降水梯度上水养处理对黄土高原生态系统一些养分过程的影响

Despite the importance of plant and soil nutrient processes for plant growth and biogeochemical cycles, it remains unclear how C, N, and P cycles couple to each other and their responses to global change and anthropological activities. Given the water and nutrient limitation in Loess Plateau ecosystems, we will address the temporal and spatial changes in C, N, and P processes along a precipitation gradient in Loess Plateau and the underlying environmental mechanisms that control long-term adaptation of plant nutrient strategies and coupled biogeochemical cycles. Simultaneously, we will explore the single and interactive effects of manipulative water and nutrient treatments on related nutrient processes in order to reveal the short-term mechanisms in response to environmental disturbances that possibly differ from long-term mechanisms. In comparison to other terrestrial ecosystems, we are expected to clarify the particular and universal mechanisms between Loess Plateau and other ecosystems, allowing us better understand how global change affects plant growth and ecosystem processes via providing more reliable parameters for modeling terrestrial productivity and biogeochemical cycles.

植物和土壤的养分过程是影响植物生长和元素生物地球化学循环的重要环节，但关于碳氮磷之间的耦联及其对全球变化及人类活动的响应等还不清楚。鉴于水养是我国黄土高原生态系统主要限制因子的特点及本区域的土壤特殊性，本项目拟利用我国黄土区东南-西北方向自然形成的降水量梯度，研究本区域碳氮磷养分过程的区域时空变异规律并探讨适应自然降水量梯度而反映长期时间尺度上的环境驱动机制。同时在这一降水梯度上设置水养两因素交互作用控制实验处理，以了解黄土高原生态系统对水养变化因素的短期响应机制和区域反应特征及其与长期适应规律的异同性。并与其它生态系统相比较，从而揭示生态系统养分过程变化规律及其对外部干扰因素短期响应与长期适应机理的普遍性与特殊性，进而解释陆地生态系统与环境变化的相互作用机制，为陆地生物地球化学循环模型预测和检验提供可靠的参数，从而更好地准确理解全球变化影响陆地植物和生态系统的机理和未来趋势。

植物和土壤的养分过程是影响植物生长和元素生物地球化学循环的重要环节，但关于碳氮磷之间的耦联及其对全球变化及人类活动的响应等还不清楚。鉴于水分与养分是我国黄土高原生态系统主要限制因子的特点以及本区域的土壤特殊性，本项目利用我国黄土区东南-西北方向自然形成的降水量梯度，研究本区域碳氮磷养分过程的区域时空变异规律并探讨适应自然降水量梯度而反映长期时间尺度上的环境驱动机制。同时在这一降水梯度上设置水分与养分两因素交互作用控制实验处理，以了解黄土高原生态系统对水养变化因素的短期响应机制和区域反应特征及其与长期适应规律的异同性。研究发现，我国黄土高原生态系统的生物地球化学过程即具有普遍性，又具有自身的特殊性，特别是磷这一元素，发挥着重要作用。也研究了本区微生物过程的空间分布（包括深达20米的垂直分布）及其对水分与养分的响应。同时与其它生态系统相比较，从而揭示不同生态系统养分过程变化规律及其对外部干扰因素短期响应与长期适应机理的普遍性与特殊性，进而解释陆地生态系统与环境变化的相互作用机制，为陆地生物地球化学循环模型预测和检验提供可靠的参数，更好地准确理解全球变化影响陆地植物和生态系统的机理和未来趋势。这些研究成果对推动我国地下生态学研究等也具有较为重要的学术价值。