【摘 要】
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在全球大气氮沉降日益加剧的背景下,研究川西亚高山地区主要阔叶树种红桦(Betual albo-sinensis)幼苗在不同水、氮供应下的形态变化和生理机制,以了解该区主要植被的生长特性
【机 构】
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中国科学院成都生物研究所生态恢复重点实验室,中国科学院大学,成都理工大学材料与化学化工学院,
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在全球大气氮沉降日益加剧的背景下,研究川西亚高山地区主要阔叶树种红桦(Betual albo-sinensis)幼苗在不同水、氮供应下的形态变化和生理机制,以了解该区主要植被的生长特性,并可为森林生态系统的恢复重建提供一定的科学依据.采用两因素随机区组试验设计,设置5个水分梯度,即40%(W1)、50%(W2)、60%(W3)、80%(W4)、100%(W5)的土壤田间持水量(FC)和3个施氮梯度,即模拟氮沉降施加N 0(N0)、20(N1)、40(N2)g m-2 a-1的硝酸铵.结果显示:土壤水分和氮素及二者交互作用对生长和生理特征均具有显著(P<0.001)影响.表现为:1)幼苗生长(株高和基径)、叶片碳同化特征(最大净光合速率、叶绿素含量和叶片氮含量)及根系生理特征[呼吸速率、NH+4和NO-3净吸收速率及根系硝酸还原酶(NR)活性]均随土壤水分增加而增大,且在土壤水分为W4和W5时达到最大.根冠比的变化呈相反趋势.2)施氮在土壤水分不足(W1和W2)时除对基径、NO-3净吸收速率和NR活性无影响外,显著抑制了红桦株高及叶片和根系生理特征.而在水分充足(W4和W5)时,除N2在土壤水分W4时对叶片生理特征和根系呼吸速率无影响外,对红桦的生长和根系生理特征有显著的促进作用,且N1效果更显著.在W3时两种施氮浓度效果不同:N1对红桦的生长和相关生理特性具有促进作用而N2呈抑制作用(除对根系NH+4和NO-3净吸收速率及NR活性无影响外).根冠比变化呈相反趋势.3)根系离子(NH+4和NO-3)净吸收速率与根系呼吸速率和叶片氮含量呈极显著正相关.本研究表明,土壤水分和氮素供应对植物的影响存在显著的耦合效应,当土壤水分不足时施氮不利于红桦幼苗生长,而适量的施氮在水分充足时有利于生长.对于供试土壤以及本试验设置的水、氮梯度而言,土壤含水量为80%田间持水量,施加N 20 g m-2 a-1更适宜红桦幼苗生长.图4参44
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