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新疆生地所揭示生物土壤结皮对荒漠土壤氮素积累-BR-和维管植物养

新疆生地所揭示生物土壤结皮对荒漠土壤氮素积累
和维管植物养分吸收的影响

  生物土壤结皮的存在能够促进氮同位素在土壤和植物中的传递和吸收。生物土壤结皮对荒漠维管植物的影响在其整个生长期不同,主要表现为对荒漠草本植物早期的生长起到了显著的积极影响,但在生长后期,生物土壤结皮却显著抑制了荒漠草本植物的生长。

  中国科学院新疆生态与地理研究所张元明研究团队在“973项目”和国家自然科学基金的资助下,以新疆古尔班通古特沙漠发育良好的地衣结皮和荒漠草本植物为研究对象,运用同位素示踪法原位研究在自然生境下生物土壤结皮对荒漠草本植物生长特性的影响,以期更为全面深入地探讨生物土壤结皮的生态意义。

  研究表明,生物土壤结皮区、裸沙区的植物和土壤对有机氮和无机氮的积累和吸收特征方面存在差异。生物土壤结皮区土壤中积累了更多的幸运28有机氮(15N-Glu),裸沙区土壤则积累了更多的无机氮(15N-NH4Cl 15N-NaNO3)。生物土壤结皮和裸沙区植物中吸收的15N-Glu显著高于15N-NH4Cl 15N-NaNO3。研究同时表明,生物土壤结皮的存在会对具有附属物种子的萌发产生负面影响,但一旦这些种子萌发并存活,生物土壤结皮的存在则会显著促进植物对氮素的吸收,生物土壤结皮区的土壤也比裸沙区的土壤聚集了更多的15N。生物土壤结皮对荒漠草本植物生长的影响在其整个生长期不同。在植物生长早期,生物土壤结皮的存在促进了三种荒漠草本植物生物量的累积;但是在生长后期,促进作用却不显著。究其原因,生物土壤结皮的存在影响了土壤水分和养分含量。在草本植物生长早期,由于融雪水的充分补给,使得土壤水分在植物生长早期不是主要限制因子,而土壤养分成为荒漠草本植物幸运28的早期生长的决定性限制因子,尤其是速效磷和速效钾。但在植物生长后期,水分代替养分成了影响植物生长的限制性因子。此项研究为进一步探讨古尔班通古特沙漠生物土壤结皮对种子植物多样性的影响具有重要意义。

  以上研究成果分别发表于Journal of Plant Ecology (2015)Plant Biology (2015)Ecological Research (2015)