荒漠化論文土地荒漠化论文北方典型荒漠及荒漠化地区植物叶片氮磷化学计量特征研究.docVIP

荒漠化论文土地荒漠化论文： 北方典型荒漠及荒漠化地区植物叶片氮磷化学计量特征研究 摘要:区域尺度植物叶片氮磷元素的化学计量特征对于认识陆地生态系统空间格局变化规律、未来变化趋势的预测，以及对全球变化的响应具有重要意义.通过野外调查和文献整理，对中国北方典型荒漠及荒漠化地区214种植物叶片氮磷含量及化学计量比的分布特征及其与水热要素的相关关系进行了研究.结果表明，北方典型荒漠及荒漠化地区214种植物叶片N含量的平均值为(24.45±8.1)mg/g，P含量的平均值为(1.74±0.88)mg/g，氮磷比平均值15.77±7.5.与全球、全国以及区域尺度的研究结果相比，这些区域植物具有相对较高的叶片N和P含量，但是叶片N/P无显著差异，具有保守性的特点.北方典型荒漠及荒漠化地区不同生活型植物叶片N、P含量N/P之间存在显著差异，灌木植物和非禾本科植物具有相对较高的N含量，非禾本科植物具有相对较高的P含量，灌木植物具有相对较高的氮磷比，说明不同生活型植物具有不同的养分利用策略.北方典型荒漠及荒漠化地区不同研究区植物叶片N含量无显著差异，但P和N/P含量差异显著.科尔沁沙地和毛乌素沙地植物叶片P含量较高.塔里木盆地、准噶尔盆地以及阿拉善高原的大部分植物叶片N/P16，科尔沁沙地的大部分植物叶片N/P14，说明不同研究区的土壤养分有效性存在差异.北方典型荒漠及荒漠化地区植物叶片N、P含量以及N/P与各研究区年平均温度没有明确相关性，但多年平均降水与叶片P含量以及N/P分别呈显著正相关和负相关关系. 关键词:土地荒漠化;生态化学计量学;叶片;生活型;养分 氮和磷是陆地生态系统中植物生长的主要限制性资源，在植物体内存在功能上的联系［1，2］.因此研究氮磷的平衡关系对于认识生态系统碳汇潜力及其对全球变化的响应具有重要意义［2～4］. 植物体内的氮磷含量和氮磷化学计量比不仅受到植物生长环境中土壤氮磷养分可供给性的影响，而且土壤其它养分的可供给性、环境水热条件、植物对养分的需求量、植物发育阶段等因素的影响也不容低估［5～7］.近年来，全球或区域尺度上植物叶片氮磷含量分布格局及其与环境要素之间关系得到了普遍重视.Reich等［8］借助已发表文献中的数据，分析了全球452个样点1 280种植物叶片的氮磷分布格局及其与环境因素之间的关系.相关的研究工作在国内也得到了一些学者的重视，已经开展了许多全国或区域尺度上植物叶片氮磷含量分布格局及其与环境关系的研究［5，9，10］.尽管这些研究已经在一定程度上阐明了叶片氮磷的分布格局及其与环境之间的关系，但是仍然不能全面揭示陆地生态系统碳氮磷平衡关系的化学计量比格局和元素相互作用与制约的规律. 中国北方典型荒漠及荒漠化土地主要包括中国东北西部科尔沁沙地、北部浑善达克沙地和毛乌素沙地和西北部阿拉善高原、塔里木盆地和准噶尔盆地［11，12］.这些区域在地域上较大的跨度使其生态系统特征存在很大的变异性，揭示这些变异性对于探讨干旱半干旱陆地生态系统空间格局变化规律、未来变化趋势的预测，以及对全球变化的响应与反馈具有重要意义.本研究以分布在我国北方典型荒漠及荒漠化区域科尔沁沙地、浑善达克沙地、毛乌素沙地、阿拉善高原、准噶尔盆地和塔里木盆地214种植物为对象，探讨植物叶片氮磷含量及化学计量比的分布特征及其与水热要素的相关关系，分析不同典型区域及不同生活型植物叶片氮磷含量及化学计量比的差异. 1研究区概况与方法 1.1研究区概况 本研究中所涉及的中国北方典型荒漠及荒漠化区域主要包括位于中国西北典型干旱荒漠区的塔里木盆地、准噶尔盆地和阿拉善高原，位于北方中东部半干旱区的毛乌素沙地、浑善达克沙地和科尔沁沙地. 这些典型荒漠及荒漠化区域一般降水量不多，属干旱、半干旱气候.年降水量分布趋势是从北方中东部至西北区域由多到少，又由少到略有增多.北方中东部科尔沁沙地、浑善达克沙地、毛乌素沙地年平均降水量略多，接近500 mm;西北部阿拉善高原区和塔里木盆地年降水量一般不足100 mm，准噶尔盆地年降水量有所增加，约100～250 mm左右.年平均气温变化一般在－4～16℃之间，分布趋势从北方中东部科尔沁沙地、浑善达克沙地到毛乌素沙地、阿拉善高原、塔里木盆地气温逐渐升高，至准噶尔盆地气温又逐渐降低.由于北方典型荒漠及荒漠化区域气候干燥、地表物质疏松，在风力的作用下极易形成风沙天气.这些区域风沙日一般在20～100 d左右，其中沙尘暴天气多达35～60 d，浮尘超过100 d. 北方典型荒漠及荒漠化区域成土母质的类型多种多样，低山和丘陵大部分由古生代的火成岩、变质岩和中生代的沉积岩组成，地面普遍覆盖着一层厚度不大的粗屑的风化残积物或残积-坡积物;盆地则多堆积着深厚的第四纪松散物质，其成因有冰积、洪积、洪积-冲积、冲积、湖积和风积等，黄土仅见于准