草地学报

氮磷添加对退化高寒草原生产力与生物多样性的影响

PDF下载

草地学报 | 研究论文 2026,34(6): 2207-2216

收起

草地学报 |研究论文 2026 , 34 (6) : 2207 -2216

氮磷添加对退化高寒草原生产力与生物多样性的影响

全屏

冯探¹, 蒲鑫¹, 吕春磊¹, 孙磊^1,2

作者信息

作者简介:

冯探(1996-),男,汉族,江苏连云港人,硕士研究生,主要从事高寒草地生态与保护培育研究,E-mail:1501255948@qq.com

Effects of Nitrogen and Phosphorus Addition on the Productivity and Biodiversity in Degraded Alpine Steppe

FENG Tan¹, PU Xing¹, LÜ Chun-lei¹, SUN Lei^1,2

Affiliations

doi: 10.11733/j.issn.1007-0435.2026.06.023

文章导航

摘要

收起

为探究协同恢复退化高寒草原生产力与维持生物多样性的适宜氮添加浓度，本研究在藏北高寒草原（海拔4634 m）开展随机区组试验，设置自然条件及施磷条件下的6个氮添加梯度（0，5，10，15，20和25 g·m^-2·a^-1 N），利用混合效应模型分析氮添加对植物地上生物量、群落结构及多样性的影响。结果表明，短期氮添加显著提高植物地上生物量，且促进效应随氮浓度升高而增强；同时显著降低植物多样性，抑制效应随氮浓度增加而加剧，禾本科植物重要值的提高，以及莎草科和杂类草植物重要值的降低。施磷增强了氮添加对植物地上生物量的正向效应，但未显著加剧对植物多样性的抑制。本研究揭示，施磷条件下适度氮添加（10~15 g·m^-2·a^-1 N）可能是恢复退化高寒草原的有效恢复措施，为高寒草原生态系统的可持续管理提供了科学依据。

关键词

氮添加 / 磷限制 / 高寒草原 / 植物地上生物量 / 植物多样性 / 群落结构

Abstract

收起

To investigate the appropriate nitrogen addition concentration for synergistically restoring productivity and maintaining biodiversity in degraded alpine steppe， this study conducted a randomized block experiment in the northern Xizang alpine steppe （elevation 4634 m）. Six nitrogen addition gradients （0，5，10，15，20， and 25 g·m^-2·a^-1 N） were set under natural conditions and with phosphorus application. Mixed-effect models were used to analyze the effects of nitrogen addition on plant aboveground biomass， community structure， and diversity. The results showed that short-term nitrogen addition significantly increased plant aboveground biomass， with the promoting effect strengthening as nitrogen concentration increased. Simultaneously， nitrogen addition significantly reduced plant diversity， with the inhibitory effect intensifying with higher nitrogen concentrations， accompanied by an increase in the importance value of grasses and a decrease in the importance values of sedges and forbs. Phosphorus application enhanced the positive effect of nitrogen addition on aboveground biomass but did not significantly exacerbate the inhibition of plant diversity. This study reveals that moderate nitrogen addition （10~15 g·m^-2·yr^-1N） with phosphorus application may be an effective restoration measure for degraded alpine steppe， providing a scientific basis for the sustainable management of alpine steppe ecosystem.

Key words

Nitrogen addition / Phosphorus limitation / Alpine steppe / Plant aboveground biomass / Plant species diversity / Community structure

引用本文

冯探, 蒲鑫, 吕春磊, 孙磊. 氮磷添加对退化高寒草原生产力与生物多样性的影响. 草地学报, 2026 , 34 (6) : 2207 -2216 . DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2026.06.023

FENG Tan, PU Xing, LÜ Chun-lei, SUN Lei. Effects of Nitrogen and Phosphorus Addition on the Productivity and Biodiversity in Degraded Alpine Steppe[J]. Acta Agrestia Sinica, 2026 , 34 (6) : 2207 -2216 . DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2026.06.023

基金

收起

西藏农牧大学研究生创新项目 (YJS2025-14); 羌塘高原项目 (603325037); 羌塘科技小院项目 (XY2024-02)

参考文献

收起

文献

收起

参考文献引证文献

排序方式：

PIAO S L，TAN K，NAN H J，et al. Impacts of climate and CO₂ changes on the vegetation growth and carbon balance of Qinghai–Tibetan grasslands over the past five decades[J]. Global and Planetary Change，2012，98：73-80
SUN J，MA B B，LU X Y. Grazing enhances soil nutrient effects： trade-offs between aboveground and belowground biomass in Alpine grasslands of the Tibetan Plateau[J]. Land Degradation & Development，2018，29（2）：337-348
CAO J J，LI G D，ADAMOWSKI J F，et al. Suitable exclosure duration for the restoration of degraded Alpine grasslands on the Qinghai-Tibetan Plateau[J]. Land Use Policy，2019，86：261-267
SUN J，LIU M，FU B J，et al. Reconsidering the efficiency of grazing exclusion using fences on the Tibetan Plateau[J]. Science Bulletin，2020，65（16）：1405-1414
PENG F，XUE X，YOU Q G，et al. Changes of soil properties regulate the soil organic carbon loss with grassland degradation on the Qinghai-Tibet Plateau[J]. Ecological Indicators，2018，93：572-580
HUANG J，WANG G F，AN S Z，et al. Effect of nitrogen fertilization on the vegetation structure and biomass of degraded meadow and soil fertility[J]. Pratacultural Science，2009，26（3）：75-78 黄军，王高峰，安沙舟，等. 施氮对退化草甸植被结构和生物量及土壤肥力的影响[J]. 草业科学，2009，26（3）：75-78
HU R，YANG J，TANG Z S，et al. Effects of nitrogen and phosphorus addition on soil carbon cycle in grassland ecosystems[J]. Acta Agrestia Sinica，2026，34（2）：670-678 胡蓉，杨洁，唐庄生，等. 氮磷添加对草地生态系统土壤碳循环的影响[J]. 草地学报，2026，34（2）：670-678
LI L J，YU Z Y，ZENG D H，et al. Effects of fertilizations on species composition and diversity of grassland in Keerqin Sandy Lands[J]. Acta Prataculturae Sinica，2010，19（2）：109-115 李禄军，于占源，曾德慧，等. 施肥对科尔沁沙质草地群落物种组成和多样性的影响[J]. 草业学报，2010，19（2）：109-115
YANG X X，REN F，ZHOU H K，et al. Responses of plant community biomass to nitrogen and phosphorus additions in an Alpine meadow on the Qinghai-Xizang Plateau[J]. Chinese Journal of Plant Ecology，2014，38（2）：159-166 杨晓霞，任飞，周华坤，等. 青藏高原高寒草甸植物群落生物量对氮、磷添加的响应[J]. 植物生态学报，2014，38（2）：159-166
HUANG J，LIU K S，HONG Y N，et al. Effects of water，nitrogen and phosphorus additions on oat growth in grassland soils with different degradation degrees[J]. Acta Agrestia Sinica，2025，33（5）：1355-1362 黄晶，刘克思，洪逸楠，等. 水分和氮磷添加对不同退化程度草地土壤燕麦生长的影响[J]. 草地学报，2025，33（5）：1355-1362
ZHANG L L，WANG X A，ZHU Z H，et al. The effects of simulated grazing intensity and fertilizing on the community characteristics and diversity in Alpine meadow of Qinghai-Tibet Plateau[J]. Ecology and Environmental Sciences，2018，27（3）：406-415 张璐璐，王孝安，朱志红，等. 模拟放牧强度与施肥对青藏高原高寒草甸群落特征和物种多样性的影响[J]. 生态环境学报，2018，27（3）：406-415
NIU Y B，YU H L，WANG P，et al. Effects of nitrogen and phosphorus addition on plant community diversity and soil C∶N∶P ecological stoichiometry in a desert steppe of China[J]. Acta Ecologica Sinica，2019，39（22）：8462-8471 牛玉斌，余海龙，王攀，等. 氮磷添加对荒漠草原植物群落多样性和土壤C∶N∶P生态化学计量特征的影响[J]. 生态学报，2019，39（22）：8462-8471
ZHOU J J，LIU Y F，WANG J L，et al. Effect of short-term nutrient addition on aboveground biomass，plant diversity，and functional traits of swampy Alpine meadow in Tibet[J]. Acta Prataculturae Sinica，2023，32（11）：17-29 周娟娟，刘云飞，王敬龙，等. 短期养分添加对西藏沼泽化高寒草甸地上生物量、植物多样性和功能性状的影响[J]. 草业学报，2023，32（11）：17-29
DONG L W，REN Z W，ZHANG R，et al. Functional diversity rather than species diversity can explain community biomass variation following short-term nitrogen addition in an Alpine grassland[J]. Chinese Journal of Plant Ecology，2022，46（8）：871-881 董六文，任正炜，张蕊，等. 功能多样性比物种多样性更好解释氮添加对高寒草地生物量的影响[J]. 植物生态学报，2022，46（8）：871-881
ZONG N，SHI P L，NIU B，et al. Effects of nitrogen and phosphorous fertilization on community structure and productivity of degraded Alpine meadows in northern Tibet，China[J]. Chinese Journal of Applied Ecology，2014，25（12）：3457-3468 宗宁，石培礼，牛犇，等. 氮磷配施对藏北退化高寒草甸群落结构和生产力的影响[J]. 应用生态学报，2014，25（12）：3457-3468
GUO J B，ZHAO G Q，JIA S G，et al. Comprehensive evaluation of effects of fertilization on grassland quality index and soil properties in Alpine steppe[J]. Acta Prataculturae Sinica，2020，29（9）：85-93 郭剑波，赵国强，贾书刚，等. 施肥对高寒草原草地质量指数及土壤性质影响的综合评价[J]. 草业学报，2020，29（9）：85-93
SONG S S. Effects of long-term nitrogen and phosphorus addition on plant community diversity and biomass stability in an Alpine grassland[D]. Lanzhou：Lanzhou University，2021：22-30 宋珊珊. 长期氮、磷添加对高寒草地植物群落多样性和生物量稳定性的影响[D]. 兰州：兰州大学，2021：22-30
YUE J. Study on the impact of grassland ecological compensation policy on livelihood of pastoral people in Bangor county，Tibet[D]. Nanjing：Nanjing Agricultural University，2019：17-19 岳洁. 草原生态补偿政策对西藏班戈县牧民生计的影响研究[D]. 南京：南京农业大学，2019：17-19
JING M H，JIA X T，ZHANG Y L，et al. Effects of long-term nitrogen addition on community aboveground and belowground biomass and their ratio in a typical steppe of Inner Mongolia[J]. Chinese Journal of Ecology，2020，39（10）：3185-3193 景明慧，贾晓彤，张运龙，等. 长期氮添加对内蒙古典型草原植物地上、地下生物量及根冠比的影响[J]. 生态学杂志，2020，39（10）：3185-3193
LIU H M，LI J，WANG L L，et al. Effects of nitrogen addition on the stoichiometric characteristics of plants and soil in the Stipa baicalensis grassland of Inner Mongolia，China[J]. Acta Prataculturae Sinica，2018，27（7）：25-35 刘红梅，李洁，王丽丽，等. 氮添加对贝加尔针茅草原植物和土壤化学计量特征的影响[J]. 草业学报，2018，27（7）：25-35
ZHANG F S，WANG J Q，ZHANG W F，et al. Nutrient use efficiencies of major cereal crops in China and measures for improvement[J]. Acta Pedologica Sinica，2008，45（5）：915-924 张福锁，王激清，张卫峰，等. 中国主要粮食作物肥料利用率现状与提高途径[J]. 土壤学报，2008，45（5）：915-924
ZHANG Z C，LIU Y，SUN J，et al. Suitable duration of grazing exclusion for restoration of a degraded Alpine meadow on the eastern Qinghai-Tibetan Plateau[J]. Catena，2021，207：105582
AHMAD WANI I，VERMA S，GUPTA R，et al. Nutrient analysis and species diversity of Alpine grasslands： a comparative analysis of less studied biodiversity hotspots[J]. Sustainability，2022，14（2）：887
ZONG N，SHI P L，SONG M H，et al. Nitrogen critical loads for an Alpine meadow ecosystem on the Tibetan Plateau[J]. Environmental Management，2016，57（3）：531-542
YAN Y，LU X Y. Is grazing exclusion effective in restoring vegetation in degraded Alpine grasslands in Tibet，China？[J]. PeerJ，2015，3：e1020
QI Z Y，LÜ Y X，LIU W，et al. Mechanism for the restoration of degraded typical steppe by nitrogen and phosphorus co-addition[J]. Chinese Journal of Applied Ecology，2023，34（1）：75-82 戚智彦，吕亚香，刘伟，等. 氮磷养分共同添加促进退化典型草原恢复的机制[J]. 应用生态学报，2023，34（1）：75-82
LI H R，ZHU Y，TIAN J H，et al. Effects of carbon and nitrogen additions on soil organic C，N，P contents and their catalyzed enzyme activities in a grassland[J]. Chinese Journal of Applied Ecology，2018，29（8）：2470-2476 李焕茹，朱莹，田纪辉，等. 碳氮添加对草地土壤有机碳氮磷含量及相关酶活性的影响[J]. 应用生态学报，2018，29（8）：2470-2476
MA Y S，LANG B N，LI Q Y，et al. Effect of fertilizing nitrogen rate and time on Kobresia Pygmaea meadow grassland[J]. Pratacultural Science，2003，20（3）：47-50 马玉寿，郎百宁，李青云，等. 施氮量与施氮时间对小嵩草草甸草地的影响[J]. 草业科学，2003，20（3）：47-50
LI W J，LIU H M，ZHAO J N，et al. Effects of nitrogen and water addition on plant species diversity and biomass of common species in the Stipa baicalensis Steppe，Inner Mongolia，China[J]. Acta Ecologica Sinica，2015，35（19）：6460-6469 李文娇，刘红梅，赵建宁，等. 氮素和水分添加对贝加尔针茅草原植物多样性及生物量的影响[J]. 生态学报，2015，35（19）：6460-6469
WANG C T，WANG G X，LIU W，et al. Effects of fertilization gradients on plant community structure and soil characteristics in Alpine meadow[J]. Acta Ecologica Sinica，2013，33（10）：3103-3113 王长庭，王根绪，刘伟，等. 施肥梯度对高寒草甸群落结构、功能和土壤质量的影响[J]. 生态学报，2013，33（10）：3103-3113
LUO Q P，GONG J R，XU S，et al. Effects of N and P additions on net nitrogen mineralization in temperate typical grasslands in Nei Mongol，China[J]. Chinese Journal of Plant Ecology，2016，40（5）：480-492 罗亲普，龚吉蕊，徐沙，等. 氮磷添加对内蒙古温带典型草原净氮矿化的影响[J]. 植物生态学报，2016，40（5）：480-492
HUANG X S，HUANG Q L，WENG B Q，et al. Yield，quality and N utilization efficiency of Pennisetum and nitrate-N distribution in soil profile as influenced by different N levels of biogas slurry[J]. Journal of Agro-Environment Science，2014，33（8）：1652-1658 黄秀声，黄勤楼，翁伯琦，等. 沼液不同氮素水平对狼尾草产量、质量、氮素利用率和土壤剖面硝态氮分布的影响[J]. 农业环境科学学报，2014，33（8）：1652-1658
DE K J，XU C T. The effects of different fertilizer times and nitrogen levels on biomass and soil nutrients in Alpine meadow[J]. Acta Agrestia Sinica，2015，23（4）：726-732 卡着才让，德科加，徐成体. 不同施肥时间及施氮水平对高寒草甸生物量和土壤养分的影响[J]. 草地学报，2015，23（4）：726-732
YANG Y H，ZHANG D Y，WEI B，et al. Nonlinear responses of community diversity，carbon and nitrogen cycles of grassland ecosystems to external nitrogen input[J]. Chinese Journal of Plant Ecology，2023，47（1）：1-24 杨元合，张典业，魏斌，等. 草地群落多样性和生态系统碳氮循环对氮输入的非线性响应及其机制[J]. 植物生态学报，2023，47（1）：1-24
REN Z，LI Q，CHU C，et al. Effects of resource additions on species richness and ANPP in an Alpine meadow community[J]. Journal of Plant Ecology，2010，3（1）：25-31
HAUTIER Y，NIKLAUS P A，HECTOR A. Competition for light causes plant biodiversity loss after eutrophication[J]. Science，2009，324（5927）：636-638
ZHANG S H，ZHANG Y，MA X Y，et al. Mechanisms underlying loss of plant biodiversity by atmospheric nitrogen deposition in grasslands[J]. Acta Ecologica Sinica，2022，42（4）：1252-1261 张世虎，张悦，马晓玉，等. 大气氮沉降影响草地植物物种多样性机制研究综述[J]. 生态学报，2022，42（4）：1252-1261
MASKELL L C，SMART S M，BULLOCK J M，et al. Nitrogen deposition causes widespread loss of species richness in British habitats[J]. Global Change Biology，2010，16（2）：671-679
LIU N N，TIAN Q Y，ZHANG W H. Comparison of adaptive strategies to phosphorus-deficient soil between dominant species Artemisia frigida and Stipa krylovii in typical steppe of Nei Mongol[J]. Chinese Journal of Plant Ecology，2014，38（9）：905-915 刘娜娜，田秋英，张文浩. 内蒙古典型草原优势种冷蒿和克氏针茅对土壤低磷环境适应策略的比较[J]. 植物生态学报，2014，38（9）：905-915
LAMBERS H，RAVEN J A，SHAVER G R，et al. Plant nutrient-acquisition strategies change with soil age[J]. Trends in Ecology & Evolution，2008，23（2）：95-103
LIU Y. Effects of multi-gradient nitrogen and phosphorus addition on community structure and productivity of Alpine meadow[D]. Xining：Qinghai University，2023：11-34 刘艳. 多梯度氮、磷添加对高寒草甸群落结构和生产力的影响[D]. 西宁：青海大学，2023：11-34

2026年第34卷第6期

PDF下载

158

引用本文

BibTeX

文章信息

doi: 10.11733/j.issn.1007-0435.2026.06.023

接收时间：2026-01-08
首发时间：2026-09-23

补充材料

相关文章

文章信息

作者

出版历史

收稿日期：2026-01-08
修回日期：2026-03-09

基金

作者信息

参考文献

分享链接

https://castjournals.cast.org.cn/joweb/cdxb/CN/10.11733/j.issn.1007-0435.2026.06.023

分享至

全文二维码

扫描看全文

引用本文

BibTeX

本文的引用情况

2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

关闭全屏

BibTeX
EndNote
RefWorks
TxT