生产力与植被动态模拟的重要参数。但是植物物候对全球变化的响应是否存在年际间变异、年内变异、物种间变异或生境间变异, 以及如何改变, 目前仍然不明确。该研究基于内蒙古荒漠草原长期增温和氮添加实验平台, 选择优势植物短花针茅(Stipa breviflora)、冷蒿(Artemisia frigida)和木地肤(Kochia prostrata)为研究对象, 使用物候打分观测方法和Richards生长曲线拟合方法, 研究了实验处理第11、12和13年(2016-2018年)期间增温和氮添加对植物物候的影响。研究结果表明: (1)短花针茅开花时间集中在第129-145天, 冷蒿开花时间集中在第230-248天, 木地肤开花时间集中在第194-222天。增温、氮添加和增温+氮添加均使短花针茅和木地肤开花时间趋于提前, 冷蒿开花时间趋于推迟。(2)短花针茅结果时间集中在第134-148天, 冷蒿结果时间集中在第241-260天, 木地肤结果时间集中在第207-231天。增温、氮添加和增温+氮添加处理均使短花针茅和木地肤结果时间趋于提前, 冷蒿结果时间趋于推迟。(3)短花针茅生殖生长持续12-25天, 冷蒿生殖生长持续48-55天, 木地肤生殖生长持续45-77天。增温、增温+氮添加缩短了短花针茅而延长了冷蒿和木地肤的生殖生长时间。     

不同降水条件下荒漠草原植物的养分含量及回收对增温和氮素添加的响应

为了探讨荒漠草原植物养分回收特征对长期增温和氮素添加的响应以及自然降水变异对其的调控作用,该研究依托实施12年的模拟增温和氮素添加实验平台,在相对多雨的2016年(超过长期均值52%)和相对少雨的2017年(低于长期均值16%),以常见C_3植物银灰旋花(Convolvulus ammannii)和C_4植物木地肤(Kochia prostrata)为研究对象,测定分析绿叶和枯叶的氮磷含量及回收效率。结果表明:(1)在相对多雨年(2016年),增温使2种植物的绿叶氮、枯叶氮、绿叶磷、枯叶磷含量分别增加了14.32%、25.45%、17.97%和46.47%,氮、磷回收效率分别显著减小了9.41%和16.99%(P0.05);氮素添加使2种植物的绿叶氮、枯叶氮、绿叶磷、枯叶磷含量分别提高了17.32%、25.62%、20.21%和51.41%,而氮、磷回收效率显著降低了9.33%和18.89%(P0.05);增温+氮素添加共同处理显著增加了植物氮磷含量、降低了氮磷回收效率。(2)在相对少雨年(2017年),增温、氮素添加、增温+氮素添加处理对植物叶片氮磷含量、回收效率均无显著影响。(3)叶片氮磷含量在物种间差异极显著(P0.000 1),而氮磷回收效率在物种间无显著差异。(4)回归分析表明,植物叶片氮磷含量随着土壤无机氮、有效磷及含水量的增加而增加,植物氮磷回收效率则随着土壤养分和水分的可利用性的增加而降低。研究认为,荒漠草原植物养分回收对全球变化的响应受自然降水变异的调控。