氮沉降对荒漠短命植物生活史特征的影响

Nitrogen (N) deposition accumulation is the main driver to changes species composition and function lose across the whole range of different ecosystem types. Herbaceous of desert ecosystem is very sensitive to nitrogen deposition due to simple plant structure and stability, especially ephemeral plants which have short life cycle and their physiological and ecological traits is much more sensitive for changing environment, thus it is ideal material to study that herbaceous of desert ecosystem adapt nitrogen (N) deposition accumulation. However, it is unclear about whether nitrogen deposition causes life history of ephemeral plants in desert. In this study, we will focus on different life forms (annuals and perennials) of ephemeral plants by field simulation and control, and try to research their seed germination, seedling establishment, development, phenology, flower, fructification and offspring fitness in order to answer that: the change mechanism of nutrition growth of different life forms ephemeral plants under N deposition accumulation; the effect of reproductive mechanism of different life forms ephemeral plants under N deposition accumulation; predicting population dynamic process of ephemeral plants under N deposition accumulation by using model. The aims are to analysis the effect of life history strategies of ephemeral plants under N deposition accumulation and provide conservation strategy for ephemeral species under the climate change.

大气氮沉降增加是气候变化的重要特征之一。荒漠短命植物具有年生长期或生活周期短以及生活史特征对环境变化的响应敏感等特点，是研究荒漠草本植物群落应答气候变化的理想材料。本项目以在新疆北部广泛分布的6种不同生活型(一年生和多年生)的荒漠短命植物为研究材料，采用野外定点模拟与室外控制实验相结合的方法，通过这些物种的营养生长与生殖生长等生活史特征对氮沉降增加的响应研究及相关模型的构建，比较二者在种子萌发、幼苗出土与存活、植株生长发育和开花结实等物候特征以及后代适合度等方面响应策略的异同，揭示不同生活型短命植物的生活史特征在氮增加情景下的响应规律，构建相关模型预测不同生活型短命植物在氮增加情景下生长和分布趋势的变化。研究结果将为全面揭示荒漠草本植物在氮沉降增加背景下的发展趋势、并为研究气候变化背景下荒漠植被的响应与适应特征积累可供借鉴的理论资料。

大气氮沉降增加是气候变化的重要特征之一。荒漠短命植物具有年生长期或生活周期短以及生活史特征对环境变化的响应敏感等特点，是研究荒漠草本植物群落应答气候变化的理想材料。本项目以在新疆北部广泛分布的不同生活型(一年生和多年生)的荒漠短命植物为研究材料，采用野外定点模拟与室外控制实验相结合的方法，通过这些物种的营养生长与生殖生长等生活史特征对氮沉降增加的响应研究及相关模型的构建，比较二者在种子萌发、幼苗出土与存活、植株生长发育和开花结实等物候特征以及后代适合度等方面响应策略的异同，结果表明（1）增氮显著促进了一年生和多年生短命植物的大部分形态与数量性状的增加，但是不同物种和不同的年份之间存在响应差异。因此，生活史对策随占支配地位的环境因素的变动而调整，即生活史特性响应不同环境的生态属性引起植物的功能性状在Ｃ-Ｒ-Ｓ对策之间迁移。（2）除高氮处理对部分一年生物种（小花荆芥）的生物量积累有抑制作用以外，增氮对多年生短命植物和一年生短命植物（毛穗旱麦草）的生长均表现为促进作用。（3）增氮促进种子生产的同时，大部分物种的种子百粒重反而呈现降低趋势；（4）根据一年生及多年生短命植物对氮沉降增加响应策略的差异，建立了N沉降影响短命植物植物生活史的概念模型。研究结果将为全面揭示荒漠草本植物在氮沉降增加背景下的发展趋势、并为研究气候变化背景下荒漠植被的响应与适应特征积累可供借鉴的理论资料。