水、氮施用量对科尔沁沙地植被特征和叶性状的影响

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2020.00087

摘要/Abstract

摘要：

为了研究降雨格局变化和氮沉降对半干旱沙质草地植被特征和优势种叶性状的影响，设置自然降雨（W0）、减雨（W-60%与W-100%）和增雨（W＋60%与W+100%）5个水分处理及氮添加处理（20 g·m^-2·a^-1（N+）），进行水氮耦合试验。结果表明：（1）减雨（W-60%与W-100%）显著降低了群落盖度、地上生物量和凋落物量（P<0.05），增雨（W+60%）显著增加了叶面积（P<0.05），而比叶面积和叶干物质含量在不同降雨处理下无显著变化（P>0.05）；（2）氮添加显著增加了植物群落盖度、高度、地上生物量和叶面积，显著降低了叶干物质含量（P<0.05），而密度、凋落物量和比叶面积无显著变化（P>0.05）；（3）增雨（W＋60%与W+100%）处理下，氮添加显著增加了群落盖度（P<0.05），密度、地上生物量、凋落物量、叶面积和比叶面积在增雨60%和氮添加交互处理下达到最大值，减雨60%处理下，氮添加显著降低了叶干物质含量（P<0.05）。以上结果说明氮添加能缓解干旱对植物造成的影响，且适当增雨有利于氮素肥力的激发。

关键词: 降雨变化, 氮添加, 植被特征, 功能性状, 科尔沁沙地

Abstract:

To demonstrate the effects of changes in precipitation pattern and nitrogen deposition on the vegetation community characteristics and leaf traits of dominant species in semi-arid sandy grassland， we examined water and nitrogen interactions， using five levels of water treatment ［natural precipitation （W0）， reduced precipitation （W-60% and W-100%） and increased precipitation （W+60% and W+100%）］ and two nitrogen levels ［0（N0） and 20 g·m^-2·a^-1（N+）］. The results showed that：（1） precipitation reduction （W-60% and W-100%） significantly reduced community coverage， aboveground biomass and litter biomass （P<0.05）. The increased precipitation 60% significantly increased the leaf area （P<0.05）， while the specific leaf area and leaf dry matter mass had no significant change under different precipitation treatments （P>0.05）；（2） nitrogen addition significantly increased plant community coverage， height， aboveground biomass and leaf area， while significantly reduced leaf dry matter content（P<0.05）. Community density， litter biomass and specific leaf area had no significant change （P>0.05）；（3） nitrogen addition significantly increased the community coverage under the treatment of increasing precipitation （W+60% and W+100%， P<0.05）， and the community density， aboveground biomass， litter biomass， and leaf area reached the maximum under the interactive treatment of 60% precipitation increase and nitrogen addition， while nitrogen addition significantly reduced the leaf dry matter content under the treatment of 60% precipitation reduction （P<0.05）. The above results show that nitrogen addition can alleviate the impact of drought on plants， and proper precipitation increase is beneficial to the stimulation of nitrogen fertility.

Key words: precipitation change, nitrogen addition, vegetation characteristics, leaf traits, Horqin Sandy Land

中图分类号:

Q948.1

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图/表 7

表1 降雨、氮添加及其交互作用对科尔沁沙地植被特征和叶性状的影响（F值）

Table 1 Effects of precipitation, nitrogen addition and its interactions on community characteristics and leaf traits in Horqin Sandy Land

处理	盖度	密度	地上生物量	凋落物量	高度	叶面积	比叶面积	叶干物质含量
降雨	11.846^***	2.515	8.346^***	4.397^**	1.156	1.437	0.349	1.612
氮添加	12.533^**	3.016	5.943^*	2.604	4.853^*	5.223^*	0.112	12.864^**
降雨×氮添加	1.541	0.285	1.346	0.399	0.433	0.307	1.230	0.784

图1 不同降雨处理对科尔沁沙地植被特征的影响不同小写字母表示不同降雨处理间差异显著，P<0.05

Fig.1 Effect of precipitation treatments on community characteristics in Horqin Sandy Land

图2 氮添加对科尔沁沙地植被特征的影响不同小写字母表示不同氮添加处理间差异显著，P<0.05

Fig.2 Effect of nitrogen addition on community characteristics in Horqin Sandy Land

图3 水氮交互处理对科尔沁沙地植被特征的影响不同小写字母表示相同氮添加不同降雨处理间差异显著，P<0.05；*表示相同降雨不同氮添加处理间差异显著，P<0.05

Fig.3 Effect of water and nitrogen coupling on the community characteristics in Horqin Sandy Land

图4 不同降雨处理对科尔沁沙地植物群落优势种叶性状的影响不同小写字母表示不同降雨处理间差异显著，P<0.05

Fig.4 Effect of precipitation treatments on leaf traits of dominant species in Horqin Sandy Land

图5 氮添加对科尔沁沙地植物群落优势种叶性状的影响不同小写字母表示不同氮添加处理间差异显著，P<0.05

Fig.5 Effect of nitrogen addition on leaf traits of dominant species in Horqin Sandy Land

图6 水氮交互处理对科尔沁沙地植物群落优势种叶性状的影响不同小写字母表示相同氮添加不同降雨处理间差异显著，P<0.05；*表示相同降雨不同氮添加处理间差异显著，P<0.05

Fig.6 Effect of water and nitrogen coupling on leaf traits of dominant species in Horqin Sandy Land

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