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人类活动对于区域氮、磷循环的扰动日益加剧,氮、磷作为维系干旱半干旱区生态系统正常功能的重要营养元素,与水循环过程相互作用并形成了具有干旱区域特色的地球化学循环过程。因此,探讨植物内在的氮、磷吸收、同化等过程与生态系统中氮、磷循环之间的交互作用关系,对于深入研究该区域氮、磷等元素的循环机理及其生态功能的发挥具有重要意义。本研究以荒漠植物柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)作为研究对象,通过单因素试验设计(包括3种形态的氮素(NH4+、NH4NO3、NO3-)和1种磷素(H2PO4-),每种氮、磷设置四个梯度(4g m-2、8g m-2、16g m-2、32g m-2)),研究氮、磷在土壤-植物系统中的分布规律及柠条生长高度、地上/下生物量分配、根系生长动态对于氮、磷添加的响应特征,分析柠条氮、磷及氮磷比(N∶P)生态化学计量特征的变化与生长动态的内在特征,以期揭示外源氮、磷添加与受试植物内在氮、磷生态化学计量之间的响应机制。本文主要的研究结论如下: (1)柠条生长特征 在水分条件充足的情况下,NH4+的添加抑制了柠条的生长。NH4NO3在添加量为32g m-2时抑制柠条生长。NO3-、H2PO4-的添加对于柠条生长高度、地上/地下生物量以及根冠比的影响不显著。NO3-的四个水平能够在整个生长期内对于根系的生长具有促进作用;添加H2PO4-的三个水平4g m-2、8g m-2、16gm-2对植物根系均有促进作用,添加量为16g m-2时的促进效应最佳,32g m-2添加量对植物根系生长具有一定的抑制作用。 (2)土壤养分特征 随着NH4+添加水平的提高,土壤全氮、硝态氮和铵态氮的量也显著增加(与对照相比);NH4NO3在低添加水平为4g m-2和8g m-2时降低了土壤全氮、硝态氮和铵态氮的水平,添加量达到32g m-2水平时显著提高了土壤全氮、硝态氮和铵态氨水平;NO3-和NH4NO3添加的规律相似,低浓度添加时(4g m-2、8g m-2)降低了全氮、硝态氮和铵态氮的含量;NH4+、NH4NO3、NO3-添加后对于土壤的全磷量没有影响。H2PO4-的添加显著提高了土壤全磷水平,同时降低了土壤硝态氮、铵态氮的含量。 (3)N、P化学计量特征 NH4+、NH4NO3和NO3-的添加均能提高柠条根、茎、叶中氮含量(与对照相比),其中,NH4+的增加作用最明显,而随着NH4+、NH4NO3和NO3-添加量的增加对柠条各器官磷含量产生负效应。H2PO4-添加仅提高了柠条根、茎、叶中磷含量。 土壤全氮与叶片全氮呈显著正相关关系,与叶片全磷呈负相关关系,与叶片N∶P呈显著正相关关系;土壤全磷仅与叶片全磷呈显著正相关关系,与叶片全氮和N∶P无显著关系。植物N∶P与土壤N∶P呈正相关关系,且植物的变异是土壤的两倍,说明土壤养分N∶P的波动会在叶片水平N∶P计量特征方面产生加倍表征。