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(1)氮可利用性變化對濕地植物凋落物分解及溫度敏感性的影響

    開展了外源氮和內源氮有效性對沼澤濕地植物凋落物分解的影響。首先,采用野外原位氮添加試驗探討了氮富集對植物凋落物質量及其分解速率的影響,發現氮添加提高了植物凋落物的氮含量,降低了碳氮比,促進了植物凋落物的質量損失和氮素釋放速率。同時,采用室內培養試驗研究了外源氮有效性對植物凋落物分解的影響,發現在淹水和非淹水條件下氮添加均促進了植物凋落物分解。

    選取三江平原潛育沼澤主要植物毛苔草和小葉章葉片凋落物,開展了氮添加、溫度和物種混合比例對植物凋落物分解的影響,發現氮添加對植物凋落物分解的影響隨著溫度的變化而變化,在低溫(5℃)和中溫(15℃)條件下抑制植物凋落物分解,在高溫條件下促進植物凋落物分解。植物凋落物分解的溫度敏感性在5-15℃間高于15-25℃。氮添加在5-15℃間降低了植物凋落物分解的溫度敏感性,而在15-25℃提高了溫度敏感性。而且,氮添加改變了植物凋落物混合分解的交互作用。

(2)不同凍土環境沼澤濕地植物根系生產與周轉及養分有效性變化對細根分解的影響

     選取大興安嶺北部連續多年凍土區和小興安嶺不連續多年凍土區典型泥炭沼澤開展了植物細根生產量和周轉率的研究,發現在0-10和10-20 cm土壤深度,不連續多年凍土區沼澤濕地植物細根產量比連續多年凍土區分別高出36%和39%,而細根總長度則分別高出18%和22%。與連續多年凍土區相比,不連續多年凍土區沼澤濕地植物各根序細根生物量和總長度均增加。而且,不連續多年凍土區植物細根周轉率均高于連續多年凍土區。在0-10和10-20 cm土壤深度,連續多年凍土區泥炭沼澤細根周轉率分別為0.47和0.34 yr-1,而不連續多年凍土區泥炭沼澤則分別為0.51和0.37 yr-1。

在0-10和10-20 cm土壤深度,連續多年凍土區和不連續多年凍土區沼澤濕地植物各級根平均長度均沒有差異。在0-10 cm深度,不連續多年凍土區沼澤濕地植物1級和2級根直徑比連續多年凍土區分別高出12%和15%,而3-5級根沒有差異。在10-20 cm深度,不連續多年凍土區沼澤濕地植物1-3級根直徑比連續多年凍土區分別高出11%、14%和23%,而4-5級根則沒有差異。

    在0-10和10-20 cm土壤深度,連續多年凍土區和不連續多年凍土區沼澤濕地植物各級根全碳含量均沒有顯著差異。在0-10cm土壤深度,不連續多年凍土區沼澤濕地植物1級和2級根氮含量比連續多年凍土區分別高7%和9%,而3-5級根不存在差異。在10-20 cm土壤深度,不連續多年凍土區沼澤濕地植物1-3級根氮含量比連續多年凍土區分別高6%、6%和11%,而4-5級根則不存在差異。在0-10和10-20 cm土壤深度,不連續多年凍土區沼澤濕地植物1-5級根非結構性碳含量均高于連續多年凍土區。

    選取三江平原小葉章沼澤濕地,開展了養分(氮和磷)有效性變化對細根分解的影響,發現在15°C和25°C條件下養分有效性變化對細根分解的影響基本一致。高氮輸入提高了細根的分解速率,而磷輸入沒有促進細根分解,甚至降低其分解速率。而且,氮和磷輸入對植物細根分解產生顯著的交互作用。在低氮輸入以及氮磷同時輸入的條件下,植物細根分解的溫度敏感性降低。