温带草原氮素添加和割草条件下植物物候变化对群落结构的影响

Phenology is one of the most sensitive parameters for plant responses to environmental change. Environmental change may result in phenology divergence between different species/ functional groups within a community, which alters community structure by influencing plant seed mass and size, reproductive allocation. Previous studies have almost focused on the impact of environmental factors on plant phenology, but rarely on the mechanism and consequences of phenological change. The phenology divergence arising from environmental change and its consequence is poorly understood. This project will be conducted in a typical temperate steppe in Inner Mongolia. Nitrogen addition and hay mowing will be employed to study the impact of environmental change and human distubance on plant phenology. Phenology, community structure and plant functional traits (i.e plant height, shoot density, seed size and seed production, etc) will be measured to study the meachnism of plant phenology divergence, which affects community structure. Results and conclusions in this project not only provide a better understanding of global change impacts on terrestrial ecosystem, but also facilitate grassland ecosystem management in this region.

物候是植物对环境变化反应最为敏感的参数之一。环境变化可以导致植物群落中不同物种或功能群物候的差异，这种差异可能改变植物种子产量、大小以及生殖分配等主要繁殖特征，从而导致植物群落结构的变化。以往大多数研究都聚焦在环境因子对植物物候的影响上，而对其影响机制以及物候变化后果的探讨相对匮乏。因此，对于环境变化如何改变植物物候以及物候改变的后果了解的并不是十分清楚。本项目拟选择内蒙古典型温带草原为研究对象，采用氮素添加和割草的处理方法，研究气候变化和人为干扰对草地植物物候的影响。通过观测植物高度、茎密度、种子大小、种子产量等植物功能性状，以及植物物候和群落特征参数，分析环境变化对草地植物物候的影响及其机制，并探讨植物物候改变对植物群落结构的影响。项目研究结果不仅能够增加全球变化对陆地生态系统影响的理解，而且为该地区草地生态系统管理提供理论基础。

物候是植物对环境变化反应最为敏感的参数之一。环境变化可以导致植物群落中不同物种或功能群物候的差异，这种差异可能导致植物群落结构的变化。以往大多数研究都聚焦在环境因子对植物物候的影响上，而对其影响机制以及物候变化后果的探讨相对匮乏。因此，对于环境变化如何改变植物物候以及物候改变的后果了解的并不是十分清楚。本项目拟选择内蒙古典型温带草原为研究对象，采用氮素添加和割草的处理方法，研究全球变化和人为干扰对草地植物物候和群落结构的影响。研究结果表明：1）割草和氮添加对土壤温湿度均没有显著影响，但是割草有提高土壤温度的趋势。2）割草和氮添加对植物群落物候的影响存在年际差异。2014年割草使生长季开始时间（BGS）推迟了2.4天，但是没有影响生长季峰值时间（Peak time）与结束（EGS）时间。2015年割草对生长季各指标均无显著影响，但是有提前Peak time与EGS的趋势。氮素添加2014年提前了BGS和Peak time，但是没有影响EGS。氮素添加2015年推迟了推迟了BGS，Peak time和EGS。3）割草显著地提前了星毛委陵菜和乳白花黄芪的开花时间，但是没有影响其它7个物种的物候。氮添加对所有物种的开花时间均没有显著影响。4）割草降低了禾类草的生物量及其在总生物量中的比例，但是对杂类草的生物量没有影响。氮添加对禾类草和杂类草的生物量及其比例均无显著影响。项目研究结果增强了关于全球变化对陆地生态系统影响的理解，可以为该地区草地生态系统管理提数据支持。