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喀斯特地貌,又称岩溶地貌,通常分布于亚热带地区,其生态环境脆弱、稳定性差,极易因外界环境因子的变化而影响生态系统中的生物组成和生产力。中国西南地区是最大的喀斯特地貌连续带,具有岩石裸露率高、土层浅薄而渗漏性强等生境特点,导致降雨时水分快速下渗,土壤表层水分亏缺,临时性干旱经常发生。另一方面,喀斯特地貌分布地区降水十分丰富,因此自然环境下该地区的生境经常出现反复干湿交替的特点。氮是植物生长所需的最重要的元素之一,影响着植物体的生长、发育和繁殖,最终影响着生态系统的生产力。近年来由于人类活动的影响增加了大气中的活性氮含量,导致喀斯特生态系统中土壤的N含量明显增加。在全球气候变化背景下,N素增加对生长在喀斯特地区干湿交替生境中的植物具有何种影响,是目前研究的热点之一。本研究以喀斯特地区适生草本植物苍耳((anthium sibirium)和三叶鬼针草(Bidens pilosa)为研究对象,通过大棚N添加(设置对照即不添加N(N-)和添加N(N+)两个N处理水平)和水分控制实验(设置对照CK组、干旱1周后复水DW-1组、干旱2周后复水DW-2组、干旱3周后复水DW-3组和干旱D组5个水平),从生长和生物量分配、光合作用和叶绿素荧光、元素吸收和分配格局3个方面来探究不同水分处理下喀斯特适生草本植物对N添加的生长生理响应,以期为喀斯特地区未来干湿交替生境下的植被恢复提供理论参考。初步研究结果如下:(1)与对照相比,干旱限制了苍耳和三叶鬼针草的生长:地上部分的生物量的积累降低,叶面积减小,根系延伸、增粗和吸收面积受限,干旱后复水(即干湿交替)组具有一定程度的补偿效应,且随着干旱时间的延长受到干旱的限制作用增加。N添加促进了各水分处理条件下苍耳和三叶鬼针草的地上部分和地下部分的生长:植株高度增加,叶面积增大,根系延伸、增粗、吸收面积均增大,对苍耳DW-2和三叶鬼针草DW-3的促进作用最大。整体而言,N添加对干湿交替的促进作用大于干旱组,对地上部分的促进作用大于地下部分。(2)干旱较对照显著降低了苍耳和三叶鬼针草叶片的净光合速率,其主要原因是气孔导度显著降低,对三叶鬼针草水分利用效率的影响程度大于苍耳。干旱胁迫没有对苍耳和三叶鬼针草的光合结构产生明显的损伤,最大光能转化效率Fv/Fm、PS Ⅱ实际光能转化效率、ΦPS Ⅱ和电子传递速率ETR显著降低,热耗散增多。干湿交替处理组植株的气孔导度明显低于干旱组,干旱后复水没有显著增加PS Ⅱ实际光能转化效率ΦPS Ⅱ和电子传递速率ETR,因此净光合速率最低,随着干旱时间的延长,净光合速率降低。N添加显著提高了干湿交替处理(除DW-1)下苍耳和三叶鬼针草的气孔导度和水分利用效率,其促进作用大于干旱组,干旱后复水组(干湿交替)各参数指标能得到一定程度的恢复,且随着干旱时间的延长促进作用减弱,其中对苍耳和三叶鬼针草促进程度最大的分别为DW-2和DW-3。(3)干旱降低了苍耳和三叶鬼针草根、茎、叶中C、N、P元素含量(影响程度N、P>C),植株3种元素积累降低。根、茎、叶各组分3种元素的分配格局不同:根系中的N和P元素分配百分比增加,茎中的C、N、P元素分配百分比升高,相反,叶片中3种元素分配百分比相对降低。干旱后复水(干湿交替)组对苍耳和三叶鬼针草植株C、N、P总含量具有一定程度的补偿效应,其值大于干旱组,且随着干旱时间的延长3种元素的积累下降不明显。N添加均增加了不同水分处理条件下植株C、N和P积累,但促进程度因不同土壤水分条件而不同,且在各组分中的分配格局也存在着差异:干旱降低了根系P元素的百分比,提高了茎中C、N、P元素的百分比,降低了叶片中C、N、P元素的百分比,N添加对干旱后复水(干湿交替)处理条件下植株3种元素积累的促进作用小于对照CK组而大于干旱D组,其对叶片3种元素积累的影响程度大于根系和茎,且随着干旱时间的延长,各干湿交替处理组之间无显著差异。整体而言,水分处理对苍耳元素含量的影响较三叶鬼针草小,N添加提高了植株C、N、P积累,对叶片的影响程度最大,提高了植物对P的吸收效率。研究结果表明喀斯特地区土壤水分亏缺降低了光合能力和元素吸收效率,从而限制了苍耳和三叶鬼针草生长、地上部分生物量的积累,降低了植株C、N、P,且改变了有限的资源的分配。干旱后复水(即干湿交替处理)均具有补偿作用元素的积累,但随着干旱时间的延长补偿作用减弱。N添加对苍耳和三叶鬼针草生长、生理、元素吸收与分配均有一定程度的促进作用,其促进作用强弱因土壤水分条件的不同而异,总体呈:对照组>干湿交替组>干旱组。因此,外源N添加增强了喀斯特适生草本植物对干旱的适应性,促进了其在干湿交替生境下的生长,对三叶鬼针草生长和生理的促进作用较苍耳大。