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近年来,由于化石燃料的燃烧及工农业的迅猛发展,导致氮沉降加剧、降雨格局改变等一系列全球变化问题日益凸显。草地作为全球重要的植被类型之一,对水分和土壤氮素可利用性的变化极为敏感。植物功能性状是植物在外界环境中,经过长期适应与进化而表现出的结果,具有与植物功能密切相关的可度量属性,能反映出植物的光合碳获取等环境变化策略。芽库作为植物所有的能潜在进行营养繁殖的分生组织集合,在以多年生克隆植物为主的草地生态系统中,与植被的更新、动态密切相关。目前,关于植物功能性状、芽库的研究多为单方面的研究,而对植物功能性状与芽库构建之间关系的研究还比较少。因此,在全球变化背景下,探究羊草关键功能性状对氮沉降及降雨变化的响应及对芽库构建的影响,对草地的科学管理具有重要意义。本论文以松嫩草地优势物种羊草为研究对象,采用两因素全因子设计方法,利用中宇宙模拟实验,设置降雨量(平均降雨340mm、中度增雨440mm、高度增雨540mm),氮沉降(N:0、10g m-2)两因素实验。探讨了不同降雨、氮沉降处理下地上与地下关键功能性状的变化以及对芽库构建的影响。结果发现:(1)在对照条件下,羊草地上生物量随着降雨量的增加而显著增大,其中,单株羊草地上总分蘖密度随着降雨量的增加而显著增大,最高生物量和最大密度达33.53g和72.25个/株。降雨量变化对地下生物量无显著影响。在氮沉降条件下,羊草地上、地下生物量均随着降雨量的增加而显著增大,其中,单株羊草地上总分蘖密度、母株生物量均随着降雨量的增加而显著增大,地上生物量和总分蘖密度最高达70.18g和128.88个/株。(2)在无氮沉降条件下,降雨变化对羊草株高、叶厚、叶面积、比叶面积、叶干物质含量的影响均无显著差异。在氮沉降条件下,羊草株高、叶厚、叶面积、比叶面积均随着降雨量的增加而显著增大,与对照相比,各指标在高度增雨处理下分别增加了21.0%,11.8%,39.1%,11.4%。叶干物质含量随着降雨量的增加而显著降低,与平均降雨处理相比,在高度增雨处理下降低了10.5%。(3)就地下器官功能性状而言,无氮沉降时降雨量变化对羊草根长、根表面积、根体积、根尖数、分叉数的影响均无显著差异。然而,氮沉降显著增加了增雨条件下羊草根长、根表面积、根体积、根尖数、分叉数,尤其与对照相比,高度增雨处理下各指标依次增加了160.8%,105.3%,69.6%,221.2%。无论氮沉降与否,根系拓扑指数均随着降雨量的增加而显著降低,在对照处理下分别为0.95,0.91,在高度增雨处理下分别为0.84,0.76,根系分支模式由鱼尾形分支模式向叉状分支模式转变。在无氮沉降条件下,降雨量变化对芽库总数、分蘖芽、根茎顶芽、根茎节芽及其子株数量的影响无显著差异,但氮沉降与降雨的耦合作用显著增加了分蘖芽子株和根茎节芽子株的数量。(4)羊草叶面积、比叶面积、根长、根表面积、根体积、根尖数和分叉数均与叶干物质含量表现出明显的权衡关系。株高、叶面积、叶厚均与拓扑指数表现出明显的权衡关系。在不同降雨量和氮沉降处理下,羊草在保证叶分配的能量,或在叶分配能量一定时,通过增加叶面积、比叶面积,降低叶干物质含量以维持其较高的光合能力,并为根系的生长提供物质来源。而地下器官通过增大根长、根表面积、根体积、根尖数和分叉数,根系分支模式由鱼尾形分支模式向叉状分支模式转变,扩大根系与土壤的接触面积,快速占据大量土壤空间,提高了根系运输资源的效率进而实现快速生长。就关键功能性状与芽库构建的关系而言,羊草地下芽库总芽数主要受株高、叶面积、根体积性状的显著影响,其中,分蘖芽数量与地上生物量、根表面积有密切关系,根茎顶芽数量与株高、叶面积、根体积、分叉数、根尖数有密切关系,根茎节芽数量与株高、叶面积和根体积有密切关系。总体上,在不同降雨与氮沉降处理下,羊草地下芽库的构建主要受叶面积和根体积两大关键性状的明显调控。综上所述,在全球气候变化的背景下,降雨和氮素的变化对羊草的生物量生产、植物功能性状和芽库构建产生了显著影响。降雨量增加、氮沉降处理显著促进了羊草地上、地下生物量的增加。羊草通过对叶片和根器官的功能性状进行权衡以适应环境资源的变化。另外,在降雨量增加、氮沉降处理下,羊草叶片、根器官的功能性状的权衡关系可能与芽库建成有密切联系,这可能与羊草在应对资源可利用性时采取的权衡策略有关。本研究有利于更深层次的理解降雨变化和氮沉降对草地生态系统的影响,并为评估全球气候变化对草地生态系统的影响提供理论依据。