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土壤氮素和水分是植物生长的主要限制因子,影响植物的生长发育及分布,导致植物群落结构的改变。那么全球降水格局的变化和氮沉降的增加必将深刻影响森林生态系统的结构和功能。研究氮素和降水对古田山中亚热带森林植物的生长及生理过程的影响具有重要意义,将为我国开展相关研究和探讨全球变化的背景下中亚热带森林动态及其保护和管理提供参考。
我们选取古田山中亚热带常绿阔叶林五种常见植物,设置了双因素氮肥(对照和施氮)和降水(对照、减少30％降水和增加30％降水)的控制实验,施氮量为10g·m-2·y-1NH4NO3,播种的实验材料直接于野外自然条件下生长,探讨五个树种幼苗的生长和生理对氮素和降水的响应,经过三个生长季节的处理发现:
1)不同树种幼苗对氮素的响应存在差异。施氮促进了杜英、枫香和木荷的苗高和基茎的生长以及全株生物量的提高。并且对杜英和枫香的促进作用在第一个生长季就表现出来,对木荷在第二个生长季才表现出来。施氮只促进了马尾松的侧枝和叶片生物量以及青冈的侧枝生物量的增长,并且对青冈根生物量有减少的趋势。
2)施氮在第二个生长季提高了杜英和木荷的叶重比以及枫香和青冈的枝重比,在第三个生长季提高了杜英、枫香和木荷的茎重比以及青冈和马尾松的枝重比,地上物质分配比例的增加以地下物质分配比例为代价,施氮后降低了枫香、杜英、木荷和青冈的根重比和根冠比。
3)增加降水促进了杜英的快速生长,降低了杜英的根冠比,但在增加降水处理中施氮,氮肥的促进作用不显著。减少降水对各物种生长无显著影响。
4)在生长季末期,施氮提高了杜英和枫香的光合作用以及最大光化学效率,对其他物种作用不显著。降水对各物种的生理指标作用均不显著。