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在荒漠生态系统中,植物生长通常受到氮素(N)和水分条件的共同限制。在这种环境中,植物的生存将部分取决于其采用何种适应策略。叶片性状的改变和养分回收是植物适应生境的重要策略。未来,中国北方干旱和半干旱区很可能面临氮沉降和降水持续增加等环境因子的变化。然而,这些变化及其相互作用会对荒漠植物的叶片性状和养分回收产生何种影响,目前知之甚少。本文以毛乌素沙地典型植被油蒿(Artemisia ordosica)群落为研究对象,通过连续两年(2015~2016)的氮素和水分添加野外模拟控制试验(包括2个氮素添加处理:N0,0kgN ha-1yr-1、N60,60kgN ha-1yr-1;3个水分添加处理:W0,自然降水、W20,增加20%降水、W40,增加40%降水),探究优势植物种灌木油蒿和禾本科草本赖草(Leymus secalinus)叶片性状和养分回收对氮素和水分添加及其交互作用的响应规律,旨在揭示荒漠生态系统中不同功能群植物对环境变化的适应策略。主要研究结果及结论如下: (1)氮素添加显著增加了土壤无机氮含量,增幅为144.90%;水分添加显著增加了土壤含水量,增幅为80.14%。氮素和水分添加及其交互作用对土壤速效磷(P)、有机碳、全氮、全磷含量及其化学计量比均无显著影响。 (2)氮素和水分添加显著增加了油蒿比叶面积,增幅分别为4.98%和5.49%;但对赖草比叶面积影响有限。氮素添加对油蒿和赖草成熟叶片C含量无显著影响,但显著增加了N含量、C∶P和N∶P,其中油蒿分别增加了4.60%、11.49%和17.15%,赖草分别增加了20.17%、10.80%和32.60%;降低了P含量和C∶N,其中油蒿分别下降了11.24%和4.66%,赖草分别下降了9.18%和18.29%。水分添加对赖草成熟叶片中的C、N、P含量及其化学计量比均无显著影响,但显著增加了油蒿成熟叶片N和P含量,增幅分别为4.67%和9.45%;同时显著降低了油蒿成熟叶片C含量、C∶N、C∶P和N∶P,降幅分别为1.00%、5.88%、8.74%和3.60%。此外,植物叶片各性状之间普遍存在显著相关性;叶片主要性状与土壤C∶N∶P化学计量学特征之间相关性比较微弱。 (3)氮素添加显著降低了油蒿和赖草叶片的氮素回收度,降幅分别为24.29%和21.03%,但提高了赖草叶片的磷素回收度,增幅为20.00%。氮素添加显著降低了油蒿叶片的氮素回收效率,降幅为16.31%,而对赖草无显著影响。氮素和水分添加对油蒿和赖草叶片的磷素回收效率均无显著影响。 (4)研究结果表明,氮素和水分添加对毛乌素沙地油蒿群落优势植物油蒿和赖草叶片性状均有明显影响,氮素对叶片性状和养分回收的影响比水分添加的影响更为显著。油蒿和赖草这两种不同功能群植物,对氮素和水分添加的响应不尽相同,呈现出不同的适应策略,油蒿的叶片性状和养分回收对氮素和水分添加的响应较为敏感,趋向于养分快速获取与利用的策略,而赖草表现出较强的稳定性,从而体现出养分保守策略。 综上所述,研究结果是对未来持续增加氮沉降和降水下荒漠植被养分利用策略研究的重要补充,揭示了荒漠生态系统中不同功能群物种对环境变化的适应策略,为深入理解全球环境变化背景下荒漠灌木群落结构的变化提供基础数据。