不同水氮供应条件下黄土丘陵区三种草地优势种生长、水分利用与种间关系

　　 摘要:

水分与氮素是黄土丘陵区草地植物生长及种间关系的重要影响因子。为阐明水氮供应对黄土丘陵区草地优势种生长、水分利用及种间关系的影响，探究干旱与大气氮沉降背景下该区草地优势种演变趋势及其在草地生产力与群落稳定性中的作用，以禾本科白羊草（Bothriochloa ischaemum）、豆科达乌里胡枝子（Lespedeza davurica）和菊科白莲蒿（Artemisia stechmanniana）为材料，在盆栽条件下，设置两种水分水平（即充分供水与干旱胁迫）及两种氮处理（即0和0.025 g N /kg干土），研究三种优势种在单播、两两混播、三种混播下生物量、水分利用效率与净生物多样性效应的响应特征。结果表明：（1）干旱胁迫下生物量降低（0.14-22.04）g /桶，水分利用效率下降（0.21-3.01）g /kg ；白羊草根冠比显著增加13.19%-69.75%，达乌里胡枝子根冠比显著降低29.84%-67.55%。（2）施氮后生物量显著提升（2.49-36.00）g /桶，根冠比降低17.83%-54.06%，水分利用效率提高（0.17-4.25）g /kg ，耗水量增加（0.37-3.82）kg /桶。（3）干旱胁迫下混播表现出更高生物量与水分利用效率，且其耗水量不受施氮显著影响。（4）混播净生物多样性效应总体为正，干旱胁迫不施氮与充分供水施氮处理下互补效应均为正；白羊草混播在干旱施氮处理下选择效应增大7.45%-244.93% 。综上，干旱胁迫降低三种优势种的生物量、耗水量与水分利用效率，施氮与混播可缓解干旱对植物产生的负面影响。干旱与施氮单独作用提高混播物种互补性，共同作用加剧白羊草混播种间竞争。在人工草地建设中，气候变化背景下以高产量低耗水的目标，白羊草-白莲蒿混播最佳。