关键词:
荒漠草原
降水梯度
生态化学计量
内稳性
植物地上和地下部分
摘要:
为揭示长期降水格局变化下荒漠草原生态系统的养分循环规律与植物适应机制,探究不同土层土壤与植物群落碳、氮、磷互馈动态,本研究在宁夏盐池县荒漠草原,利用遮雨棚模拟五个降水梯度(正常降水的33%、66%、100%、133%、166%),开展为期6 a的人为降水控制试验。系统量化植物群落地上、地下全碳(TC)、全氮(TN)、全磷(TP)与0—10 cm、10—20 cm、20—30 cm土层有机碳(SOC)、全氮(STN)、全磷(STP)的化学计量及内稳性响应。结果表明:(1)长期降水调控通过土壤-植物互作影响C、N、P生态化学计量平衡。减水(R33)下C、N固存能力提升且植物氮积累量显著增强(地上34.3 g/kg、地下18.2 g/kg);增水(R166)可提升植物TP含量至1.0 g/kg,并降低N/P(P<0.05),表明增水可缓解磷限制。(2)SOC、STN、STP在各土层响应方向一致但垂直分异显著,其中0—10 cm最为敏感。长期增水显著降低SOC和STP(P<0.05),反映长期增水使C、P向20—30 cm深层淋溶并削弱浅层P有效性。(3)土壤-植物系统表现为“浅层驱动-深层缓冲”格局,植物地下部对0—20 cm N/P更敏感(BP-N/P,H′>2),且P内稳性普遍高于N。研究结果可为预测荒漠草原气候变化生态效应及制定生态修复策略提供依据。