氮和磷是陆地生态系统限制生长的关键养分因子, 对植物的生长有十分重要的作用, 影响着生态系统的生产力和生态过程。氮和磷能增加土壤无机氮磷库, 同时可激发土壤有机质的分解,提高陆地生态系统生产力。此外,人类活动引起的全球氮沉降增加加速陆地生态系统土壤磷循环,使土壤由氮限制向磷限制转变。
黄河三角洲滨海湿地是我国最年轻、原生性最强的湿地生态系统,特殊的生态学资源和重要的地理区位带来了巨大的开发潜力。黄河三角洲滨海湿地具有明显的生态脆弱性,受日益加剧的人类活动影响,生态系统中氮磷供应状况已发生较大改变。黄河三角洲湿地生态系统关于植物群落结构和生态化学计量特征的研究相对较少,其对氮磷供应条件变化的反馈机制仍有待探究。为了探究养分(氮和磷)添加对黄河三角洲滨海湿地生态系统结构和功能的影响,我站科研人员于2014年选取黄河三角洲滨海湿地典型芦苇(Phragmites australias)群落生态系统,建成滨海湿地氮磷营养添加控制试验平台。本实验通过施加不同氮磷供应量和供应比例来分析养分(氮和磷)添加如何影响滨海湿地生态系统的结构和功能。
该试验平台采用随机区组设计,氮磷供应比例设置5:1、15:1、45:1共3个梯度,分别代表氮限制、氮磷共同限制和磷限制3种情况。每一比例下,以3为倍数设置低、中、高3个供应量水平,共计9个处理,这种设置方法可以保证在评估氮磷供应比例和供应量的效应时不会相互影响。每个处理4个重复,同时设置6个对照处理,共42个样地完全随机排布。小区面积为3×4m2,区间距为2m。样方面积3×3m2,小区与样方之间预留0.5m的缓冲区。氮磷元素分别选用尿素(含氮46.4%)和NaH2PO4·2H2O(含磷19.87%)来添加,对照组等量浇水,避免水分差异的影响。
当前研究内容主要包括以下:
1. 氮磷添加对滨海湿地生态系统群落结构和生产力的影响;
2. 氮磷添加对滨海湿地生态系统优势物种化学计量特征的影响;
3. 氮磷添加对滨海湿地微环境和地上/地下生物量分配的影响。