The strategies of biomass allocation of two desert annul plants and their morphological and physiological adaptive teristics under water stress

水分胁迫是影响干旱和荒漠地区生态系统结构和功能变化的主要驱动力。生活在干旱和荒漠等极端缺水环境中的植物，在长期进化过程中，作为主动适应策略，在生物量分配、形态和生理特征上均表现出一定的可塑性。由于受水分条件的限制，干旱和荒漠地区乔灌木分布稀疏而单调，但却广泛分布着短命或一年生草本植物。因此，分析水分胁迫下，荒漠地区草本植物在不同生活史阶段的生物量分配过程，对研究植物各部分之间碳存储比例以及估算植物地下碳存储量，具有重要的理论意义。分析植物在水分胁迫下形态和生理的适应特征，有助于加深人们对植物适应性和可塑性的理解。本研究通过盆栽控制实验，设置对照、中度和重度胁迫的水分梯度，分析两种荒漠草本植物，涩荠（Malcolmia cana（Linn.）R.Br）和角果藜（Ceratocarpus arenarius L.）在不同的水分处理、不同生活史阶段生物量在各部分之间分配比例关系，以及二者对水分胁迫的形态和生理适应特征。主要结论如下：(1

影响生物土壤结皮分布的环境因子

生物土壤结皮广泛分布于干旱荒漠地区,在干旱和荒漠生态系统中,有重要的生态功能。然而,并不是所有的干旱荒漠区都有生物土壤结皮的分布。在全球和区域尺度上,生物土壤结皮的分布与年降水、凝结水量和土壤含水量呈正相关趋势;温度对生物土壤结皮分布的影响因组成生物土壤结皮的物种而异。小尺度范围内,生物土壤结皮的分布受土壤类型、质地和养分的限制;维管植物对生物土壤结皮分布的影响,暂没有一致的结论。适度干扰对生物土壤结皮分布和生态功能无明显影响,但高强度干扰导致生物土壤结皮结构、功能和分布的退化与减少。全球变化背景下生物土壤结皮的分布变化、不同区域生物土壤结皮分布和演替的差异机理以及受损后恢复过程中的生态功能,将成为以后工作的重点

底座入土深度和面积对典型草原土壤呼吸测定结果的影响

生态学家对土壤呼吸开展了大量研究,但很少评估"底座"对土壤呼吸测量结果的影响,特别是底座入土深度和面积对土壤呼吸测定结果的影响。为此,该研究在内蒙古典型草原设置了2个底座面积(15 cm×15 cm和30 cm×30 cm)和2个底座入土深度(2cm和5cm)处理,采用气室法在植物生长季对土壤呼吸进行了测定,分析评估了底座面积和入土深度对土壤呼吸测定结果的影响。结果显示:与底座入土较浅和面积较小的处理相比,底座入土较深和面积较大的处理,土壤呼吸测定值分别降低了8.0%–9.7%和9.1%–10.8%;这两个处理的底座内土壤温度显著升高,土壤含水量显著下降,地上净初级生产力显著降低。结构方程模型分析表明,底座入土较深、面积较大的处理,主要通过降低地上净初级生产力和土壤含水量,增加土壤温度,使土壤呼吸下降,各因子共同解释了土壤呼吸变异的89%。研究发现,在使用气室法测定土壤呼吸时,底座入土深度和面积对土壤呼吸测定结果具有显著影响,评估底座处理效应对准确测定土壤呼吸强度具有重要的意义。理论上,适当降低底座入土深度和底座面积大小,将有助于准确测定土壤呼吸。但在实践中,由于土壤异质性的影响,减少底座面积可能会增加新的测量误差,只能考虑适当降低底座入土深度

典型草原建群种羊草对氮磷添加的生理生态响应

由于人类活动和气候变化的共同作用,大气氮(N)沉降日益加剧,使得陆地生态系统中的可利用性N显著增加,生态系统更易受其他元素如磷(P)的限制。然而,目前关于N、P养分添加对草原生态系统不同组织水平的影响研究较少,相关机制尚不清楚。该文以内蒙古典型羊草(Leymus chinensis)草原为研究对象,通过连续两年(2011–2012年)的N和P养分添加实验,研究建群种羊草的生理生态性状、种群生物量和群落初级生产力对N、P添加的响应及其适应机制。结果表明:羊草草原不同组织水平对N、P添加的响应不同。群落水平上,地上净初级生产力在不同降水年份均受N和P元素的共同限制,N、P共同添加显著提高了地上净初级生产力;物种水平上,N、P添加对羊草种群生物量和密度,以及相对生物量均没有显著影响,表明羊草能够维持种群的相对稳定;个体水平上,在正常降水年份(2011年),羊草生长主要受N素限制,而在湿润年份(2012年),降水增加使得羊草生长没有受到明显的养分限制。羊草通过增加比叶面积、叶片大小和叶片N含量,提高整体光合能力,以促进个体生长。总之,内蒙古典型草原群落净初级生产力受N、P元素共同限制,作为建群种的羊草,其对N、P添加的响应因组织水平而异,也受年际间降水变化的影响

水分胁迫下荒漠地区2种草本植物生物量分配策略/Strategies for Biomass Allocation of Two Desert Plant Species under Water Stress[J]

水分胁迫是荒漠地区生态系统结构和功能变化的主要驱动力。分析水分胁迫下，不同生长阶段荒漠植物生物量在地上一地下的分配比例，对精确估算地下有机碳存储量有重要的理论意义。通过盆栽控制实验，设置对照、中度和重度胁迫的水分梯度，选取荒漠地区2种草本植物涩荠（Malcolmia africana）和角果藜（Ceratocarpus are-narius），分析其生物量在地上一地下的分配比例变化。结果表明：无论水分胁迫存在与否，总生物量累积均符合Sigmoidal生长模型；水分胁迫对植株早期发育阶段总生物量的累积无明显影响，但显著减少了发育后期总生物量的累积；植株每生长10d，涩荠和角果藜叶片占总生物量的比例分别减少8．9％-10．6％和3．1％-3．4％。几乎等同于茎所增加的比例。水分胁迫使得地下生物量显著增加，但总生物量的累积仍以地上部分为主；根冠比在整个生长过程中呈4个渐变的阶段

类短命植物粗柄独尾草器官生物量分配与估测/Allocation and Estimation of Organ Biomass of Eremurus inderiensis,an Ephemeroid Plant[J]

粗柄独尾草（Eremurus inderiensis）是古尔班通古特沙漠特有类短命植物。采用全株挖掘法研究粗柄独尾草盛花期的生物学特征、器官生物量分配及生物量估测模型。结果表明：粗柄独尾草地上形态指标之间及其与器官生物量间均呈显著正相关,协同生长关系较强。粗柄独尾草地下生物量平均为（12.00±5.85）g/株,占全株58.23%±6.07%,地上生物量平均为（9.15±5.75）g/株,占全株41.77%±6.07%,根冠比为1.44±0.34。根生物量所占比例最大（51.61%±5.93%）,其次为有性繁殖器官（25.14%±5.02%）和光合器官（16.63%±3.75%）,这种分配模式体现了类短命植物生活型的特点。根冠比与地上形态指标间均为负相关关系。叶片、花序、地上及地下生物量间的相关生长分析表明,仅叶片重与地上生物量、叶片重与花序生物量间呈等速生长关系,其他均为异速关系。基于D（花柄基径）、HD2（H为株高）的地上、地下和总生物量直接估测模型均较为精确,且地下生物量的直接和间接估测（基于异速关系）效果相同