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作者:崔世东;杨俊杰;汤靖磊;朱毅;白璐;李安婷;韩兴国;任海燕;
单位:内蒙古农业大学草业学院/草地资源教育部重点实验室/内蒙古自治区草种质创新与草地资源可持续利用重点实验室;中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室;河北大学生命科学学院/生命科学与绿色发展研究所;
摘要:氮(N)是限制植物生长的关键元素,氮沉降增加已成为影响草原土壤-植物养分循环的重要驱动因素。然而,不同添加速率和频率对土壤-植物化学计量关系的影响机制仍不明确。本研究基于温带典型草原长期氮添加试验,设计3种氮添加速率[0、10、20 g N/(m~2·a)]和2种氮添加频率(一年2次和12次),研究表层土壤化学计量特征以及优势植物羊草和大针茅的碳(C)、N、磷(P)含量及其与生物量之间的关系。结果表明,氮添加显著提高土壤C、N含量并降低P含量,导致土壤C∶N下降、C∶P和N∶P升高。在高频率添加条件下,20 g N/(m~2·a)处理的土壤P含量降幅以及C∶P、N∶P的增幅均低于10 g N/(m~2·a)处理。此外,氮添加速率增加了植物N含量,降低了P含量,使植物C∶N降低,N∶P和C∶P升高;而氮添加频率对植物和土壤养分及其化学计量比均未表现出显著影响。路径分析表明,氮添加速率通过改变土壤和植物养分含量间接调控植物化学计量比,进而促进2种优势植物的地上和地下生物量增加,而氮添加频率无显著影响。本研究表明氮添加驱动植物由N限制向N饱和转变,并进一步加剧P限制,可能成为限制草原生态系统生产力提升的关键过程。
关键词:氮沉降;;土壤C∶N∶P;;植物C∶N∶P;;生态化学计量;;温带草原
基金资助:内蒙古自治区高等学校创新团队发展计划(NMGIR??T2403);; 内蒙古自治区杰出青年科学基金(2023JQ09);; 一流学科科研专项(YLXKZX-NND-002)