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以降雨格局变化和氮沉降等为特征的全球气候变化已成为当今地球生态系统正面临的严重问题。羊草草地是我国的优良草场和重要生态屏障。水分和氮素是制约草地生产力的重要因素,在全球气候变化的背景下,降雨量减少和氮沉降将通过影响草地生态系统的氮素分配,进而影响草地生产力。因此,研究降雨量减少和氮沉降对羊草草地土壤和植物系统的氮素分配有重要科学意义。本文利用15N同位素示踪技术-以羊草(Leymus chinensis)为研究对象,探究降雨量减少(-30%)和氮沉降(10 g N m-2)条件下,羊草生物量、土壤养分及氮素分配情况。主要研究结果和结论如下:(1)降雨量减少和氮沉降会改变羊草地上和地下部分的生物量分配格局。降雨量减少会显著降低羊草地上部分生物量。而对于羊草地下部分来说,降雨量减少和氮沉降的交互作用显著增加了羊草地下部分生物量。(2)降雨量减少和氮沉降的交互作用对土壤养分有显著影响。氮沉降提高了土壤铵态氮(NH4+-N)含量,而低降雨量降低了土壤NH4+-N含量。降雨量减少和氮沉降的协同作用提高了土壤硝态氮含量、全氮含量、全碳含量和总有机碳含量,降低了土壤pH值。(3)沉降在土壤中的氮素,其第一年的羊草回收率在11.92%18.02%之间,土壤残留率在40.03%61.53%之间,未知损失率在26.55%41.95%之间。(4)沉降在土壤中氮素可以被后续羊草吸收利用,第二年和第三年的羊草15N回收率范围分别为18.95%20.04%和6.83%7.49%,三年羊草的15N累计回收率可达38.36%44.89%,羊草各器官的累计回收率分别为:叶的15N回收率为14.58%23.66%,地下部分的15N回收率为13.78%18.81%,茎的15N回收率为4.97%7.90%。低降雨量降低了羊草茎和叶的15N回收率,提高了羊草地下部分的15N回收率。第二年和第三年的土壤残留率分别为24.58%31.32%和19.79%29.79%,未知氮素损失分别为1.59%17.40%和1.73%3.13%。综上所述,在未来气候变化(降雨量减少和氮沉降)的背景下,氮沉降条件下的草地氮素分配受降雨量的影响。低降雨量会影响羊草对氮素的吸收利用,改变羊草地上和地下部分的生物量分配格局。主要表现为减少了羊草地上部分生物量和氮素回收率,增加了地下部分生物量和氮素回收率。氮沉降对降雨量减少导致的生物量降低有一定补偿作用,氮沉降通过提高土壤氮素有效性和土壤养分,进而促进羊草个体生长,间接提高草地生产力。沉降的氮素有较多残留在土壤中,土壤残留氮素对未来羊草的生长有促进作用。本研究不仅为羊草草地响应全球气候变化的适应机理提供了理论依据,同时也为我国北方其它草地的氮素科学使用提供借鉴和理论指导。