施氮對青楊和北京楊種間競爭的影響.pdf

1、近年來，氮沉降日益嚴重，導致土壤環(huán)境中氮素的含量逐漸增加，改變了氮在生態(tài)系統(tǒng)中的物質循環(huán)，可能會對植物間的競爭格局產生一定的影響。氮素被稱為植物的生命元素，土壤中氮素含量水平的改變直接影響著植物的生長發(fā)育和生理特性。楊樹作為我國重要的造林樹種，養(yǎng)分的供應情況嚴重制約著其生長力以及產量的形成，還會改變樹種間的競爭關系。因此本研究以栽培重疊區(qū)的青楊（Populus cathayana）和北京楊（P.beijingensis）為實驗材料，研究

2、不同氮素水平條件下，兩樹種在種內競爭和種間競爭條件下的形態(tài)生長、光合速率、氮代謝特征以及養(yǎng)分、生物量積累與分配，認識不同氮素水平條件下青楊和北京楊競爭能力的差異，為氮沉降條件下植物種間競爭關系和群落結構變化的預測提供理論依據。主要研究結果如下：
　　(1)施氮能顯著促進青楊和北京楊的形態(tài)生長，與青楊相比，北京楊的增加更顯著，尤其是在種間競爭(QB/N，Q代表青楊，B代表北京楊，N代表施氮處理）的條件下，株高達到183.60 cm，

3、增加了12.64％，地徑達到14.40 mm，增加了24.14％，而青楊的株高、地徑僅分別增加8.93％和7.49％;不論在哪種氮素水平下，相同處理中的北京楊的株高和地徑均高于青楊，在種間競爭(QB/N)下這種差異更加明顯。施氮顯著增加了北京楊的總葉面積，種間競爭(QB/N)和種內競爭(BB/N)條件下分別增加了107.74％和63.07％。施氮使兩樹種的比葉面積(SLA)略為降低。
　　(2)施氮增加了兩樹種各器官生物量的積累，

4、但施氮條件下北京楊的葉干重（LW）和總生物量(DMA)均高于青楊，而莖干重(SW)則在QB/N下北京楊高于青楊，種內競爭(BB/N、QQ/N)下則沒有差異。對于DMA而言，施氮使得QB/N和QQ/N條件下的青楊分別增加了22.22％和30.63％，而北京楊則分別增加了123.26％和92.66％。對于地下生物量(RW)而言，不論哪種競爭條件，除QB外，北京楊的RW都略高于青楊，但差異不顯著。
　　(3)施氮使兩樹種的氣體交換速率均

5、得到不同程度的增加。不論哪種競爭條件下，青楊的凈光合速率(Pn)均高于北京楊;氣孔導度(Gs)和蒸騰速率(Tr)在QB/N條件下北京楊明顯高于青楊，其他相同處理條件下則相反;對于胞間二氧化碳濃度(Ci)，QB/N條件下的北京楊高于青楊，其他各處理則沒有顯著差異。
　　(4)施氮增加了青楊和北京楊在不同競爭條件下的光合色素含量。除QB中的葉綠素b(Chl b)與葉綠素總量(TChl)外，青楊的其余光合色素含量及葉綠素總量均不同程度高

6、于北京楊。由于施氮對兩樹種在不同的競爭中色素含量的影響程度相似，因此施氮對兩樹種的葉綠索a比葉綠素b（Chl a/b）、類胡蘿卜素(Caro)與總葉綠素(Chl a+b)的比值沒有顯著的影響。
　　(5)施氮促進了青楊和北京楊葉片氮代謝相關酶的活性。不論在哪種競爭條件下青楊的谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脫氫酶(NAD-GDH)、丙氨酸轉氨酶(AlaAT)、天冬氨酸轉氨酶(AspAT)活性均高于北京楊，除種間競爭條件（QB/N、Q

7、B）和種內競爭(QQ、QB)下的GS活性以及QB中NAD-GDH活性沒有差異外，其余各氮代謝酶在兩樹種間均有極顯著的差異;并且種間競爭下兩樹種這些相關酶的活性均高于種內競爭條件下的相應樹種。
　　(6)施氮使得青楊和北京楊葉片中全氮(N)、全磷(P）的含量均得到了不同程度的增加，對全碳(C)的含量則影響不顯著。氮素處理使得北京楊葉片N含量增加幅度均大于青楊，北京楊葉片中全N的含量在QB/N和BB/N條件下分別增加了40.30％、3

8、6.67％，而青楊分別增加了16.67％和36.72％;北京楊葉片全P含量的增加幅度則小于青楊，它在QB/N和BB/N條件下分別增加了6.41％和15.18％;青楊卻分別增加了7.04％和16.43％。在施氮條件下，種間競爭的北京楊葉片全N含量略高于青楊，而不施氮條件下相同處理中的青楊葉片全N均高于北京楊，但兩種條件下相同處理間都沒有顯著差異;在種間競爭下北京楊葉片P含量高于青楊，種內競爭下則剛好相反。施氮處理條件下兩樹種葉片中的C/N

9、均低于對照，與種內競爭相比，種間競爭條件下的北京楊C/N下降的更顯著;C/P的變化與C/N變化相似。同樣，施氮對兩樹種葉片中的N/P也沒有顯著影響。
　　綜上所述，施氮可以顯著影響兩樹種的光合速率，氮代謝相關酶活性以及養(yǎng)分、生物量的積累。從氣體交換速率、光合色素以及氮代謝相關酶活性等的變化來看，在低氮條件下（對照），青楊具有較強的光合速率、色素含量及氮素同化能力，能夠適應養(yǎng)分缺乏的環(huán)境，在與北京楊的種間競爭中獲得優(yōu)勢。然而，在氮素