宁夏典型草原区退耕草地群落演替对优势植物及土壤C、N、P生态化学计量学特征的响应

Ecological stoichiometry is new research hotspot and focus of global change ecology and biogeochemical cycles.Grain for Green Project from 2003 in Ningxia, large grassland from cultivated land improves the ecoenvironment dramatically. However, the relationship between C,N,P stoichiometry of dominant plant and soil of the grassland from cultivated land, and their influence on the law and mechanism of the vegetation succession are not clear. Therefore, it is important to study the law and mechanism of the vegetation succession on C,N,P stoichiometry of dominant plant and soil of the on the grassland from cultivated land. The project will be studied on the grassland from cultivated land with methodology about Ecological stoichiometry and Geostatistics. We will research the changing patterns and succession characteristics , analyse time and spatial peculiarity of C,N,P stoichiometry of dominant plant and soil, using the relationship between C,N,P stoichiometry of dominant plant and soil to discuss the law and mechanism of the vegetation succession from C,N,P stoichiometry of dominant plant and soil. The project accords with ecological restoration of Ningxia, and will provide scientific evidence for vegetation restoration and fitful management of grassland from cultivated land .

生态化学计量学是当前全球变化生态学和生物地球化学循环新的研究热点和焦点。宁夏自2003年实施退耕还草工程以来，形成了大面积退耕草地，生态环境显著改善。但退耕草地优势植物与土壤碳氮磷生态化学计量特征存在怎样的关系，对植被演替产生何种影响，目前尚不清楚。因此，开展退耕草地植被演替对优势植物与土壤碳氮磷生态化学计量特征的响应具有重要意义。 本项目以宁夏典型草原区不同年限退耕草地为对象，采用生态化学计量学、地统计学的相关理论和方法，研究退耕草地植被变化规律、演替特征，分析优势植物及土壤C、N、P的变异特征，阐明优势植物和土壤中C、N、P计量特征的相关关系，揭示优势植物及土壤C、N、P化学计量特征对退耕草地植被演替的影响机理，为该区退耕草地的植被恢复和草地适应性管理提供科学依据。

为研究宁夏典型草原不同退耕年限草地优势植物及土壤 C、N、P化学计量特征及其时空分异特征，本研究以宁夏南部典型草原区退耕草地为对象，运用空间梯度代替时间梯度法，分别对未退耕草地（2016年小麦地）、2014年、2013年、2011年、2007年、2005年、2000年、和1995年退耕草地优势植物及土壤C、N、P等生态化学计量特征进行分析，探究退耕草地优势植物和土壤C、N、P生态化学计量特征对植被演替的影响机理，主要结论如下：. （1）随退耕年限增加研究区群落丰富度指数与多样性指数呈增加趋势。. （2）研究区优势植物C、N、P含量地上部分大于地下部分，优势植物地上部分有机碳含量在55.09～63.77%之间，平均值（±标准差）为55.31±4.25%；全氮含量在0.37～0.80%之间,平均值（±标准差）为0.55±0.18%；全磷含量在0.09～0.35%之间，平均值（±标准差）为0.15±0.07%。随退耕年限增加各优势种植物地上部分有机碳含量呈上升趋势，且差异显著（P<0.05）。同一退耕年优势植物地上部分有机Ｃ含量从5月到9月逐渐升高，9月最高。C:N5月较低，8月份相对较高，C:P和N:P在9月到达最低值。. （3）随退耕年限增加群落地上部分有机碳含量呈下降趋势（P<0.05）。C:N、C:P、N:P随退耕年限增加均呈增大趋势。同一退耕年群落地上部分C:N各退耕年整体表现为7、8月最大。C:P、N:P各退耕年整体表现为6月最大。随退耕年限增加群落凋落物有机碳含量呈下降趋势，全N、全P呈先增加后降低趋势。. （4）土壤各养分(有机碳、全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效钾)含量随着土层的加深逐渐减少；随退耕年限增加土壤 C:N在14年至95年逐渐下降，16年小麦地各土层剖面C:N小于13、14年退耕草地，大于其他退耕5年以上草地，且差异显著（P<0.05），C:P、N:P大于13、14年退耕草地，小于其他退耕5年以上草地，差异亦显著；土壤养分含量随时间变化幅度不是很大。. （5）优势植物N、P间、土壤有机C与全N之间、植物C:P与凋落物C:P、N:P之间、凋落物、土壤C:P与其N:P存在显著的正相关关系（P<0.01），优势植物C、N和C、P之间、凋落物与土壤C、N、P之间相关性不显著。凋落物C与优势植物N、P之间、土壤C:N与C: