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草地不同植物多样性背景下放牧对植物和土壤生态化学计量学特征的影响

作　者: 张光波
导　师: 王德利；王岭
学　校: 东北师范大学
专　业: 草业科学
关键词: 生态化学计量学放牧植物多样性土壤
分类号: S812
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

生态化学计量学是近年来生态学新兴的一个研究领域,它使生物学科不同层次(分子、细胞、有机体、种群、生态系统和全球尺度)的研究理论有机地统一起来,广泛应用于生态学研究中。大型草食动物放牧对草地植物多样性变化的作用机制一直是草地生态学研究的重要科学问题。本文通过研究不同植物多样性背景下,不同放牧方式对植物和土壤C:N:P生态化学计量学特征的影响,应用生态化学计量学相关理论,增进我们对放牧影响植物多样性作用机制的认识,有效地进行草食动物放牧管理,推动草地畜牧业的发展,同时对恢复或维持生物多样性、保护草地生态系统的服务功能等方面都具有重要的理论价值和实际指导意义。本实验在松嫩草甸草原高、低植物多样性背景下,研究了不同放牧方式(牛单独放牧、羊单独放牧和牛、羊混合放牧)对植物和土壤C:N:P生态化学计量学特征的影响,研究结果表明:(1)在低植物多样性背景下,不同放牧方式均显著降低草地禾本科植物(拂子茅除外)和菊科植物C:N和C:P,但不同放牧方式之间,禾本科植物的C:N和菊科植物的C:N、C:P均无显著差异(与放牧牛相比,绵羊放牧和牛羊混牧显著提高禾本科植物的C:P);牛单独放牧对禾本科植物羊草和芦苇C:P影响比羊单独放牧和牛羊混牧更为显著,放牧显著降低菊科植物—碱蒿N:P,对全叶马兰和黄蒿N:P没有显著影响。(2)在高植物多样性背景下,不同放牧方式均显著降低禾本科植物C:N,其中,羊单独放牧对禾本科植物C:N的影响大于牛单独放牧和牛羊混牧;不同放牧方式对禾本科植物的C:P和菊科植物的C:N、C:P特征均无一致性的作用结果,羊单独放牧和牛羊混牧显著降低禾本科植物拂子茅C:P,但对其他禾本科植物影响不显著,放牧显著降低菊科植物黄蒿和碱蒿C:N和C:P,对全叶马兰没有显著影响;放牧增加羊草和星星草N:P,但没有显著改变芦苇和拂子茅的N:P。(3)在植物群落水平上,不同放牧方式在高、低植物多样性背景下对植物群落C:N:P生态化学计量特征的影响不同:在低植物多样性样地中,牛单独放牧和牛羊混牧均显著降低草地植物C:N和C:P,而羊单独放牧显著增加植物C:P,其中牛单独放牧对植物C:N:P影响最为显著;在高多样性中,放牧显著降低C:N,显著增加N:P而C:P没有显著变化。(4)在不同的植物多样性背景下放牧对土壤C:N:P生态化学计量学特征的作用效果不同,低植物多样性中牛羊混合放牧显著增加浅层土(0-15 cm土壤)P含量,而C:N、C:P和N:P显著降低;短期放牧对土壤15-30 cm C:N:P生态化学计量学特征没有显著影响,但还是有一定的变化趋势,在后续的研究中可能会观测到由于累积量化所产生的明显效果。综上,在不同植物多样性背景下放牧对植物和土壤C:N:P生态化学计量学特征的影响不同,植物多样性的增加减弱宽食谱草食动物—牛对植物C:N:P特征的作用,而增强了羊的作用效应,混合放牧中牛羊食性选择的差异对植物群落产生的补偿效应只在低植物多样性背景下体现;放牧影响浅层土(0-15 cm)C:N:P生态化学计量学的特征,植物多样性的增加使放牧对0-15 cm土壤的影响减弱,放牧对15-30 cm土壤C:N:P特征的影响可能具有滞后效应。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-11
1 引言  11-18
  1.1 研究背景  11
  1.2 研究现状  11-16
    1.2.1 生态化学计量学（Ecological Stoichiometry）定义  11-12
    1.2.2 生态化学计量学的主要原理  12-13
    1.2.3 植物和土壤C:N:P 生态化学计量学特征及其相关研究  13-16
  1.3 研究目的及意义  16-18
2 研究地区的自然概况及研究方法  18-24
  2.1 研究地区的自然概况  18-19
    2.1.1 地理位置  18
    2.1.2 气候  18
    2.1.3 土壤  18
    2.1.4 植被  18-19
  2.2 研究方法  19-24
    2.2.1 样地设置与放牧处理  19-20
    2.2.2 取样时间和取样方法  20
    2.2.3 测定指标和化学分析方法  20-23
    2.2.4 数据处理与统计分析  23-24
3 结果与分析  24-37
  3.1 放牧对植物物种C:N:P 生态化学计量学特征的影响  24-31
    3.1.1 低植物多样性背景下放牧对植物物种C:N:P 生态化学计量学特征的影响  24-27
    3.1.2 高植物多样性背景下放牧对植物物种C:N:P 生态化学计量学特征的影响  27-31
  3.2 放牧对植物群落C:N:P 生态化学计量学特征的影响  31-34
  3.3 放牧对土壤C:N:P 生态化学计量学特征的影响  34-37
    3.3.1 低植物多样性背景下放牧对土壤C:N:P 生态化学计量学特征的影响  34-35
    3.3.2 高植物多样性背景下放牧对土壤C:N:P 生态化学计量学特征的影响  35-37
4 讨论  37-40
  4.1 放牧对植物物种C:N:P 生态化学计量学特征的影响  37
  4.2 放牧对植物群落C:N:P 生态化学计量学特征的影响  37-39
  4.3 放牧对土壤C:N:P 生态化学计量学特征的影响  39-40
5 结论  40-41
参考文献  41-44
致谢  44

草地不同植物多样性背景下放牧对植物和土壤生态化学计量学特征的影响

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