【摘 要】
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全球气候变暖导致了降水格局的变化,从而对草原生态系统的养分循环产生一定影响。养分回收作为植物养分循环利用方式之一,是植物与土壤间的养分循环的重要手段。内蒙古短花针茅荒漠草原地处干旱半干旱区,对大气温度和降水量变化十分敏感。分析降水变化对荒漠草原植物养分回收的影响,有助于更好地了解和预测荒漠草原植物对降水变化的适应模式。本研究依托开展6年的模拟降水野外试验平台,采用完全随机区组设计方案,设置4种不同
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全球气候变暖导致了降水格局的变化,从而对草原生态系统的养分循环产生一定影响。养分回收作为植物养分循环利用方式之一,是植物与土壤间的养分循环的重要手段。内蒙古短花针茅荒漠草原地处干旱半干旱区,对大气温度和降水量变化十分敏感。分析降水变化对荒漠草原植物养分回收的影响,有助于更好地了解和预测荒漠草原植物对降水变化的适应模式。本研究依托开展6年的模拟降水野外试验平台,采用完全随机区组设计方案,设置4种不同的降水量处理,分别是减水50%、自然降水、增水50%和增水100%,本试验以研究区内5个主要物种短花针茅（Stipa breviflora）、无芒隐子草（Cleistogenes songorica）、银灰旋花（Convolvulus ammannii）、冷蒿（Artemisia frigida）和木地肤（Kochia prostrata）进行研究,测定成熟叶片和衰老叶片的氮（N）、磷（P）含量,计算养分回收效率,同时对不同处理下的土壤理化指标及微生物进行了测定。主要研究结果如下:（1）在2020年,减水50%显著降低了土壤含水量和微生物生物量氮,增加了土壤无机氮和全磷（P＜0.05）,增水50%显著提高了土壤含水量、p H值（P＜0.05）,增水100%显著提高了土壤含水量、p H值和有机碳（P＜0.05）。在2021年,减水50%显著降低了土壤含水量（P＜0.05）、提高了土壤无机氮和有效磷（P＜0.05）,增水100%显著提高了土壤含水量、土壤p H值（P＜0.05）。（2）模拟降水对地上生物量的影响较大。在2020年,减水50%显著降低了短花针茅地上生物量（P＜0.05）,增水100%处理下,短花针茅、无芒隐子草和木地肤的地上生物量均显著提高（P＜0.05）。在2021年,增水100%显著提高了木地肤地上生物量（P＜0.05）,增水50%对地上生物量无显著影响（P＞0.05）。（3）模拟降水改变了植物叶片N、P含量和养分回收特征。在2020年,减水50%后,木地肤绿叶N含量和P含量显著降低（P＜0.05）,增加水分100%后,主要植物成熟叶片N、P含量和衰老叶片的N含量均显著降低（P＜0.05）,提高了氮回收度,降低了氮回收效率（NRE）（P＜0.05）,增水50%对叶片养分含量和养分回收效率无显著影响。在2021年,增水100%显著降低了主要植物成熟叶片N含量和NRE（P＜0.05）,显著提高了衰老叶片N含量（P＜0.05）,对PRE没有显著影响。（4）养分回收效率与成熟叶片养分含量之间呈显著正相关关系（P＜0.05）,而与衰老叶片养分含量之间呈显著负相关关系（P＜0.05）,叶片养分含量与土壤全磷存在显著负相关关系（P＜0.05）,成熟叶片N含量与土壤含水量存在显著负相关关系（P＜0.05）。模拟降水通过影响土壤理化指标和植物叶片养分含量间接改变NRE和PRE。综上所述,在荒漠草原中,增加降水量增大了植物地上生物量,叶片养分含量被稀释,降低了养分回收效率。衰老叶片养分含量是影响养分回收效率的内在决定因子,土壤全氮、全磷、无机氮是影响养分回收效率的关键因子。模拟降水通过影响土壤养分以及植物叶片养分含量间接影响养分回收效率。
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