【摘 要】
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自工业革命以来,大气氮沉降的急剧增加是全球气候变化研究的焦点,氮沉降中氮素化合物类型会因排放源相对贡献的不同而存在较大差异。氮沉降的量、组分及其持续时间对草原生态系统的结构和功能都有重要影响。我国已经成为继欧洲和北美之后的第三大氮沉降区,其中内蒙古温带草甸草原生态系统占我国草原面积较大,生物多样性丰富,且氮沉降背景值较低,研究其在氮沉降背景下土壤理化性质和叶功能性状的变化,有助于揭示草原生态系统对
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自工业革命以来,大气氮沉降的急剧增加是全球气候变化研究的焦点,氮沉降中氮素化合物类型会因排放源相对贡献的不同而存在较大差异。氮沉降的量、组分及其持续时间对草原生态系统的结构和功能都有重要影响。我国已经成为继欧洲和北美之后的第三大氮沉降区,其中内蒙古温带草甸草原生态系统占我国草原面积较大,生物多样性丰富,且氮沉降背景值较低,研究其在氮沉降背景下土壤理化性质和叶功能性状的变化,有助于揭示草原生态系统对氮沉降的初始响应。本文依托中国科学院沈阳应用生态研究所额尔古纳森林草原过渡带生态系统研究站,以内蒙古温带草甸草原常见草本植物羊草（Leymus chinensis）、披针叶野决明（Thermopsis lanceolata）、二裂委陵菜（Potentilla bifurca）和达乌里芯芭（Cymbaria daurica）为研究对象,选取平台中的三种氮素化合物类型,每种类型对应六个氮添加量。以土壤理化性质与植物叶功能性状为研究重点,探讨了草原土壤理化性质与植物叶功能性状对不同氮添加量及氮素化合物类型的响应;并进一步分析了氮添加下各植物叶功能性状之间及其与土壤理化性质的协同与权衡关系;最后比较了羊草和披针叶野决明2种代表植物在长期（7年）与短期（2年）氮沉降模拟下叶功能性状的响应。本论文得出以下主要结果:（1）氮添加量和氮素化合物类型显著影响土壤理化性质,植物叶功能性状只受氮添加量影响。随着氮添加量的增加,土壤铵态氮、硝态氮和总无机氮含量显著上升,土壤酸化现象加重,其中施用硫酸铵时酸化现象最严重;四种植物叶功能性状对氮添加的响应基本一致,随氮添加量增加植物叶氮含量、氮磷比和比叶面积显著增加,植物叶干物质含量显著降低,植物叶片通过改变自身的资源分配以适应氮添加量的增加,从而快速获取资源。（2）氮添加下植物叶功能性状间及其与土壤理化性质间有显著的协同与权衡关系。土壤铵态氮含量、硝态氮含量、总无机氮含量和土壤pH值与植物叶功能性状关系密切,土壤含水量与其无显著关系。四种植物的氮含量和氮磷比与土壤铵态氮含量、硝态氮含量和总无机氮含量呈显著正相关关系,与土壤pH值呈显著负相关关系。植物叶功能性状之间的关系因物种略有不同,但大多性状之间的关系是保守的,例如叶氮含量与比叶面积正相关,与叶干物质含量负相关,这些关系并不存在物种特异性。（3）长期与短期氮添加对植物叶功能性状的影响有显著差异。与短期氮添加相比,长期氮添加增加了植物的株高、比叶面积、叶氮含量和叶磷含量,降低了植物的叶干物质含量,这说明在长期氮沉降下植物采取“快速投资—收益”型策略。另外,研究发现长期氮添加下性状之间的关系更为紧密,羊草与披针叶野决明的叶功能性状都表现出更多的协同与权衡。本论文从氮素化合物类型（质）和氮添加剂量（量）两个角度模拟氮沉降,以土壤理化性质和叶功能性状为研究重点,探讨了内蒙古温带草甸草原土壤理化性质和植物叶功能性状对氮沉降的响应。本论文结果丰富了温带草甸草原土壤与植物对氮沉降响应的研究内容,有助于我们更精确地了解氮沉降背景下温带草甸草原生态系统的适应性策略,并为草原的适应性管理提供理论依据。
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