模拟降雨格局变化对虎尾草分株和根系特征的影响

作为全球气候变化的重要组成部分,降雨格局变化能够对各类植物产生不同的影响。虎尾草为退化盐碱草地恢复的主要先锋种植物之一,降雨格局变化如何影响其分株和根系等特征对于全球变化背景下退化盐碱地的生态恢复至关重要。本研究通过人工模拟降雨格局变化试验,设置了3个降水量(减少30%、不变、增加30%)和2个降雨间隔(1、2 d),研究了虎尾草地上分株和地下根系形态特征对降雨格局变化的响应。结果表明:1)降雨格局的变化对虎尾草有性生殖特征几乎无影响,随着降水量增加或降雨间隔延长营养繁殖特征具有增加的趋势。2)降雨间隔和降水量对虎尾草根系影响程度不同,降雨间隔为主要影响因素,且二者相互依赖。降水量一定时,随着降雨间隔的增加,总根长、总表面积、总体积和根直径显著降低。3)降水量和降雨间隔均影响虎尾草生物量的积累,降雨间隔为主要影响因素,随着降雨间隔的增加,根、茎、总生物量均显著降低,叶和花序生物量具有减小的趋势,但是影响不显著。     

施肥及施加植物生长调节剂对盐碱胁迫下羊草分株种群特征的影响研究

克隆植物的表型可塑性在基株和种群水平上分别表现为克隆构型和分株种群特征的变化。以试验地移栽的黄绿型羊草为对象，研究了施肥和施加植物生长调节剂对盐碱胁迫条件下羊草分株种群特征的影响。通过和对照组羊草分株种群特征的比较，发现在相同的盐碱胁迫强度下，施肥和施加NAA可以促进羊草的克隆生长，减缓盐碱胁迫对羊草克隆生长的抑制作用；在本试验所设的处理水平下，施加6-BT和GA对羊草的克隆生长有一定的抑制作用，并且这种抑制作用主要表现为抑制分蘖和分枝。     

松嫩平原寸草苔无性系种群分株的结构

寸草苔是典型的无性系植物，天然种群主要依靠营养繁殖补充更新。在松嫩平原，无性系种群中经常有两个世代的分株共存，分蘖节最多可生活5～6个年度，不同生长条件下均以1、2龄级分株的生长最为旺盛；1、2龄级分株在种群中占有绝对优势的地位；1龄级分株对种群的有性生殖贡献最大。营养分株和生殖分株的重量均具有较大的生态可塑性，而生殖分配的生态可塑性较小，具有相对稳定性。     

降水量和生长方式对红砂和珍珠根系形态特征的影响研究

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、...     

红砂幼苗根系形态特征对降水格局变化的响应

以西北荒漠生态系统典型植物红砂一年生幼苗为研究对象,利用塑料遮雨棚,研究了人工模拟不同降水格局下红砂幼苗根系形态的变化特征。结果表明,(1)降水量一定时延长降水间隔时间,红砂幼苗根系各指标均呈增加趋势,总根长、总根体积和根系生物量增加最为显著,分别为39.22%、62.50%和63.20%。(2)降水间隔时间延长至10 d时,降水量增加30%对幼苗根系各指标均有促进作用,且对总根体积和根系生物量的作用尤为突出,使其分别显著增加116.27%和224.40%(P<0.01)。(3)在自然降水条件下延长降水间隔时间,比根长和比表面积达到最大值,幼苗其他指标则无显著变化,说明幼苗对此水分条件的适应能力最强。(4)相关分析表明,不同降水格局条件下,红砂幼苗各形态指标间存在相关关系,但水平各异。总根长、总根表面积、总根体积、根平均直径及根系生物量之间呈显著正相关,且相关系数接近0.5,说明红砂幼苗根系具有较强的形态可塑性。     

人工模拟降雨格局变化对白刺幼苗生长的影响

白刺是干旱荒漠区重要的建群植物种,研究其幼苗在不同降雨格局下的响应特征,可以为进一步研究降雨格局变化下白刺灌丛退化以及加快荒漠区植被恢复提供理论依据。本文通过人工控水试验,设置3个降雨量(增加30%、减少30%、不变)和2个降雨间隔时间(增加、不变)研究其对降雨格局变化的响应。结果表明,1)生长季白刺幼苗根长、叶生物量、地上生物量、总生物量和根冠比的变化主要由总降雨量引起;总降雨量对白刺生长的效应与降雨间隔时间紧密相关,但二者无显著交互作用。2)当降雨量一致时,增加降雨间隔时间有利于白刺幼苗冠幅、基径和各器官生物量的累积,尤其使叶生物量增加81%,从而使地上生物量增幅远大于地下生物量,导致根冠比降低。3)当降雨间隔时间一致时,降雨量减少30%对茎、地下生物量无显著影响,仅使根长显著增加86%,叶、地上生物量和总生物量分别显著减少67%,48%,27%,根冠比显著增加74%,高降雨量条件下的生物量均增加但无显著影响。因此,适当的增加降雨量和降雨间隔时间有利于白刺幼苗的生长及促进其植被恢复。     

生物埂护坡上黄花根系分布特征及其对土壤养分的影响

以川东丘陵区的梯田生物埂为研究对象,选择生物埂护坡上种植的黄花和生物埂网格内土壤为研究内容,为明确4种不同种植年限黄花根系分布特征及其对土壤养分的影响,通过野外调查和室内实验相结合的研究方法,分析了生物埂护坡上黄花根系分布特征、生物量与土壤养分之间差异性和相互关系。结果表明,随着种植年限的增长,黄花根长、根量、根表面积和根体积等指标均增加,4年生黄花根系垂直分布明显比其他3种种植年限的大,分别为185.3 cm、17 133条、237.5 cm²、301.2 cm³和158.9 cm。根系水平分布由于受到网格大小的限制而出现差异性。4种不同种植年限黄花根系平均生物量的大小顺序依次为: 4 a>3 a>2 a>1 a,不同生长年限不同土壤层内根系的生物量也存在一定的差异。黄花根系形态不但影响植物本身的生长,还影响其保土培肥效果,3、4年生黄花根系土壤养分含量均比1、2年生黄花高,且种植植物的样地比对照裸坡地养分含量高,不同种植年限同一土层的土壤养分含量有显著性差异,土壤全氮、有效氮和有效钾含量均与黄花根系指标有显著的相关性,说明黄花根系的水土保持作用有保留土壤养分的能力。研究结果可为川东丘陵区的梯田生物埂的草本选择和土壤养分改良方面提供理论依据和实际应用参考价值。     

放牧对典型草原区土壤水分及其对降雨响应规律的影响

为研究放牧对典型草原区土壤水分及其对降雨响应规律的影响,通过在内蒙古西乌珠穆沁旗设置试验,对禁牧区和放牧区5cm、10cm、15cm、30cm层土壤体积含水率和降雨量进行监测和分析。分析表明:放牧会导致草原地上生物量减少,植被抑制土壤蒸发的作用减弱,降雨转化率降低;放牧会破坏0~15cm层植被根系,根系吸水能力减弱,上层土壤水分向下运移,从而放牧区0~15cm层含水量小于禁牧区,30cm层却大于禁牧区;禁牧区与放牧区5cm、10cm和15cm层土壤水分对降雨的响应相似,单次或累积降雨量大于10mm时,土壤含水量即有显著增加,但会因干旱间隔(两次降雨事件之间无降雨日数)时间的不同而变化,禁牧区含水量更加敏感,增加幅度较大;禁牧区30cm层土壤水分对降雨的响应有滞后现象,单次降雨量大于30mm或累积降雨量大于20mm且干旱间隔时间≤3d时,才有显著增加,放牧区30cm层只在干旱间隔较短(≤2d)的连续大降雨后有明显波动;禁牧区0~30cm层土壤水分的增加都与降雨量、降雨强度极显著相关,放牧区0~15cm层与降雨量极显著相关,0~10cm层与降雨强度极显著相关。     

不同生育期虎尾草的体外发酵产气特性

试验选用3只装有瘤胃瘘管的浏阳黑山羊,采用体外发酵产气技术研究不同生育期虎尾草(Chloris virgata)体外模拟瘤胃发酵的72 h累积总产气量以及0、2、4、6、8、10、12、24、36、48、72 h甲烷产量,发酵液中72 h的挥发性脂肪酸(Volatile Fatty Acid,VFA)和氨氮(NH3-N),以及72 h干物质消失率。结果表明,不同生育期虎尾草的灰分(Ash)、粗蛋白(Crude protein,CP)、中性洗涤纤维(Neutral Detergent Fiber,NDF)、酸性洗涤纤维(Acid Detergent Fiber,ADF)含量差异显著(P0.05)或极显著(P0.01),Ash、CP含量随着生育期的延长而逐渐降低,NDF、ADF含量则呈逐渐增加趋势;随着生育期的延长,总产气量、甲烷的理论最大产气量(VF)以及72 h干物质消失率均呈逐渐降低的趋势,其中各生育期间总产气量的VF差异不显著(P0.05),幼苗期、拔节期、抽穗期、开花期、成熟期间甲烷产气量的VF也差异不显著,但均极显著高于干枯期样品(P0.01),成熟期、干枯期间的72 h干物质消失率极显著低于其余几个生育期(P0.01);发酵液中NH3-N、总VFA以及乙酸浓度的变化趋势为“降低-增高-降低”趋势。综合考虑虎尾草各生育期所含营养成分以及体外发酵的产气特性,建议虎尾草在抽穗至开花期间进行刈割利用。     

松嫩平原蒙古蒿种群无性系分株的生长与生物量分配规律

蒙古蒿为根茎多年生草本无性系植物。在开花期以后，蒙古蒿无性系种群由生殖分株和营养分株组成。研究的结果表明，在松嫩平原8月中旬，生殖分株的生长速率和生产力以2龄级明显高于1龄级，营养分株则1龄级略高于2龄级。生殖分株和营养分株的生物量分配谱在2个龄级间均大体相同。生殖分株和营养分株在增高和增重，以及叶和茎花组分的增重均具有稳定的异速生长规律。蒙古蒿种群无性系分株的分配策略是，较小分株2将分配较多的能量和物质用于生产器官中的建成，而较大的分株则分配较少的和物质用于生产器官叶的建成。     

水势介导的不同胁迫对虎尾草种子发芽的影响

虎尾草(Chloris virgata)是我国北方地区广泛分布的优质牧草,对东北地区盐碱地改良与恢复起着至关重要的作用。用NaCl,NaHCO3和PEG分别模拟土壤的盐、碱和干旱条件以明确基于相同水势的不同胁迫特征对虎尾草种子发芽的影响。结果表明,在各胁迫处理下,随着水势的降低,虎尾草种子的发芽率、发芽速率以及芽长与根长均不断下降,且碱胁迫下下降幅度最大。盐胁迫处理下,虎尾草种子复萌率在-1.2Mpa最高,干旱胁迫处理中未发芽的种子80%以上也可以继续萌发,但在此水势的碱胁迫中未发芽的虎尾草种子均难以复萌。研究结果表明,盐、碱和干旱胁迫对于虎尾草种子的发芽有着不同的影响,由于高pH作用,碱胁迫对虎尾草发芽的抑制作用强于盐胁迫与干旱胁迫。     

不同季节虎尾草对绵羊采食量和养分消化率的影响

研究不同季节草地牧草的饲喂价值动态变化规律,对于改善和调控家畜的营养状况具有重要的意义。虎尾草（Chloris virgata）作为松嫩草地一种耐旱、耐盐碱的优势饲草,是放牧家畜重要的饲草来源。但目前有关虎尾草的饲喂价值数据有限。因此,本试验选择乌珠穆沁公羊12只,平均体重为27.37±2.20 kg,随机分为4个处理,每个处理3个重复。分别饲喂春、夏、秋、冬四季的虎尾草干草,试验绵羊采取单笼饲养,采用全收粪法进行消化代谢试验。结果表明,春、夏、秋、冬四季绵羊每公斤代谢体重虎尾草干物质采食量分别为73.48,30.01,29.80和34.33 g·kg^-1LW^0.75,春季显著高于其他季节（P<0.05）;不同季节的虎尾草对绵羊干物质消化率、中性洗涤纤维消化率、以及碳、氮采食和排泄均有显著影响（P<0.05）,表现为春季最高,并且春季氮代谢处于正平衡,氮的摄入量可以满足部分增重的需要。     

模拟践踏和降水对高寒草甸土壤物理特性和微生物数量的影响

为探讨牦牛和藏羊践踏对高寒草甸的影响分异,于甘肃天祝高寒草甸布设试验,研究了模拟践踏和降水对高寒草甸土壤物理特性和微生物数量的影响。研究结果表明,随着践踏强度和降水量的增大,0~10 cm土层土壤的紧实度和容重也随之增大,而土壤饱和导水率呈递减趋势。0~10 cm土层土壤呼吸速率随践踏强度的增大而降低,牦牛和藏羊重度践踏下的土壤呼吸速率较对照分别降低了37%和45%,而土壤呼吸速率随降水量的增加而显著增大(P<0.05)。随着践踏强度的增大,土壤表层的细菌菌落数呈现先增多后减少的趋势,而土壤中真菌和放线菌的菌落数均逐渐减少;三大类土壤微生物随降水量的增大均呈递增趋势;且随着土层的加深各微生物数量均呈递减趋势。10 cm以下土层土壤的物理性质受家畜践踏的影响不显著(P>0.05)。同一降水量下牦牛践踏对土壤的压实效应高于藏羊;藏羊践踏后土壤容重和紧实度较对照分别增加了20%和39%以上,牦牛践踏后的土壤容重和紧实度较对照增幅达23%和44%以上;且牦牛践踏下的土壤呼吸速率、饱和导水率、三大类微生物数量均小于同践踏强度下的藏羊处理。总体而言,随着家畜践踏强度和土壤含水量的增大,土壤物理性质和微生物数量受其影响越大;家畜的践踏对土壤物理特性的影响主要作用于0~10 cm土层,且牦牛对土壤的压实效应和对微生物分布的抑制作用均大于藏羊。     

天然盐碱土壤对虎尾草茎叶有机酸积累影响及胁迫因子分析

虎尾草是一种耐盐碱性很强的天然牧草,在吉林省长岭县盐碱化草地上随机选择45个虎尾草天然种群样点,测量每个样点的土壤电导率、pH、缓冲量3个因素作为反映土壤盐碱化程度的胁迫强度指标,在每个样点上测量虎尾草茎叶中有机酸含量作为反映植物生理响应的胁变指标,进行回归分析。结果表明:虎尾草茎叶大量积累柠檬酸、苹果酸、草酸以及总有机酸以响应强盐碱胁迫且与三胁迫因素呈显著正相关,仅积累量较低的琥珀酸相反。多元回归分析发现土壤电导率对除了琥珀酸之外的其他有机酸积累影响最大,电导率可以作为天然盐碱化土壤环境下考察虎尾草响应盐碱胁迫的主要胁迫因素。     

松嫩平原寸草苔种群生殖分株的种子生产与生殖分配策略

在松嫩平原 ,寸草苔种群生殖分株种子生产数量 ,在休闲放牧场为 (15.2 5± 2 .78)粒 /穗 ,在割草场为 (11.4 4± 2 .2 4 )粒 /穗。籽粒千粒重休闲放牧场为 (1.5873± 0 .10 54) g ,割草场为 (1.4 6 4 6± 0 .2 333)g。生殖分株的生物量及其穗与籽粒各组分重量均为随着高度级的增加呈规律性增加 ,但穗重占全株重比率的生殖分配Ⅰ和籽实重占全株重比率的生殖分配Ⅱ均随着高度级的增加呈直线形式减少。不同生长状况的生殖分株对有限资源具有不同的分配策略。     

内蒙古温带典型草原植物凋落物和根系的分解及养分动态的研究

在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站,利用不同放牧强度下连续放牧了10年(1990-1999)的放牧样地,对停牧后草地恢复过程中的羊草(Leymus chinensis)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)和星毛委陵菜(Potentilla acaulis)的凋落物和根系的分解及养分释放特性进行了研究.结果表明,植物凋落物和根系的分解及养分释放速率均以建群种羊草最高,重度退化种星毛委陵菜最低;凋落物和根系的分解及养分释放速率与木质素含量、C∶N、木质素∶N和木质素∶P均呈显著的负相关关系,而与土壤温度和土壤湿度则呈显著的正相关关系;在凋落物和根系的分解及养分释放过程中,土壤温度与土壤湿度存在极显著的互作效应.     

松嫩平原扁秆藨草种群生殖株构件表型可塑性及生长分析

采用大样本取样野外实地测定方法,对松嫩平原扁秆藨草(Scirpus planiculmis)种群生殖株的数量性状和生殖分配规律进行了分析。结果表明,在籽实成熟期,扁秆藨草种群生殖株各数量性状具有较大的表型可塑性。变异系数以种子生物量最大,为81.63%;其次为种子生殖分配73.14%;株高最小,为13.11%。扁秆藨草种群生殖株表型可塑性遵循着规律性,即随着株高和株生物量的增加,茎叶生物量呈幂函数增加,花序生物量呈直线增加;生殖分配随着株高和株生物量的增加呈幂函数或指数减少。