干旱区盐生植物对添加氮素的响应

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
31570393
项目类别：
面上项目
资助金额：
63.0万
负责人：
徐世健
依托单位：
兰州大学
学科分类：
C0303.生理生态学
结题年份：
2019
批准年份：
2015
项目状态：
已结题
起止时间：
2016-01-01 至2019-12-31

项目参与者：
王立龙；王博；张丽芳；张明婷；张书亭；
关键词：
响应氮沉降盐生植物干旱区盐渍化

项目摘要

Increased nitrogen deposition is affecting the structure and function of ecosystem by influencing plant growth and development globally. Many researches have focused on the grassland ecosystem and forest ecosystem, while few studies paid attention to the halophytes and halophytic plant communities, which are characterized by salt stress and poor nutrient in the soil, especially in the northern arid salinization environment in China. Employed typical halophytes (Suaeda salsa, achnatherum splendens and alhagi sparsifolia) which are dominant in arid salinization environment, the plant morphological and functional traits are determined by greenhouse experiment, in situ simulation study and field investigation, the plant morphological and functional traits are determined, and the responding mechanism of individual and community of arid halophytes to the added nitrogen will be discussed. The results should be helpful to evaluate potential for halophyte to uptake the soil nutrient, and to predict the plant community succession.

盐渍化和土壤养分贫瘠是北方干旱区植物生长和发育的重要制约因子。增加的氮沉降作为全球环境变化的一个重要方面通过氮营养的输入而影响植物生长发育，进而改变生态系统的结构和功能。国内外针对氮沉降对草原生态系统和森林生态系统的影响已开展了大量研究，但对盐生植物及其群落的研究甚少。本项目以我国北方干旱区典型盐生植物（盐地碱蓬、芨芨草和骆驼刺）和群落为研究对象，通过温室控制实验、野外原位模拟实验并结合野外调查，以植物形态特征和功能特征为切入点，系统研究增加的氮沉降对干旱盐生植物及其群落的影响，揭示氮沉降-个体-群落-环境之间的相互关系，阐释干旱盐生植物及其群落对增加氮沉降的响应机制。研究结果有助于理解全球氮沉降增加背景下，干旱区盐生植物对土壤养分的利用潜力和盐渍化环境植物群落的演替趋势，为干旱区盐渍化环境治理和资源可持续利用提供理论依据。

结项摘要

全球范围内不断增加的氮沉降正全面而深刻地影响着陆地和水生生态系统的营养物质循环，进而影响植物生长发育，改变生态系统的结构和功能。因而开展相关研究，有助于理解氮沉降增加背景下土壤及植物的响应和植物群落的演替趋势，并为生态脆弱区的环境治理和资源可持续利用提供理论依据。项目以我国北方干旱区荒漠草甸植物及其群落为研究对象，通过温室盆栽实验、野外原位模拟氮沉降实验并结合野外调查，系统研究了植物形态和营养功能对增加的氮沉降的响应，初步阐释了干旱区草甸植物及其群落对增加氮沉降的响应机制。取得以下结果。.1、连续4年对以骆驼刺和黑果枸杞为优势种的草甸的氮添加对两种植物的叶片氮、磷含量没有显著影响，而骆驼刺氮回收效率随氮添加量的增加而显著增加。.2、盆栽实验表明，荒漠植物对氮添加的响应具有明显的物种特异性；增加的土壤氮、磷水平显著提高了芨芨草成熟和衰老叶片磷含量，显著降低了NRE和PRE。土壤氮、磷供应水平和N:P共同影响着荒漠植物芨芨草的分配模式和养分回收。.3、自然环境下，荒漠草甸和戈壁植物均表现出对氮、磷、钾元素的严格正回收；钠表现为负回收。真盐生植物具有显著最高的氮回收效率，泌盐植物具有显著最低的钾回收效率，而叶片磷回收效率在四种功能类群之间没有显著差异。植物的系统进化关系对养分回收特征存在显著影响。不论在物种水平还是群落水平，野外植物叶片养分回收特征在盐渍化生境和砾质荒漠生境之间均无显著差异。.4、总体来说，通过该项目的实施，建立了科学、规范的干旱区荒漠草甸氮添加长期观测样地，建立了氮、盐添加与植物的养分分配研究的盆栽实验体系，掌握了河西走廊西端自然环境下戈壁荒漠和盐化草甸的植被、植物及土壤现状，为以后其他相关科研活动的开展奠定了条件；通过该项目的实施，也认识到干旱区生态环境中植物养分动态的复杂性和及其对环境的脆弱性，因而有必要对该类植物的养分代谢、调控因素及其驱动机制进行更深入、更广泛的研究。