氮添加与凋落物覆盖对油松和华山松幼苗生长的影响

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氮素是影响森林植被生长发育的重要营养元素之一,目前全球氮沉降呈上升的趋势,氮沉降在增加土壤速效氮的同时也会促进氮在植物体内的累积,最终影响森林植被的生长发育。森林更新一直以来是一个非常重要的生态学过程,影响森林自然更新的其中一个重要因素是凋落物,它对建群种幼苗生长的影响也是国际上针对森林凋落物生态功能研究的热门话题。以往关于凋落物和氮沉降的单独研究有很多,但是,在全球氮沉降大背景下,氮添加与凋落物覆盖的交互作用将如何影响幼苗的生长和生理生化过程?基于此,本试验以秦岭林区主要成林树种油松(Pinus tabuliformis)华山松(Pinus armandii)为研究对象,进行盆栽控制试验,通过模拟氮沉降和不同比例凋落物(栎类叶片、油松和华山松针叶)覆盖,探究氮添加与凋落物覆盖对油松和华山松幼苗生长和化学计量特征的影响,以期深入了解油松和华山松幼苗对氮添加与凋落物覆盖的响应,并为油松林和华山松林群落的可持续管理提供科学依据。主要结论如下:(1)随氮浓度升高,会促进油松和华山松幼苗地上部分生长,高浓度氮会抑制其生长,但会促进油松和华山松幼苗根系生长。覆盖凋落物能促进油松和华山松幼苗地上部分生长,但会抑制其根系生长。在凋落物覆盖下添加氮肥能显著促进华山松幼苗根系和基径生长。覆盖(栎叶=针叶)凋落物时添加氮肥能促进油松幼苗高生长。(2)氮添加会促进油松和华山松幼苗(叶、地上部分、根系)生物量和根冠比,根系生物量和根冠比在中氮水平达到最高值。覆盖H3(栎叶>针叶)凋落物会促进油松幼苗各部分生物量的积累和根冠比,但只增加华山松幼苗根系生物量和根冠比,覆盖H1(针叶>栎叶)凋落物会促进华山松幼苗地上部分和总生物量。在凋落物覆盖下添加氮肥对华山松幼苗生物量积累和分配具有“正效应”,会显著促进其生物量积累和和根冠比的分配。(3)随着氮肥浓度的升高,华山松幼苗叶绿素含量相比对照出现先降低后升高的趋势。覆盖凋落物会降低华山松幼苗叶绿素含量,覆盖H1(针叶>栎叶)凋落物会促进油松幼苗叶绿素含量。在覆盖不同比例凋落物处理下,随着氮肥浓度的升高,华山松幼苗叶绿素含量会增加,H1N1、H2N2、H3N2处理组会显著促进油松幼苗叶绿素含量。(4)添加N2(中浓度氮)油松和华山松幼苗丙二醛含量最低。覆盖H2(栎叶=针叶)凋落物油松幼苗丙二醛含量最低,不覆盖凋落物时华山松幼苗丙二醛含量最低。在氮添加和凋落物覆盖交互处理下,随覆盖栎叶比例增大而降低氮肥浓度油松幼苗丙二醛含量会降低,随覆盖栎叶比例增大而提高氮肥浓度华山松幼苗丙二醛含量会降低。(5)氮添加会增加油松幼苗针叶C含量和华山松幼苗针叶N/P,油松幼苗针叶N含量在N3(高浓度氮)时最高;随氮肥浓度升高油松幼苗针叶C/N降低、N/P升高、华山松幼苗针叶P含量降低。覆盖凋落物会增加油松幼苗针叶P含量、降低N/P,随覆盖栎叶比例增大会显著促进油松幼苗针叶C含量和华山松幼苗针叶N含量。在氮添加和凋落物覆盖交互处理下,H3N2处理会促进油松和华山松幼苗针叶C含量,在不同凋落物覆盖下添加氮肥会增加油松幼苗针叶P含量、降低N/P,同时增加华山松幼苗针叶N含量、N/P。
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