氮沉降增加对宁夏荒漠草原植物碳氮磷生态化学计量特征的影响

大气N沉降增加影响着生态系统C、N、P循环，而这几种元素的循环过程是相互耦合的，因此，研究N沉降增加对植物和土壤C、N、P生态化学计量学特征的影响，对于认识生态系统生物地球化学循环如何响应N沉降增加具有重要意义。本项目拟以宁夏荒漠草原为研究对象，设置N沉降增加的野外模拟实验，通过分析植物和土壤C、N、P生态化学计量学特征的季节动态及其与植物生长、养分吸收、分配和回收的关系，探讨N沉降增加对植被-土壤系统C、N、P平衡特征的影响，揭示植物和土壤C、N、P生态化学计量学特征对植物生长养分限制的指示作用，为进一步阐明N沉降增加对我国北方荒漠草原植被-土壤系统C、N、P循环的影响提供新思路，并最终为我国脆弱生态系统恢复和适应性管理提供科学依据和借鉴。

大气N沉降增加影响着生态系统的C、N、P循环，而这几种元素的循环过程是相互耦合的，因此，研究N沉降增加对植物和土壤C、N、P生态化学计量学特征的影响，对于认识生态系统生物地球化学循环如何响应N沉降增加具有重要意义。本项目以宁夏荒漠草原为研究对象，开展了N沉降增加的野外模拟试验。考虑到在添加N的同时，不仅人为地增加了试验地的降水量，而且可能使养分限制类型发生转变，补充设置了水分添加和N:P供给比改变的控制试验。结果表明，1）短期N添加对荒漠草原植物和土壤C:N:P计量特征的影响较小，但一定程度上提高了土壤N:P比，因此缓解了N限制，增强了植物绿叶N摄取和生长速率、促进了植物生物量积累和枯片分解质量、降低了N回收能力。植物C:N:P具有明显季节变化特点，总体来讲生长速率与叶片C:N比负相关，与C:P比和N:P比的相关性随物种和生长发育阶段不同而异；2）较多的水分供给导致土壤N损失增加，从而降低了土壤全N含量和N:P比、增强了枯叶N回收能力、抑制了植物生长速率，证实了水分在介导荒漠草原植物和土壤对大气N沉降增加的响应方面发挥着重要作用；3）N:P供给比增加，使土壤全P含量和速效P浓度降低，土壤和植物C:P比和N:P比增加，导致P受限性增加，进而枯叶P回收能力提高。可见，荒漠草原土壤和植物N:P比对于生物量和养分回收能力的养分受限性具有一定的指示作用，但受物种间相互作用的影响。本项目的研究结果，不仅为进一步阐明N沉降增加对我国北方荒漠草原植被—土壤系统C、N、P循环的影响提供新思路，而且可为我国脆弱生态系统恢复和适应性管理提供科学依据和借鉴。