降水量对荒漠草原凋落物-土壤碳氮磷生态化学计量学特征的影响

以2014年在宁夏荒漠草原设置的野外降水量控制试验(减少50%、减少30%、自然、增加30%、增加50%)为研究平台,采用为期480d的原位分解袋法,研究不同降水量处理下凋落物分解特征(碳、氮、磷释放及其生态化学计量学特征)、土壤碳氮磷生态化学计量学特征以及二者的关系。结果表明:480d的分解过程中,各处理下凋落物碳释放速率较为平缓,氮和磷先快速释放后缓慢释放(前60d释放最快),因而碳氮比和碳磷比先快速降低后趋于稳定。土壤碳氮磷生态化学计量学特征未呈现出明显的时间变化规律;与自然降水量相比,减少和增加30%降水量对凋落物分解和土壤碳氮磷生态化学计量学特征影响较小,但增加50%降水量显著降低了凋落物全氮和全磷浓度,提高了凋落物碳氮比和碳磷比,增加了土壤有机碳、全氮含量和碳磷比(P<0.05);土壤有机碳含量与凋落物氮释放量呈显著正相关,土壤全磷含量和碳氮比与凋落物氮、磷释放量呈显著正相关(P<0.05),土壤氮磷比与凋落物氮、磷释放量呈显著负相关(P<0.05)。结果表明,小幅度的降水量变化对凋落物元素释放过程影响较小,降水量的大幅度增加会促进凋落物氮和磷释放,从而有助于提高土壤有机碳积累和磷供给,缓解土壤磷限制。

降水量对4种荒漠草原植物凋落物碳氮磷释放的影响

探索降水量对荒漠草原植物凋落物分解特征的影响,有助于深入了解全球变化下草原植被-土壤系统生物地球化学循环规律。基于2014年设立于宁夏荒漠草原的降水量变化野外控制试验,通过480 d的分解试验,研究了4种植物凋落物分解特征(C、N、P释放及生态化学计量特征)及其与土壤元素含量的关系。结果表明:480 d的分解过程中,4种植物凋落物C释放缓慢。除猪毛蒿(Artemisia scoparia)外,多数情况下分解360 d后C释放率仍低于50%。4种植物凋落物N和P释放均前期快于后期,大多情况下分解180 d后N和P释放率即可超过50%;与自然降水量相比,减少50%降水量显著降低了猪毛蒿3种元素累积释放量和白草(Pennisetum centrasiaticum)P累积释放量(P<0.05)。增加降水量表现出相反的效应,但增加50%降水量显著降低了猪毛蒿C和N累积释放量(P<0.05);与减少30%降水量相比,减少50%和增加降水量改变了4种植物凋落物C∶N∶P生态化学计量特征,但其影响程度随物种不同而异,且缺乏明显的规律性;猪毛蒿和草木樨状黄芪(Astragalus melilotoides)凋落物P累积释放量均与土壤全P呈显著正相关(P<0.05),意味着二者凋落物P释放有助于促进土壤P库积累。