毛烏素沙地中國沙棘克隆生長對氮磷配施的響應(yīng).pdf

1、在自然界中，生境異質(zhì)性普遍存在，并與植物克隆生長密切相關(guān)，因而資源的斑塊性差異最終必然引起克隆植物構(gòu)件在水平空間上的配置格局和植株生長及形態(tài)上的可塑性變化，形成對異質(zhì)性生境資源的覓養(yǎng)生長格局和克隆可塑性響應(yīng)，具有生態(tài)適應(yīng)意義。土壤養(yǎng)分是生境資源的重要內(nèi)容之一，與植物生長和發(fā)育密切相關(guān)，因而通過施肥試驗(yàn)可以研究植物克隆生長對土壤養(yǎng)分的可塑性反應(yīng)和生態(tài)適應(yīng)對策。但在該類研究中，目前以草本和木質(zhì)草本植物(竹類)為主，本研究以毛烏素沙地木本植物

2、中國沙棘為對象，其結(jié)果可豐富克隆植物種群生態(tài)學(xué)的研究內(nèi)容；而且，目前的養(yǎng)分生態(tài)適應(yīng)研究沒有報(bào)道克隆生長與配合施肥之間的定量關(guān)系，因此只能分析生態(tài)學(xué)意義，難以指導(dǎo)克隆生長的調(diào)控。本試驗(yàn)采用3×3回歸設(shè)計(jì)，并汲取拉丁方排列特點(diǎn)，研究了毛烏素沙地中國沙棘種群克隆生長對N、P配合施肥的響應(yīng)過程，通過回歸分析探討了種群特征對施肥用量及其配比的適應(yīng)機(jī)理，并建立了相應(yīng)的量化模型，不僅可用于植物養(yǎng)分生態(tài)適應(yīng)對策的分析和詮釋，還可用于中國沙棘克隆生長的人

3、工調(diào)控，具有重要的生產(chǎn)價(jià)值和理論意義。研究結(jié)果表明： (1)隨著N、P用量的增加，毛烏素沙地中國沙棘克隆種群生長量、種群及其構(gòu)件生物量的增幅均先增加后減小，這一結(jié)果符合米氏定律。通過回歸分析，本研究還得出了各產(chǎn)量指標(biāo)與N、P用量之間的量化模型，并給出了各特征參數(shù)最佳施肥量和最佳配比。同時(shí)，各產(chǎn)量指標(biāo)之間具有協(xié)同生長效應(yīng)，施肥可促使所有指標(biāo)和所有構(gòu)件的生長。另外，產(chǎn)量指標(biāo)不同，N和P的邊際產(chǎn)量大小也不同，可見N和P對不同特征的貢獻(xiàn)

4、率也不一樣。由此可見，在實(shí)際生產(chǎn)中，可根據(jù)人工林用途、功能和經(jīng)營目標(biāo)主動(dòng)調(diào)整施肥用量及其比例，從而達(dá)到最佳成效。 (2)權(quán)衡作用：研究表明，中國沙棘克隆種群構(gòu)件生物量分配比例與N、P配合施肥量的關(guān)系呈曲面模式，與單施N或單施P的關(guān)系亦為拋物線模式。即隨著肥料用量的增加，樹干、活枝、死枝(縱向間隔子)、克隆器官(橫向間隔子)和地上部分生物量分配比例呈凸現(xiàn)形反應(yīng)曲面模式，而種群葉片、根系(資源獲取構(gòu)件)和地下部分生物量分配比例呈凹現(xiàn)

5、形反應(yīng)曲面模式。由此不難看出，在施肥作用下，種群地上與地下、克隆器官與根系、資源獲取構(gòu)件與間隔子(橫向間隔子與縱向間隔子)之間生物量分配，存在著此消彼長的變化規(guī)律，蘊(yùn)藏了種群在資源獲取與儲(chǔ)藏利用之間的精細(xì)分工，以及種群在生長與生存之間、繁殖與生長之間的權(quán)衡性和不同的生態(tài)適應(yīng)對策。 (3)克隆生長能力與覓養(yǎng)生長格局：研究表明，隨著肥料用量的增加，中國沙棘種群克隆器官形態(tài)特征及子株數(shù)量的增幅均先增加后減小，呈凸現(xiàn)形反應(yīng)曲面模式，符合

6、米氏定律。因此不難看出，種群克隆生長能力亦呈現(xiàn)先升高再降低的變化趨勢。隨著N、P用量的增加，種群克隆生長能力增加，子株密度也就越大，子株彼此間隔距離短而密集地分布在生境中，覓養(yǎng)生長格局傾向于聚集型，種群適合度越高；但是當(dāng)N、P用量超過某一范圍時(shí)，過量的土壤養(yǎng)分就會(huì)成為植物生長的限制因子，此后，肥料用量雖然繼續(xù)增加，可種群克隆生長能力卻受到抑制，子株密度也就越小，子株彼此間隔距離長而稀疏地分布在生境中，覓養(yǎng)生長格局傾向于游擊型，種群適合度

7、越低。由此不難推斷，N、P施肥用量由低到高，中國沙棘種群克隆生長能力和適合度先增加后減小的同時(shí)，還伴隨著覓養(yǎng)生長格局的變化，即逐步由游擊型轉(zhuǎn)向聚集型，再由聚集型逐步向游擊型轉(zhuǎn)變。 (4)合理施肥區(qū)與最佳配比線方程：當(dāng)考慮肥料成本投資和收益關(guān)系時(shí)，最佳施肥量就并不一定是最經(jīng)濟(jì)的施肥量。本研究給出了不同種群產(chǎn)量指標(biāo)的N、P的合理施肥區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)施肥可以得到與區(qū)域外施肥同樣的產(chǎn)量，但施肥量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于區(qū)域外的施肥量。因此，在一定的生產(chǎn)