【摘 要】
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凋落物作为养分的基本载体,也是各种有机质的集合体。凋落物的分解过程及其作用是维持生态系统碳平衡与物质循环的关键环节,研究其分解过程和速率及其对环境变化的响应对理解和预测全球碳和养分循环具有重要意义。草原植物凋落物的分解已有较多研究,但以往的相关研究主要关注加氮和增雨对凋落物分解的影响,缺乏对草地凋落物的分解响应干旱的认知。作为我国北方最重要的自然生态系统,内蒙古典型草原未来将面临降水量减少、干旱期
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凋落物作为养分的基本载体,也是各种有机质的集合体。凋落物的分解过程及其作用是维持生态系统碳平衡与物质循环的关键环节,研究其分解过程和速率及其对环境变化的响应对理解和预测全球碳和养分循环具有重要意义。草原植物凋落物的分解已有较多研究,但以往的相关研究主要关注加氮和增雨对凋落物分解的影响,缺乏对草地凋落物的分解响应干旱的认知。作为我国北方最重要的自然生态系统,内蒙古典型草原未来将面临降水量减少、干旱期延缓长及极端干旱事件增多等气候变化的挑战。开展不同干旱情景下草地凋落物分解的研究将有助于我们认识气候变化下该生态系统的养分循环过程及机理。本论文研究了内蒙古典型草原不同情景的干旱处理对3个禾草优势种羊草(Leymus chinensis)、大针茅(Stipa grandis)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)和1个杂类草常见种瓣蕊唐松草(Thalictrum ptaloideum)以及群落水平(群落中各物种混合)的凋落物在分解115、352、717天后的质量损失及半纤维素、纤维素、木质素、非结构性碳水化合物(NSC)和大量元素及微量元素养分释放的影响。研究结果表明:(1)干旱处理显著抑制了凋落物的分解,且不同干旱情景对凋落物分解的抑制作用相似。随着分解时间的推移,凋落物的质量分解均表现为前期快速分解,随后逐渐缓慢的模式。(2)凋落物的分解在不同类型的凋落物间存在显著差异。分解过程中杂类草(瓣蕊唐松草)凋落物的质量损失和养分释放速度均显著快于禾草和群落水平凋落物。分解过程中,氮元素在羊草、大针茅、瓣蕊唐松草中被释放,在糙隐子草与群落水平中富集;在各类凋落物中,钾、钙、钠、镁、磷、铁、锰、铜、铝元素均随时间推移而累积,但锌元素的变化在物种间差异较大,并无一致规律。(3)凋落物分解速率及养分释放与凋落物中氮浓度呈极显著正相关关系(P<0.001),与半纤维素和碳/氮比呈极显著负相关关系(P<0.001),而木质素/氮这一指标仅在禾草凋落物中与分解速率呈显著负相关关系;凋落物的分解同时也受到土壤水分、p H、速效氮及磷酸单酯酶的影响。本研究量化了凋落物的分解速率,有助于对不同干旱情景下典型草原生态系统养分循环过程的认识,也为草原的养分管理提供了科学参考。
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