模拟氮沉降对华北地区典型灌丛养分循环的影响

基本信息
批准号:31700413
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:张建华
学科分类:
依托单位:忻州师范学院
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张虎芳,白建华,辛燕花,赵丽娟,卫丹丹,闫颖娟
关键词:
氮沉降凋落物分解生物地球化学循环养分重吸收灌丛
结项摘要

Human activities are rapidly increasing the atmospheric nitrogen deposition across the globe, which have been influencing shrublands, including nutrient cycle. Shrublands are mostly distributed in nutrient poor sites and the plant growth is severely limited by soil nutrient availability. Such nutrient-poor ecosystems are usually considered relatively vulnerable to environmental changes such as N deposition and climate change. Our previous study carried out in shrublands found that simulated short-term N deposition improved soil nutrient status, increased leaf N content and decreased nitrogen resorption efficiency(NRE), which will change the quality(e.g. C:N) of litter and its decomposition rate. In addition, the changes of soil nutrient availability and other physical and chemical properties caused by N addition can affect plant's nutrient uptake, distribution and stoichiometry, and also can affect soil microbial community, and then affect the decomposition of litter. The changes of above ecological processes and leaf functional traits ultimately will affect nutrient cycling processes of ecosystems. At present, it is not clear that the mechanism of the effect of N deposition on nutrient cycle of shrublands. We regard Vitex negundo var. heterophylla and Spiraea salicifolia shrublands as research objects, systemically research the effects of nitrogen addition on soil microbial, plant nutrient uptake and distribution, leaf nutrient resorption and ecological stoichiometry, and litter decomposition, reveal the status of plant nutrient limitation, adaptation strategies of plants and the response mechanism of N, P cycle to atmospheric N deposition in northern shrublands, and provide scientific basis and beneficial reference for the management of vulnerable ecosystems in China.

人类活动导致大气氮(N)沉降不断增强,正深刻影响着生态系统(包括养分循环过程)。灌丛通常为N限制生态系统,易受N沉降的影响。前期研究发现,模拟短期N沉降改善了灌丛土壤养分状况,使植物叶片N含量增加,N重吸收率(NRE)下降。这会改变凋落物的质量(如C:N比)并影响其分解速率。此外,N添加引起的土壤养分有效性及其他理化性质的变化,除了会影响植物对养分的吸收与分配,还会影响土壤微生物群落,进而影响凋落物的分解。上述生态过程及叶功能性状的改变最终会影响生态系统的养分循环过程。目前,有关N沉降对灌丛的养分循环影响机制尚不清楚。本项目以荆条和绣线菊灌丛为研究对象,系统研究氮添加对土壤微生物、植物的养分吸收与分配、叶片的养分重吸收和化学计量特征及凋落物分解的影响,揭示北方灌丛植物养分限制状况及其适应策略以及N、P循环对大气N沉降的响应机制,并为我国脆弱生态系统的管理利用提供科学依据和有益借鉴。

项目摘要

大气氮(N)沉降会显著增加土壤的可利用N水平,可能会对植物的N和P吸收策略产生潜在影响。N沉降会改变凋落物的质量(如C:N比)并影响其分解速率。此外,N沉降还会影响土壤微生物群落,进而影响凋落物的分解。上述生态过程最终会影响生态系统的养分循环过程。灌丛通常为N限制生态系统,生态系统脆弱,更易受环境变化的影响。目前,有关N沉降对灌丛的养分循环影响机制尚不清楚。研究了N添加对华北地区荆条和绣线菊灌丛凋落物分解、植物叶片养分重吸收和土壤微生物群落结构的影响。主要研究结果如下:(1)荆条凋落物分解速度大于绣线菊,这可能与二者养分含量和C/N比值的差异有关。(2)N添加对温带灌丛凋落物分解没有影响。N添加对凋落物分解的中性影响可能主要是由于样地气温低、受P限制以及外源无机N的相反作用,即外源N抑制木质素降解,促进易分解凋落物组分的分解。(3)灌木的N(NRE)和P(PRE)吸收率高于禾草状植物,这表明灌木可能具有较强的从土壤中获取养分的能力,而禾草状植物则依赖于通过重吸收获得更多的养分。(4)N添加增加了灌木和所有物种叶片N浓度,但对禾草状植物的影响不显著。N添加对植物叶片P浓度、NRE和PRE无影响。这些结果表明,随着土壤可利用N的增加,灌木表现出开放的养分适应能力,即增加对N的吸收,不改变内部养分循环,与之相比,禾草状植物的N获取策略没有改变。在P缺乏条件下,灌木和禾草状植物很可能倾向于完全利用土壤和衰老叶片中的P,导致N添加对叶片PRE无影响。(5)灌木和禾草状植物N重吸收潜力(NRP)对N添加的响应各不相同,这可能会改变温带灌丛群落结构和养分循环。(6)N添加对细菌物种多样性没有显著影响。这些结果不仅为评估温带灌丛生物地球化学循环对N沉降的响应提供了基础数据,也为我国脆弱生态系统的管理提供了科学依据和有益参考。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

祁连山天涝池流域不同植被群落枯落物持水能力及时间动态变化

祁连山天涝池流域不同植被群落枯落物持水能力及时间动态变化

DOI:10.13885/j.issn.0455-2059.2020.06.004
发表时间:2020
2

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
3

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2018.02.019
发表时间:2018
4

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022
5

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

DOI:10.5846/stxb201912262800
发表时间:2020

张建华的其他基金

批准号:39170297
批准年份:1991
资助金额:3.50
项目类别:面上项目
批准号:61304175
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51175308
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:50575127
批准年份:2005
资助金额:29.00
项目类别:面上项目
批准号:58971065
批准年份:1989
资助金额:2.50
项目类别:面上项目
批准号:59505014
批准年份:1995
资助金额:14.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50105014
批准年份:2001
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81172887
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11204257
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61374052
批准年份:2013
资助金额:78.00
项目类别:面上项目
批准号:61075070
批准年份:2010
资助金额:10.00
项目类别:面上项目
批准号:50075048
批准年份:2000
资助金额:18.00
项目类别:面上项目
批准号:30070801
批准年份:2000
资助金额:15.00
项目类别:面上项目
批准号:70473025
批准年份:2004
资助金额:14.00
项目类别:面上项目
批准号:51575157
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:31300731
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11075019
批准年份:2010
资助金额:34.00
项目类别:面上项目
批准号:11471199
批准年份:2014
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:31501229
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91317307
批准年份:2013
资助金额:200.00
项目类别:重大研究计划
批准号:60974029
批准年份:2009
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
批准号:51409065
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60775033
批准年份:2007
资助金额:7.00
项目类别:面上项目
批准号:31470925
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:60302025
批准年份:2003
资助金额:30.00
项目类别:联合基金项目
批准号:51277067
批准年份:2012
资助金额:78.00
项目类别:面上项目
批准号:50675130
批准年份:2006
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
批准号:51178256
批准年份:2011
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:51072111
批准年份:2010
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
批准号:51475275
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:51103097
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31800819
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31171737
批准年份:2011
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:50875157
批准年份:2008
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:61171105
批准年份:2011
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:50877026
批准年份:2008
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:60674051
批准年份:2006
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:50275087
批准年份:2002
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:60772113
批准年份:2007
资助金额:28.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

大气沉降对长江中下游森林养分循环的影响

批准号:29377267
批准年份:1993
负责人:陈放鸣
学科分类:B0607
资助金额:4.50
项目类别:面上项目
2

氮沉降对干旱区凋落物分解机制及养分释放的影响

批准号:31700423
批准年份:2017
负责人:赵红梅
学科分类:C0308
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

模拟增温和氮沉降对高山林线交错带灌丛植物―土壤C、N、P生态化学计量关系的影响

批准号:31100350
批准年份:2011
负责人:张林
学科分类:C0308
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
4

酸沉降对中国东部亚热带典型树种叶片养分利用的影响

批准号:40801196
批准年份:2008
负责人:姚芳芳
学科分类:D0713
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目