高寒退化草地西北針茅生物量分配和根系功能性狀的環(huán)境適應(yīng)性.pdf

1、植物生物量配置格局的改變和反饋對植物的生態(tài)適應(yīng)策略、群落功能特征和繁殖更新模式有很大作用，有重要的生態(tài)學(xué)和進(jìn)化意義。根系是植物吸收土壤資源的重要器官，具有吸收、傳輸和儲存水分和養(yǎng)分等功能和作用，根系生物量分配比例的變化會影響根系功能性狀的生長，植物對土壤資源的吸收利用效率直接受根系分布格局的影響，因此根系功能性狀影響植物功能和基本行為。根系構(gòu)型體現(xiàn)了植物根系在生存空間中的空間排列形式，影響根系的資源吸收利用效率和維持代價，根系分叉數(shù)和連

2、接長度間的生長關(guān)系能形象的反映根系分布空間和分布密度狀況，體現(xiàn)了植物在生境脅迫下形成的環(huán)境適應(yīng)機(jī)制，是理解植物種群更新策略重要途徑。鑒于此，在祁連山北坡高寒退化草地，選取西北針茅(Stipa krylovii)為研究對象，采用標(biāo)準(zhǔn)化主軸估計(jì)方法(SMA)，分析西北針茅地上和地下生物量配置模式、比根長分布格局、根系分叉數(shù)和連接長度間的關(guān)系，以系統(tǒng)探討根系通過調(diào)整根系功能性狀碳分配來調(diào)控根系擴(kuò)展空間和分布密度構(gòu)建模式，進(jìn)而增強(qiáng)植物的資源吸收

3、效率和吸收范圍的適應(yīng)機(jī)制，結(jié)果表明：
　?。?）從未退化草地經(jīng)輕度、中度退化草地到重度退化草地的過程中，草地群落的蓋度、高度、地上生物量呈降低趨勢，土壤水分也明顯減小，群落優(yōu)勢種由西北針茅演替為星毛委陵菜。
　?。?）西北針茅種群在不同退化梯度，地上和地下生物量配置模式呈現(xiàn)一定的差異性：隨著退化程度的加劇，西北針茅地上和地下生物量均呈明顯降低的趨勢，且地上生物量的降低速度大于地下生物量的降低速度，也就是說，西北針茅地下生物量

4、和地上生物量之比減小。
　?。?）隨著草地退化的延續(xù)，西北針茅種群地下根系和根蘗生物量分配比例發(fā)生變化：西北針茅根蘗所占的地下生物量比例逐漸增大，根系所占的地下生物量比例呈減小趨勢。
　?。?）在每一個退化梯度內(nèi)，西北針茅根系長度和根系生物量均呈異速生長關(guān)系，并且隨著退化程度的加劇，西北針茅根系長度和根系生物量的斜率逐漸增大，因而西北針茅根系比根長（根系的長度和重量比）隨著草地退化的延續(xù)逐漸增大。
　?。?）隨著退化程

5、度的加劇，西北針茅種群斑塊逐漸破碎、種群穩(wěn)定性降低，西北針茅根系分叉數(shù)逐漸增加而根系連接長度逐漸降低；在每一個退化梯度內(nèi)，西北針茅根系分叉數(shù)和連接長度均呈權(quán)衡生長的關(guān)系。
　　根系功能性狀的生長受根系生物量分配比例的制約，當(dāng)鄰體間對資源的競爭加劇時，群落環(huán)境是改變根系功能性狀生長速率的關(guān)鍵因素。作為草地群落的優(yōu)勢物種，西北針茅地上生物量、地下生物量、根系生物量、根系長度、根系分叉數(shù)、根系連接長度等功能性狀相互協(xié)調(diào)生長，以優(yōu)化資源收