【摘 要】
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为研究降水变化和大气氮沉降对毛乌素沙地柠条（Caragana korshinskii）固沙恢复区草本层植被和土壤特征的影响,本研究以毛乌素沙地生态恢复区柠条固沙地为研究对象,比较不同水氮添加处理对草本层植被和土壤特征的影响,采用随机区组设计,设置4个水、氮添加水平,即水添加量分别为不增加（W0）、增加近30年平均降水量的33%（W1）、增水66%（W2）和增水100%（W3）,氮添加量分别为 0g
【基金项目】
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宁夏重点研发项目（引才专项）（2019BEB04011）； 国家人社部高层次留学人才回国资助项目（人社厅函[2019]160号）； 宁夏自然科学基金项目（2020AAC03273）；
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为研究降水变化和大气氮沉降对毛乌素沙地柠条（Caragana korshinskii）固沙恢复区草本层植被和土壤特征的影响,本研究以毛乌素沙地生态恢复区柠条固沙地为研究对象,比较不同水氮添加处理对草本层植被和土壤特征的影响,采用随机区组设计,设置4个水、氮添加水平,即水添加量分别为不增加（W0）、增加近30年平均降水量的33%（W1）、增水66%（W2）和增水100%（W3）,氮添加量分别为 0gN·m-2·a-1（N0）、5gN·m-2·a-1（N1）、10gN·m-2·a-1（N2）、20g N·m-2·a-1（N3）,每个试验小区随机选取1个水添加水平和1个氮添加水平进行组合,每个水或氮添加水平在每个区组中仅选择1次,形成16个处理,为1个区组,共设置4个区组,进行水氮添加试验,主要的研究结果如下:（1）毛乌素沙地柠条固沙恢复区草本植物主要由一、二年生植物组成,水氮添加使多年生禾草短花针茅（Stipa breviflora）重要值增加,一年生杂草刺沙蓬（Salsola tragus）重要值有所降低;水氮添加显著影响了草本层植被的地上生物量和盖度,随着氮添加梯度的增加,草本植物群落地上生物量呈先升高后降低的趋势,盖度呈显著增加的趋势（P＜0.05）,地上生物量和盖度均在W2N2处理下达到最大值;多样性指数、优势度指数和均匀度指数均在N3水平最小。（2）水分添加对土壤含水量和电导率均有显著影响,氮素添加显著降低了 10-20 cm 土层土壤pH（P＜0.05）,对0-10 cm土层土壤pH影响不显著（P＞0.05）;氮素添加使土壤粗砂含量显著降低,土壤黏粉粒含量显著增加（P＜0.05）。水氮添加使土壤全氮和碱解氮显著增加,均在N3水平达到最大（P＜0.05）;氮素添加对土壤全磷、速效磷和全碳无显著影响（P＞0.05）;0-10 cm 土层,土壤有机碳在W1N3处理下最大,为6.08 g·kg-1,10-20 cm 土层,土壤有机碳在W3N1处理下最大,为5.23 g·kg-1。（3）冗余分析显示土壤速效钾、碱解氮、有效磷显著影响草本植被物种多样性变化（P＜0.05）。综上所述,水氮添加缓解了柠条固沙恢复区草本植被生长发育受到的水氮限制,适度的水氮添加提高了沙地草本层植被的地上生物量和盖度,高氮水平处理降低了沙地草本层植被的生物多样性。在未来可能的气候变化背景下,水分和氮素增加将会促进柠条固沙恢复区草本植被的恢复,使生态系统的结构和功能发生变化,从而对区域荒漠化恢复过程产生深远的影响。
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