增温和氮素添加对内蒙古荒漠草原植物生殖物候的影响

植物物候是响应气候变化的敏感生物指示性状,在气候变暖并伴随着大气氮沉降增加的背景下,物候变化是气候变迁导致群落结构和生态系统功能变化的重要机制。本研究在以短花针茅(Stipa breviflora)为建群种的内蒙古荒漠草原设置了增温、氮素添加及其交互作用的实验平台,对短花针茅、木地肤(Kochia prostrata)、银灰旋花(Convolvulus ammannii)和细叶韭(Allium tenuissimum)4种多年生优势植物的开花、结实等物候期和生殖生长持续时间进行连续3个生长季(2008—2010年)的观察,植物物候观测采用定株标记,并对各植株上所有物候状态进行打分并以其非加权平均值作为植株整体物候分值,全年观测结束后将植株的物候分值随时间的变化利用Richards方程进行拟合,最终根据回归方程计算植物各物候期。结果表明:1)在3个生长季中,增温使4个植物种的平均开花、结实时间分别显著地提前了2.28和1.88 d·a-1;2)氮素添加对这些植物种的开花和结实时间都没有显著性影响;3)同时进行增温和氮素添加处理使植物的平均开花、结实时间分别提前1.75和1.53 d·a-1,但2种处理之间没有交互作用;4)增温使这些植物的平均生殖生长持续时间显著延长0.84 d·a-1,使短花针茅和木地肤生殖生长持续时间分别延长了1.20和3.25d·a-1。氮素添加使细叶葱的平均生殖持续时间显著缩短了1.52 d·a-1。这些结果揭示了气温升高和氮沉降影响下荒漠草原优势植物生殖物候的变化,将为分析不同种植物对各类资源需求规律的变化提供直接的实验证据,对于进一步预测全球变化背景下种间竞争格局和群落结构的演变趋势具有重要参考价值。