【摘 要】
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早春植物作为天然次生林中一个特殊的生态层,是应对全球气候变化一个具有研究价值的重要植物类型。大气氮沉降增大是导致全球气候变化的主要驱动因素之一,其生态效应已成为当前热点研究方向。为研究长白山天然次生林林下早春植物对氮添加的响应,阐明了早春植物在氮添加条件下的生存策略及功能特征。本研究在长白山露水河试验林内进行氮添加控制试验,试验样地共设置3个水平梯度处理,即对照(CK,0 g N m-2 yr-1
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（41575137,41773075）；
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早春植物作为天然次生林中一个特殊的生态层,是应对全球气候变化一个具有研究价值的重要植物类型。大气氮沉降增大是导致全球气候变化的主要驱动因素之一,其生态效应已成为当前热点研究方向。为研究长白山天然次生林林下早春植物对氮添加的响应,阐明了早春植物在氮添加条件下的生存策略及功能特征。本研究在长白山露水河试验林内进行氮添加控制试验,试验样地共设置3个水平梯度处理,即对照(CK,0 g N m-2 yr-1)、低氮(LN,2.5 g N m-2 yr-1)、高氮(HN,5.0 g N m-2 yr-1),对样地内7种早春植物进行采样,并测定了早春植物的净光合速率、叶片/根系形态性状、地上/地下生物量以及生态化学计量等指标,结果表明:（1）低氮处理下早春植物的净光合速率显著增加,而氮添加过量,则使其叶片的净光合速率显著降低。氮添加导致叶片中氮含量持续增加,破坏了早春植物自身的养分平衡,从而抑制了净光合速率。不同科类早春植物中,毛茛科为低氮正向响应型兼高氮负向响应型植物,罂粟科为施氮负向响应型植物,百合科为施氮正向响应型植物。（2）氮添加对早春植物地上形态的叶面积、比叶面积和株高未有显著影响,随着施氮水平的提升,株高呈上升趋势,但叶面积和比叶面积呈下降趋势。百合科早春植物的株高和毛茛科早春植物的黑水银莲花、菟葵和拟扁果草叶面积均显著增加。（3）对于试验中早春植物地下根系形态性状来看,增氮处理增加了早春植物的总根长、总根表面积,根平均直径则显著减少。毛茛科和百合科早春植物的根系形态特征指标均为上升趋势,罂粟科早春植物则表现出相反的趋势。（4）氮添加可促进早春植物地上生物量的积累,尤其是叶和茎生物量。而根冠比随施氮量的增加显著减少约16.2%～27.9%,说明更多生物量分配给地上部分。氮添加下不同种类的早春植物的生长策略会使土壤中的营养物质分配到地上部分,而根冠比均显著减小,从而使其生物量分布模式发生明显变化。（5）氮添加使早春植物地上/地下部分的N含量、N:P和C:P显著增加,地上部分的C:N显著降低,而C、P含量则相对比较稳定。地上部分的N含量要高于地下部分,早春植物的生长策略更倾向地上部分的氮素吸收。同时早春植物N:P显著增加,进一步加剧该地区的磷限制。综上所述,氮添加改变了早春植物的净光合速率、地上/地下形态性状,生物量及生态化学计量,也就是说早春植物在不同的土壤营养条件下,通过一系列的变化调整养分的生长策略,从而对森林生态系统的物质循环和碳分配格局产生重要的影响。
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