模拟氮沉降和干旱对准噶尔盆地两种一年生荒漠植物生长和光合生理的影响

氮素和水分是荒漠生态系统的两个主要限制因子,研究两者对荒漠植物的效应有助于深入了解荒漠生态系统对全球变化的响应。该文选择准噶尔盆地荒漠地区两种常见的一年生植物涩荠(Malcolmia africana)和钩刺雾冰藜(Bassia hyssopi-folia),设置0、0.18和0.72gN·m–2·week–13个施氮浓度和湿润与干旱两个土壤水分处理,研究模拟氮沉降增加和干旱对其生长和光合生理的影响。结果表明:(1)两种植物的根长、根重、叶片数、叶面积、总生物量和冠根比均随着施氮浓度的增加而增加,干旱能够抑制氮对植物生长的促进作用,但是,氮的增加同时也能部分缓解干旱对植物生长的影响。与钩刺雾冰藜相比,涩荠的根长、生物量和冠根比更易受氮增加和干旱的影响。(2)两种植物的最大净光合速率、叶绿素含量、可溶性蛋白含量随着氮浓度增加而增加,但涩荠和钩刺雾冰藜对氮增加和干旱的生理响应也有所不同,涩荠的响应更加敏感。两种植物对氮沉降和干旱胁迫响应的差异可能是其生活型等生物学特性差异所引起。通过对两种一年生植物的生长和光合生理分析表明,在古尔班通古特沙漠,春季丰富的降水和氮素增加将有利于涩荠和钩刺雾冰藜的生长和生产力的增加,相对地下生长,地上部分增加更显著。当干旱季节来临时,氮的增加又能够在一定程度上降低干旱对这两种植物的负效应,说明其对干旱具有一定的生态补偿作用。