第七届青年地学论坛

水分和氮素是荒漠灌丛生态系统最重要的限制因素，并受到全球变化的强烈影响。然而，资源有效性和植物种群结构如何调控荒漠灌草共存对全球变化的响应，并不清楚。研究以毛乌素沙地典型固沙灌木群落——油蒿群落为研究对象，设计了包含3个增水梯度（自然降水、增水20%、增水40%）、2个氮素添加处理（0、60 kg N ha⁻¹ yr⁻¹）共6个水氮交互处理的控制试验。通过连续6年（2015~2020）的研究，分析了油蒿群落灌草层和地表环境对水氮添加的响应。研究发现，降水增加同时促进了灌木和草本植物生产力，并不改变群落灌草组成。氮素添加极大地提高了草本生产力，但趋向于降低灌木生产力。种群结构分析显示，降水增加降低了小个体灌木的数量和叶盖度，但促进了大个体灌木的生长；氮素添加大幅度降低了小个体灌木的数量和叶盖度，而大个体灌木生长表现出较强的抵抗性。结构方程模型分析显示，氮素添加下，草本植物对水分和光照的竞争是导致灌木生长（尤其是小个体灌木生长）降低的主要原因。研究结果表明，水分和氮素添加下，油蒿群落中大个体灌木能与草本植物共存，而小个体灌木将被排除出系统。氮沉降增加将会持续地降低灌木的生长和种群更新，进而促使灌丛生态系统转变为草地。研究揭示了全球变化对灌木群落影响的植物间竞争和种群统计学机制，为全球变化背景下固沙灌木林的管理和调控提供了有力的支持。
 

竞争,群落结构,氮沉降,植物种群统计学,降水变化,灌木地