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全球变暖及氮沉降的增加已成为目前国内外研究的热点问题。据政府间气候变化委员会第五次评估报告显示,在过去130年来全球平均气温升高了0.85℃。与此同时,由于工业用氮及农业氮肥在世界范围内的广泛使用,大气氮沉降也呈日益增加的趋势。而青藏高原高寒沼泽草甸生态系统由于其特殊的环境条件,对气候变化的响应更加敏感,全球变暖及大气氮沉降的增加将会直接或间接改变其土壤养分,影响植物生长及其体内碳氮过程,从而使生态系统碳氮循环发生改变。本研究以风火山地区高寒沼泽草甸为研究对象,利用开顶式增温小室及人为添加氮肥的方法,进行控制性增温及施氮实验,通过测定增温、施氮及其交互作用下土壤养分及其有效性、植物生物量生产及其分配、植物碳氮含量的变化,探讨了增温、施氮及其交互作用对高寒草地生态系统土壤-植物系统碳氮过程及植物生物量生产的影响,为揭示土壤-植物系统C,N化学计量特征及植物生物量生产对气候变化的响应和调控机制提供理论依据。主要结论如下:(1)增温、施氮及增温同时施氮处理均改变了土壤养分含量及其有效性。增温及施氮处理均使得返青期(6月)与枯黄期(9月)土壤铵态氮含量明显减少,其中9月T2处理下差异并不显著(P>0.05),而繁殖期(8月)土壤铵态氮含量显著增加(P<0.05);而增温同时施氮处理下铵态氮含量除枯黄期显著减少外(P<0.05),其他时期均显著增加(P<0.05)。低增温及施氮处理下,土壤硝态氮含量明显减少;高增温处理下,除返青期外,硝态氮含量显著增加(P<0.05);增温同时施氮处理对土壤硝态氮含量表现出明显的正效应。增温及增温同时施氮处理下,土壤有机碳含量显著增加(P<0.05);而施氮处理下返青期与枯黄期土壤有机碳含量显著减少(P<0.05),繁殖期明显增加。增温处理下土壤全氮含量除返青期显著减少外(P<0.05),其他时期明显增加;施氮处理下返青期与枯黄期土壤全氮含量明显减少,繁殖期显著增加(P<0.05);而增温同时施氮处理对土壤全氮含量表现出显著的正效应(P<0.05)。(2)增温、施氮及增温同时施氮处理均改变了植物生物量生产及其分配。增温、施氮及增温同时施氮处理均对植物地上生物量有显著的正效应(P<0.05)。而植物地下生物量与总生物量对增温、施氮处理的响应比较一致,均表现为增温处理下明显增加;施氮及增温同时施氮处理下,除返青期植物地下生物量显著增加外(P<0.05),其他时期明显减少。同时,增温、施氮及增温同时施氮处理下植物根冠比均明显减少,植物生物量分配发生明显改变。(3)增温、施氮及增温同时施氮处理均改变了植物体内碳氮含量。各处理对植物地上部分C含量的影响总体来说并不显著,而使其根系C含量明显减少。同时,增温处理下植物地上部分N含量先降低后增加;除6月增温同时施氮处理外,施氮及增温同时施氮处理均对植物地上部分N含量表现出显著的正效应(P<0.05),但施氮处理对其的影响更加显著;与此同时,植物根系N含量除在低增温处理下明显减少外,其他处理下均表现出明显的正效应。从而导致除返青期增温处理下植物地上部分C/N明显增加外,其他不同时期、不同处理下植物地上部分及根系C/N均明显减少,植物对养分的利用效率发生改变。(4)增温、施氮及增温同时施氮处理均改变了枯落物碳氮含量。增温处理下枯落物C含量除返青期显著增加外(P<0.05),其他时期明显减少;而施氮及增温同时施氮处理下枯落物C含量均在返青期及枯黄期明显增加,繁殖期明显减少,但增温同时施氮处理下,差异更为显著。同时,增温及增温同时施氮处理均对植物枯落物N含量表现出明显的负效应,而施氮处理下植物枯落物N含量明显增加。增温及增温同时施氮处理下植物枯落物C/N明显增加,施氮处理下明显降低,植物枯落物的分解速率发生改变。