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1.
为探明种间关系和降水变化对混生植物群落光合特性的影响,以C3植物红砂（Reaumuria soongarica）和C4植物珍珠（Salsola passerina）为研究对象,沿自然降水梯度测定单生和混生红砂与珍珠光合参数。结果表明：混生可提高红砂的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度,平均分别增加12.3%,13.7%,20.4%;而珍珠相反,平均分别减少5.5%,14.1%,28.9%。随降水的减少,混生红砂与珍珠的光合速率并没有显著提高,表明随干旱胁迫梯度增加其互惠作用并没有得到加强,并不支持胁迫梯度假说。西北干旱区和半干旱区红砂的净光合速率（Net Photosynthesis Rate,Pn）、蒸腾速率（Transpiration Rate,Tr）和气孔导度（Stomatal conductance,Gs）整体高于珍珠,平均分别增加6.6%,36.9%,27.8%,但其水分利用效率（Water Use Efficiency,WUE）低于珍珠,降低13.9%。研究表明,红砂可通过种间互惠更好地利用养分资源适应种间竞争及干旱胁迫环境,而混生珍珠竞争作用加强,在我国西北干旱和半干旱区红砂主要是通过提高光合速率来适应干旱环境,珍珠则通过提高水分利用效率来维持生长。 相似文献
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干旱是促进C4光合途径进化的外部动力之一,探究干旱胁迫导致植物光合型向C4发生适应性演化对荒漠化植被的保护和恢复意义重大。猪毛菜属是藜科包含不同光合型物种的属,是研究干旱驱动C4进化的理想材料。当前支持植物C4光合进化的解剖结构证据充分且深入,而关注C4光合进化进程中生长适应特征的研究不多。为此,基于猪毛菜属内各个种的系统进化关系,以蒿叶猪毛菜(C3型)、松叶猪毛菜(C3-C4型)和东方猪毛菜(C4型)为试验材料,研究其在各自生境下的叶片形态解剖结构和种子形态特征、抗旱生理和生态化学计量特征,分析猪毛菜属不同光合型植物在干旱胁迫下的生长适应差异。结果表明:C3型猪毛菜是原始祖先,C3-C4型猪毛菜与C4型猪毛菜由C3型猪毛菜进化而来;与C3型蒿叶猪毛菜相比,C3-C4中间型松叶猪毛菜以及C4型东方猪毛菜叶从外部形态和解剖结构上逐渐形成适应干旱的结构特征,且种子的传播策略也因种子大小不同而发生变化;C4型猪毛菜因高光合能力使其具备通过可溶性糖来调节渗透能力的物质基础,从而提高抗旱能力;C3-C4型猪毛菜是通过提高氮和磷的利用效率来增加固碳量,C4型猪毛菜是通过氮和磷含量的增多来增加固碳量。相较于C3蒿叶猪毛菜,C3-C4松叶猪毛菜和C4东方猪毛菜更能适应贫瘠的环境。以上试验结果可为完善C4光合进化理论提供生理生态适应性证据。 相似文献
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水分和氮素是植物生物量积累的重要资源,也是调节植物在荒漠逆境条件下生物量分配的主要因素。本研究以两种荒漠优势植物红砂(Reaumuria soongarica)和珍珠猪毛菜(Salsola passerina)苗木为试验材料,研究了降水[–30% (低水)、0 (中水)、+30% (高水)]与氮素[0 (N0,无氮)、4 g·(m2·a)?1 (N1,中氮)、8 g·(m2·a)?1 (N2,高氮)]交互作用对其不同生长方式(红砂单生、珍珠猪毛菜单生、红砂和珍珠猪毛菜混生)下的生物量分配及相关生长关系的影响。结果表明：1)红砂和珍珠猪毛菜幼苗受水分和氮素影响显著(P < 0.01)。单生红砂根生物量在低氮、高水时增加,而茎和叶生物量在高氮、中水时增加,其生物量在各器官的分配关系为根 > 茎 > 叶。混生红砂的根、茎、叶生物量分别在无氮和低水、无氮和中水、低氮和高水条件时有所增加,其分配关系为叶 ≥ 茎 > 根。单生和混生珍珠猪毛菜均在低氮和高水时器官生物量增加,两者生物量分配关系一致,均表现为叶 > 茎 > 根。2)混生方式下的红砂和珍珠猪毛菜叶根重比、叶重比、源汇重比均高于单生方式,而根冠比则较单生分别平均减少了52.63%和37.45%,说明两种植物在混生过程中均能将更多的生物量分配到地上部分。未来在降水格局和氮沉降变化条件下,红砂和珍珠猪毛菜的混生状态将可能比其单生状态更有利于适应全球气候的变化。 相似文献
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水分和氮素是植物生物量积累的重要资源,也是调节植物在荒漠逆境条件下生物量分配的主要因素.本研究以两种荒漠优势植物红砂(Reaumuria soongarica)和珍珠猪毛菜(Salsola passerina)苗木为试验材料,研究了降水[–30％(低水)、0?(中水)、+30％?(高水)]与氮素[0?(N0,无氮)、4?g·(m2·a)?1?(N1,中氮)、8?g·(m2·a)?1?(N2,高氮)]交互作用对其不同生长方式(红砂单生、珍珠猪毛菜单生、红砂和珍珠猪毛菜混生)下的生物量分配及相关生长关系的影响.结果表明:1)红砂和珍珠猪毛菜幼苗受水分和氮素影响显著(P??茎?>?叶.混生红砂的根、茎、叶生物量分别在无氮和低水、无氮和中水、低氮和高水条件时有所增加,其分配关系为叶?≥?茎?>?根.单生和混生珍珠猪毛菜均在低氮和高水时器官生物量增加,两者生物量分配关系一致,均表现为叶?>?茎?>?根.2)混生方式下的红砂和珍珠猪毛菜叶根重比、叶重比、源汇重比均高于单生方式,而根冠比则较单生分别平均减少了52.63％和37.45％,说明两种植物在混生过程中均能将更多的生物量分配到地上部分.未来在降水格局和氮沉降变化条件下,红砂和珍珠猪毛菜的混生状态将可能比其单生状态更有利于适应全球气候的变化. 相似文献
5.
利用草地生态模型评价气候变化对草地生产力的影响,对于草地的可持续利用有重要意义。本文选取川西北高原的石渠和若尔盖为代表站点,基于试验站多年牧草观测资料,对草地生态系统模型（CENTURY）在川西北高原草地的适用性进行研究。结果表明：CENTURY模型模拟的石渠和若尔盖牧草地上部生物量的模拟值与观测值比较吻合,决定系数分别为0.85和0.48,均通过了0.05的显著性检验,均方根误差分别为5.4 g·m-2和122.4 g·m-2,CENTURY模型能够较好的模拟牧草地上部生物量,适用于气候变化对川西北高原草地生产力的影响研究。基于验证后的CENTURY模型对1961-2017年牧草地上生物量的模拟结果显示,近57年来石渠和若尔盖牧草地上生物量均呈显著增加趋势,增加速率分别为5.4 g·m-2·（10a）-1和17.2 g·m-2·（10a）-1。 相似文献
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本研究以荒漠优势植物红砂（Reaumuria soongorica） 1年生幼苗为研究对象,采用开顶式生长箱（Open top chambers,OTCs）模拟CO2浓度变化（350和700 μmol·mol-1）,研究了降水变化（-30%,-15%,0,+15%和+30%）及其协同作用对红砂地上和地下部分碳、氮含量与积累量的影响。结果发现：CO2浓度倍增和降水对红砂地上和地下部分有机碳、全氮含量和有机碳积累量以及地上全氮积累量影响极显著,并且表现出极显著的交互作用。CO2浓度倍增下,红砂地上和地下部分有机碳、C/N和有机碳积累量以及地下部分全氮显著增加。随着降水增加,红砂地上和地下部分有机碳含量和积累量以及地下部分全氮均呈增加趋势,地上和地下部分C/N呈先降后升趋势,而地上部分全氮先升后降。综上所述：未来CO2升高时,降水增加协同高CO2浓度有助于红砂植株有机碳积累,从而促进红砂植株对氮素的吸收,降水减少则有利于红砂调节自身碳氮平衡从而提高其抗旱性。 相似文献
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植物的生物量在各器官中的分配可反映植物对环境的适应性及其生长策略。未来大气CO2浓度显著升高将引起降水量的变化,而这种变化必将对荒漠植物的生物量分配产生严重影响。本研究以荒漠优势植物红砂（Reaumuriasoongorica）1年生苗木为试材,采用开顶式CO2控制气室模拟CO2浓度变化（350 μmol·mol-1和700 μmol·mol-1）,研究了降水变化（-30%,0,+30%）及其与CO2的协同作用对红砂生物量分配及相关生长关系的影响。结果表明：CO2浓度升高对不同降水量下红砂地上和地下生物量均具有显著的促进作用（P<0.05）;降水减少,红砂生物量向地下分配的比例增加,但CO2增加会减弱这一作用;CO2浓度升高和降水变化通过影响红砂地上和地下器官的相对生长来影响生物量在不同器官中的分配,6种处理下的红砂地上-地下生物量分配斜率与1.0差异不显著,其相对生长关系均表现为等速生长。未来大气CO2浓度升高及降水变化下,红砂生物量分配模式对环境变化的响应在一定程度上支持了最优分配假说。 相似文献
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为利用草地群落光谱参数来评价氮磷施肥效应,本研究以安塞纸坊沟流域内白羊草（Bothriochloa ischaemum）群落为研究对象,测定计算不同氮磷添加[N处理：0（N0）,25（N25）,50（N50）和100（N100） kg N·hm-2·a-1;P处理（以P2O5计）：0（P0）,20（P20）,40（P40）和 80（P80） kg P2O5·hm-2·a-1]的草地群落光谱特征,同步测定草地群落地上生物量和盖度并计算群落多样性指数。结果表明：施氮显著增大群落地上生物量和盖度,施磷显著增加盖度,氮磷添加对群落多样性无显著影响;氮磷添加后,光谱在“蓝谷”,“绿峰”和“红谷”处的反射率均显著降低;单施氮对红边参数无显著影响,单施磷显著增大红边斜率及面积;植被指数在施氮或施磷后均显著增大,且磷添加的增幅大于氮。总体研究表明,施氮和施磷对草地生物量和盖度的影响不同,施磷能有效提高白羊草群落盖度和群体光合能力,N50P40处理提升群落光合能力最强。 相似文献
9.
短命植物东方旱麦草(Eremopyrum orientale)广泛分布于新疆北部,适时萌发,有助于缓解春季饲草短缺。为探究氮沉降和收获期对秋萌东方旱麦草生长与饲用品质的影响,本试验采用人工模拟方式,设置0 kg·ha-1·a-1,30 kg·ha-1·a-1,60 kg·ha-1·a-13个氮添加处理和2个收获时期(拔节孕穗期和开花期),分析不同处理下秋萌东方旱麦草生长指标和饲用品质指标变化。结果表明：在30 kg·ha-1·a-1,60 kg·ha-1·a-1氮添加条件下,秋萌东方旱麦草的株高、叶长、叶宽、分蘖数、茎粗、平均地上鲜重、粗蛋白和粗脂肪含量均高于0 kg·ha-1·a-1;同时,中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量降低。与第一收获期相比,第二收获期东方旱麦草粗蛋白含量显著降低,中、酸性洗涤纤维与粗脂肪含量升高,平均地上生物量无差异。综合考虑东方旱麦草秋萌株的生长与饲用品质,在第一收获期(拔节孕穗期)和60 kg·ha-1·a-1氮添加下可获得最优饲草,但30 kg·ha-1·a-1较低水平氮沉降也能显著提升其生产力与饲用品质。 相似文献
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耐荫地被植物山麦冬光合特性研究 总被引：1，自引：1，他引：0
用Li-6400便携式光合分析仪测定了耐荫地被植物山麦冬(Liriope spicata (Thunb.) Lour.)的光合生理特性。结果表明:山麦冬光合日进程有光合午休现象,最大净光合速率为10.2μmolCO2·m-2·s-1,光饱和点为648μmol·m-2·s-1,光补偿点为3.2μmol·m-2·s-1,表观量子效率为0.1389,CO2饱和点为1868μmol·mol-1,补偿点为61μmol·mol-1,最大蒸腾速率为2.2 mmol H2O·m-2·s-1,最大气孔导度为0.100 mmol·m-2·s-1。因此认为山麦冬是具有耐荫和抗旱节水特性的优良地被植物。 相似文献
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为揭示典型荒漠植物地下根系对降水变化和种间关系的响应,本研究以红砂（Reaumuria soongorica）和珍珠（Salsola passerina）为材料,通过人工模拟降水变化,测定不同降水量（年降水量50 mm~300 mm,Δ=50）下单生和混生红砂和珍珠的根系形态特征指标。结果表明：随着降水量的增加,单生、混生红砂和单生珍珠的细根生物量均呈现增-减-增的趋势;两种植物混生提高了珍珠细根生物量的比重,降低了粗根生物量的比重;在150~300 mm降水量范围内,混生珍珠细根比根长和比根面积均大于单生珍珠;同一降水量条件下,单生红砂根冠比大于混生红砂和单生珍珠。可见,两种植物混生更有利于珍珠塑造良好的根系形态,且在混生生长时其地下部分主要通过调整细根根系形态来适应水分变化,而红砂在单生生长时其根系对水分养分的吸收效率更强。 相似文献
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为揭示典型荒漠植物不同器官养分利用和调控策略对降水变化和生长方式的响应规律，本研究以红砂（Reaumuria soongorica）与珍珠（Salsola passerina）为材料，测定了不同降水梯度（年降水量50~300 mm，Δ=50）下单生和混生红砂和珍珠不同器官中的有机碳（C）、全氮（N）含量。结果表明：随降水量的减少（干旱胁迫增加），单生红砂叶C，C/N和茎N含量逐渐减小；单生珍珠茎和根C含量整体呈增大趋势，表明干旱胁迫加剧时，单生红砂茎受N限制作用增强，但红砂会通过降低叶片有机C含量和C/N以提高生长速率；单生珍珠会选择适当地增加地下部分根系的C分配比例，并将多余的C储藏在茎中。各降水量条件下，混生红砂叶C，C/N和根C，N含量均大于单生，茎C含量小于单生；混生珍珠茎C，C/N和根C，N含量均小于单生，叶C，C/N含量大于单生，表明混生后红砂倾向于向根系分配更多C，N，而珍珠主要通过降低茎的C/N来提高地上部分生长速率。 相似文献
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镇江河漫滩草地虉草光合特性研究 总被引：4，自引：0，他引：4
对虉草(Phalaris arandinacea)光合特性的研究表明:不同生长阶段虉草净光合速率日变化均呈双峰曲线,光合"午休"现象明显,但5月下旬主、次峰均滞后于4月初1 h,净光合速率后期大于前期,导致光合"午休"的原因不同,4月初为气孔限制因素,而5月下旬为非气孔限制因素。不同时期各生理生态因子间的相关系数不同。虉草净光合速率季节动态呈单峰曲线,4月中下旬最高。虉草的光补偿点为45.6μmol·m-2·s-1,光饱和点为1825μmol·m-2·s-1,表观光量子效率为0.047 mol·mol-1,暗呼吸速率为2.1429μmol·m-2·s-1;CO2补偿点为76μmol·mol-1,饱和点为923μmol·mol-1,羧化效率为0.0556。数据显示,虉草是一种高光效C3阳性植物,对草地生态系统的稳定意义重大。 相似文献
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为研究氮添加对高寒人工草地垂穗披碱草(Elymus nutans)生长及光合特性的影响,试验以高寒生态条件下垂穗披碱草为研究对象,通过施加不同水平氮素[0 kg·hm-2·a-1(N0),12 kg·hm-2·a-1(N1),24 kg·hm-2·a-1(N2),48 kg·hm-2·a-1(N3),96 kg·hm-2·a-1(N4)],探讨氮素对人工建植垂穗披碱草生长以及光合特性的影响,以期揭示垂穗披碱草对氮添加的响应规律。结果表明：N2,N3处理明显提高了垂穗披碱草株高、叶长、叶宽以及单叶面积;整个生育时期,随着氮肥施用量的增加,垂穗披碱草的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率呈现先增后降的趋势,胞间CO2浓度大体呈上升趋势,气孔导度变化不显著。综上,N2,N3处理可提高垂穗披碱草生长性能,促进其光合特性和水分利用效率。试验结果为垂穗披碱草的生... 相似文献
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红砂属于干旱半干旱荒漠区生态系统中重要的超抗旱树种,对维护荒漠区植物群落的稳定性具有重要的作用。近年来由于极端干旱气候的频发,导致以红砂为建群种的荒漠植物群落出现大面积死亡以及退化的趋势。因此,采用人工措施提高干旱荒漠区植物的抗旱能力显得尤为重要。通过对干旱胁迫中的红砂苗木喷施外源脯氨酸（Pro）以减缓干旱胁迫对其造成的伤害。研究设置5个Pro浓度,分别为50,100,150,200,250 mg·L-1,对红砂植株进行喷施处理,于处理前第0天（CK）,处理后第1,3, 6和9天对叶片抗氧化酶系统、代谢调节系统、光合色素、光合性能进行测定,第9天对生长状况进行测定,以期揭示干旱胁迫下Pro的作用机理。结果表明,外源Pro处理红砂植株后,对其抗氧化酶系统、代谢调节系统、光合色素、光合性能以及生长状况均有显著影响。除叶绿素a/b（Chl a/b）在处理年份间差异不显著,可溶性糖含量在处理浓度间差异不显著外,其他指标在处理年份之间、处理浓度之间、处理后作用时间之间以及处理浓度与处理后作用时间交互作用之间均差异显著,其中以100 mg·L-1 Pro处理效果最佳。100 mg·L-1 Pro处理后第9天和CK相比,可溶性蛋白（SP）、脯氨酸（Pro）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）分别提高了4.48%、131.07%、30.66%、12.30%,可溶性糖（SS）、超氧化物歧化酶（SOD）分别下降了6.42%、1.95%;总叶绿素含量Chl（a+b）、叶绿素a含量（Chla）、叶绿素b含量（Chlb）分别较CK降低了5.81%、1.47%和22.22%;净光合速率（Pn）、气孔导度（GS）、蒸腾速率（Tr）、胞间二氧化碳浓度（Ci）以及水分利用效率（WUE）分别比CK降低了16.07%、10.00%、6.44%、7.68%和9.92%;红砂苗木的生长特性在处理后第9天,株高净生长量为2.48 cm,侧芽萌发数量为3.67个,侧芽净生长量为1.87 cm,地径净生长量为0.27 mm,比处理效果最差的250 mg·L-1处理分别高出0.68 cm,0.34个,0.32 cm,0.07 mm。因此,100 mg·L-1 Pro处理干旱胁迫中的红砂植株,能显著提高其抗旱性。 相似文献
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设置节节麦和小麦单种及混种2种模式,以NH4NO3为外加氮源,研究N0、N5、N10及N15（分别为0、5、10、15 g·m-2·a-1）4个梯度氮沉降量对节节麦表型可塑性及竞争能力的影响,为氮沉降背景下节节麦的入侵风险预测提供参考依据。结果表明：无竞争条件下,节节麦形态指标（株高、叶面积及分蘖数）和生物量指标（地上部分、地下部分及总生物量）均随氮沉降量的增加而增加,表明氮沉降促进了节节麦生长。此外,节节麦形态及生物量指标的可塑性指数均值明显高于小麦;竞争条件下,至N15处理时节节麦生物量的各指标较CK增幅均明显高于小麦,表明节节麦较高的氮利率。基于生物量变化的竞争效应及竞争响应结果显示,氮沉降量的增加对节节麦竞争能力的提高主要体现在其对小麦的竞争效应上。综上所述,氮沉降量的增加促进了节节麦竞争能力的提升,加剧了其入侵的危害性。 相似文献
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为探究干旱荒漠区典型灌丛凋落物对降水变化的响应,本研究以河西走廊干旱荒漠区2种建群植物灌木红砂(Reaumuria soongarica)和珍珠猪毛菜(Salsola passerina)凋落物为研究对象,采用分解袋法,对不同降水条件下凋落物分解速率及养分含量动态变化进行研究。结果表明：凋落物质量损失率和分解速率表现为：降水增加＞自然降水＞降水减少,其中红砂对非生长季(11月—次年3月)的降水增加表现更敏感。C、N含量均呈释放-富集-释放的状态,P含量呈富集-释放模式;降水减少抑制了C的释放,其中生长季(4—10月)降水减少对其抑制作用更明显,非生长季降水增加促进了P的释放。同一降水条件下珍珠猪毛菜的分解速率高于红砂,红砂的C和N残留率大于珍珠猪毛菜,而P小于珍珠猪毛菜。在未来降水格局变化下,降水增加可能会有助于荒漠灌木凋落物C和N归还,从而提高土壤的有效养分。 相似文献