土壤酸化会减少物种多样性，使植物群落结构发生变化。本文主要研究土壤酸化对青藏高原高寒草甸植物群落结构和六个优势植物物种叶片化学计量特征的影响。实验在青藏高原东部开展，并且以添加硫酸的方式模拟土壤酸化。我们发现，土壤酸化对高寒草甸群落结构产生影响，主要表现为由对照组以禾本科、莎草科、菊科和毛茛科均匀构成的群落变成以禾本科和莎草科植物为优势的群落。土壤酸化对禾草状（禾本科和莎草科）物种丰富度没有影响，而杂草物种丰富度显著性降低。土壤酸化对六种植物叶片碳（C）浓度没有影响；显著增加了莎草科（嵩草）、菊科（瑞苓草）和毛茛科（草玉梅）植物叶片氮（N）浓度，但对禾本科（垂穗披碱草和异针茅）和豆科（披针叶黄华）的叶片氮（N）浓度没有显著性的影响；植物叶片磷（P）浓度只有草玉梅有显著性变化。这些结果表明土壤酸化会改变高寒草甸植物群落结构以及叶片化学计量特征，让我们更好的认识青藏高原高寒草甸对全球变化的响应。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1试验地概况 2
1.2实验设计与样品采集 2
1.3指标测量3
1.4统计分析3
2 结果与分析3
2.1 土壤酸化对土壤理化性质的影响3
2.2土壤酸化对植物群落的影响4
2.3土壤酸化对植物叶片C、N、P质量浓度的影响5
2.4土壤酸化对植物叶片C ：N ：P化学计量特征的影响 6
2.4.1土壤酸化对植物叶片C ：N的影响6
2.4.2土壤酸化对植物叶片C ：P的影响6
2.4.3土壤酸化对植物叶片N ：P的影响6
3讨论8
3.1土壤酸化对植物群落的影响8
3.2土壤酸化对植物叶片C、N、P质量浓度的影响9
3.3土壤酸化对植物叶片C ：N ：P化学计量特征的影响 9
致谢10
参考文献10
土壤酸化对青藏高原植物群落结构及其化学计量特征的影响
引言
引言:由于化石燃料和农业化肥的使用，大气中 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: @351916072@ 
的二氧化硫和氮氧化物等酸性物质增加，这些酸性物质随着大气沉降会引起土壤酸化（即土壤pH下降）[1]。目前，我国土壤酸化问题依旧突出，严重影响农业生态系统和草原生态系统[2]。杨元合等人研究发现在1980s2000s期间，我国青藏高原高寒草甸和北方温带草原土壤pH下降了0.540.73个单位[3]。我国41.7 %的国土面积是草原，主要分布在内蒙古、新疆和青藏高原，其中青藏高原的高寒草甸受到海拔高和气温低的独特地理环境限制，极易受到自然环境变化的影响[4,5]。
土壤酸化会引起植物群落结构改变，导致物种多样性降低和生产力下降。植物群落结构的变化有以下几个方面：第一、土壤酸化增加H+和Al3+含量，从而对植物根产生毒害作用；第二、土壤酸化会减少土壤碱基离子（K+、Ca2+、Na+、Mg2+），降低土壤养分，导致土壤养分含量减少；第三、土壤酸化会影响微生物群落，从而影响氮元素循环，氮矿化速率下降，减少土壤无机氮含量，同时硝化作用受抑制，导致大量的NH4+N离子积累，从而对植物根产生毒害作用；第四、土壤酸化增加土壤Mn2+含量，由于单子叶和双子叶对Mn2+吸收有差异，导致双子叶植物叶片的Mn2+含量比单子叶植物叶片的Mn2+含量高，从而影响双子叶植物的正常生长[69]。
生态化学计量学是研究生物系统和生态过程多种化学元素平衡的一门科学，主要研究碳、氮和磷之间的平衡[10]。碳是碳水化合物的重要组成成分;氮是蛋白质、磷脂和核酸等有机氮化合物的重要组成成分;磷是核酸、蛋白质、ATP、磷脂和含磷酶的重要组成元素。氮和磷作为植物的基本元素，被认为是陆地生态系统生产力的主要限制元素[11]。Koerselman和Meuleman用植物叶片氮磷比（临界值为14和16）来判断植物受到氮元素限制还是磷元素限制，而Güsewell则认为氮磷比的临界值为10和20来判断植物受元素限制的情况[12,13]。Reich和Oleksyn研究全球1280种植物，发现植物叶片氮和磷含量从热带到中纬度地区逐渐增加，热带地区的植物叶片氮磷比中纬度的植物叶片氮磷比高，说明热带地区的植物主要受到磷元素限制，而温带和高纬度的植物主要受到氮元素的限制[14]。韩文轩等人研究中国753种植物叶片氮磷时发现，中国植物叶片氮含量（20.2mg/g）与全球的植物叶片氮含量（20.1mg/g）没有差别，但是植物叶片磷（1.46mg/g）比全球的植物叶片磷（1.77mg/g）低，植物叶片的氮磷比比全球植物的氮磷比高，表明我国的植物相比于全球植物更容易受到磷元素的限制[15]。
一方面，青藏高原拥有独特的生态系统，容易受到环境变化的影响，有研究发现，青藏高原东部有硫沉降现象[16,17]。而且，目前研究草原土壤酸化的实验集中在北方的温带性草原，很少有研究报道土壤酸化对青藏高原植物群落的影响。另一方面，大部分土壤酸化实验是长期氮添加导致[9,18,19]，而不能真实的反映硫沉降对生态系统的改变，因为氮添加增加了土壤无机氮的含量，给植物提供充足的养分，而硫沉降并不会直接给植物提供无机氮。所以我们在青藏高原东部设计土壤酸化实验，用稀释的硫酸均匀的洒在实验样地上。并提出以下两个问题：（1）、土壤酸化是如何影响青藏高原高寒草甸植物群落结构？（2）、土壤酸化对植物叶片C、N和P浓度及其计量化学特征的影响？
1 材料与方法
试验地概况
研究样地位于青藏高原东部的甘肃省甘南藏族自治州玛曲县兰州大学高寒草甸与湿地生态系统定位研究站（阿孜站），地理坐标为33O39′N，101O53′E，平均海拔在3500m以上，年均降水650 mm，降水主要集中在植物生长季的78月份，土壤类型为高寒草甸土。
实验设计与样品采集
实验样地位于常年禁牧区域，选择一块物种相对均匀的地方进行实验，共5个处理（酸添加量依次为0、0.67、2.69、4.71、7.10 mol/m2），每个处理4个重复。共20个小区，采用随机区组设计，每个小区2m × 2m并用铁皮将其围住（将铁皮埋入20cm深的土层并留20cm在土层上）。施酸时间是2016年6月7号，施酸前和施酸后分别浇30L和40L水（降低施酸对植物的直接影响），按梯度将98%的浓硫酸稀释到20L水中，均匀的洒在样地。
在2016年9月初，在每块样地选取垂穗披碱草（Elymus nutans）、异针茅（Stipa aliena）、嵩草（Kobresia myosuroides）、披针叶黄华（Thermopsis lanceolata）、草玉梅（Anemone rivularis）和瑞苓草（Saussurea nigrescens）的叶片。选取50 cm×50 cm大小的样地进行样方调查，同时记录植物的多度、高度和覆盖度，其中高度值用直尺测量，盖度进行目测，将样方的植物样带回实验室烘干测地上生物量。用直径为2.5 cm大小的土钻采集010 cm和1020 cm土样。

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