不同水淹下狗牙根-牛鞭草混作对植株生物量的影响

了解狗牙根(Cynodon dactylon)和牛鞭草(Hemarthria altissima)在不同水淹地区较优的种植方式对退化湿地的植被修复具有重要意义。设置4种不同水分条件,即对照组(CK)、水淹与干旱交替组(FD)、土壤表面水淹组(FL)和全淹组(SM),4种不同的植株密度(每盆分别种植1,2,4株或12株)和2种不同的种植方式(单作和混作),研究两物种在不同水淹条件下以不同方式和密度种植时的生物量变化。结果表明,水分、种植密度和种植方式均显著影响两物种的地上生物量和总生物量(P0.05)。CK和FD条件下,以中、高密度混作的狗牙根地上生物量和总生物量与单作相比显著下降(P0.05),牛鞭草在混作方式下的生物量与单作相比有了一定提高,其中在高密度混作情况下其生物量得到显著提高(P0.05)。在FL条件下,与单作相比,中、低密度混作的狗牙根和牛鞭草生物量均具有一定的上升。全淹条件下以中、低密度混作对狗牙根地上生物量和总生物量具有显著的促进作用(P0.05),对牛鞭草无显著差异(P0.05),高密度混作方式则对两物种生物量均无显著影响(P0.05)。随着水淹程度的增加,混作对狗牙根产生的生长抑制影响逐渐减弱。在长期浅水淹的地区,采取中、低密度混作将更有利于牛鞭草和狗牙根的长期共存。在较低海拔的全淹地区,采取高密度的牛鞭草-狗牙根混作方式将是更为理想的选择。     

不同水分处理和密度配置对牛鞭草与狗牙根生长与种间竞争的影响

为合理利用三峡库区消落带优良草本植物进行退化植被恢复,并探索恢复过程中草本植物的最佳混植比例,选取三峡库区消落带适生先锋草本植物牛鞭草(Hemarthria compressa)(H)和狗牙根(Cynodon dactylon)(C)为研究材料,于2016年4月29日在盆栽控制条件下设置3种不同水分条件(对照组——CK组、浅淹组——SF组、全淹组——TF组)、7种配置比例,每盆牛鞭草与狗牙根株数分别按2株进行递增与递减,具体的配比分别为H0C12,H2C10,H4C8,H6C6,H8C4,H10C2、H12C0,比较研究混植条件下牛鞭草与狗牙根在水淹环境中的生长及二者的竞争作用。研究发现:(1)无论在单植还是二者混植条件下,水分胁迫均显著降低狗牙根与牛鞭草生物量,且牛鞭草对水淹胁迫的响应更敏感;(2)狗牙根和牛鞭草的生长均具有明显的密度制约效应,但狗牙根的反应更为强烈;(3)不同水分与密度条件下,混植体系总相对生物量均大于1。在CK组,狗牙根与牛鞭草表现出竞争关系;在SF组和TF组,二者之间的竞争作用减小,表现出一定的促进作用。综合分析本试验不同水分与密度条件下牛鞭草与狗牙根的总生物量、根冠比、竞争系数(相对总生物量),发现常规供水处理下牛鞭草和狗牙根的最佳配置比例为H2C10,而浅水淹和深水淹处理下最佳配置比例为H8C4。研究结果可以为三峡库区消落带不同海拔位草本植被的恢复及管理提供依据,也为生态类型相同或相似地区人工恢复草本植被提供理论参考。     

刈割与水淹对三峡库区消落带优势物种狗牙根存活及恢复生长的影响

三峡库区消落带蓄水期间植物腐烂分解释放的养分会增加库区的富营养化风险,水淹前刈割是消减水体污染风险的有效方式之一,但刈割对库区消落带适生植物恢复生长的影响尚不清楚。为探究三峡库区消落带适生植物对水淹和刈割胁迫的耐受情况,选取消落带适生植物狗牙根为研究对象,设置对照(CK)、浅淹(SF)、浅淹-对照(SFK)、全淹(TF)、全淹-对照(TFK)5种水淹处理和不刈割(NC)、留茬30 cm(S30)、留茬20 cm(S20)、留茬10 cm(S10)4个刈割强度,研究不同水淹和刈割处理对狗牙根存活、生长和光合特征的影响。结果表明：(1)狗牙根在不同水淹和刈割处理下整体可保持较高的存活率(≥83.3%)。(2)刈割和水淹处理对狗牙根的形态生长和生物量分配均存在显著影响。与对照相比,SF组狗牙根的根长、基径和生物量显著降低,TF组狗牙根的株高、基径、根长和生物量显著降低,但是SFK和TFK处理(脱离水淹胁迫)相比SF和TF组却显著增长。(3)刈割和水淹处理对狗牙根的光合速率影响显著,其中SF组狗牙根的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Ci)显著降低,TF处理叶片全部凋落无光合作用...     

蓄水后洪水胁迫对三峡库区消落带狗牙根幼苗生长的影响

为了进一步评估蓄水期后三峡库区消落带狗牙根的水淹耐受能力, 于蓄水期后引种库区消落带狗牙根植株, 模拟洪水发生时水下无光、淹水逆境, 探讨洪水复合胁迫持续时间对其后期生长恢复的影响。结果表明: 洪水胁迫显著抑制狗牙根分株的生长发育, 随着胁迫时间的延长其分株数、分株茎长、分株总茎长、分株茎宽、分株叶片数、分株总叶片数均显著低于对照, 仅短期(20 d)胁迫促进了分株叶片的伸长; 短期(20 d)胁迫促进了分枝数、分枝直径和分枝茎节长的生长, 分别比对照增加 20.0%(P<0.05)、15.0%(P<0.05)、18.2%(P<0.05), 但是随着洪水胁迫时间的延长, 狗牙根的分枝数、分枝长、总分枝长、分枝直径、分枝茎节长、分枝茎节数、分枝总茎节数均呈降低趋势; 随着洪水胁迫时间的延长植株叶片光合作用能力也呈降低趋势, 原初光化学效率、实际光化学效率、电子传递速率、光化学淬灭系数显著低于对照, 而非光化学淬灭系数则相反, 表明能量更多的以热的形式被耗散掉, 参与 CO2 固定的电子数显著减少, 光合产物显著降低。因此, 三峡库区消落带狗牙根幼苗对洪水复合胁迫的耐受能力较强, 胁迫时间≥40 d 后其耐受能力呈显著降低趋势, 会导致库区消落带(特别是低水位消落带)狗牙根种群衰退演替加快。     

克隆整合提高淹水胁迫下狗牙根根部的活性氧清除能力

虽然国内外已开展大量关于克隆整合影响植物抗逆生理的研究,但迄今未见克隆整合是否会影响逆境下不同分株清除活性氧过程的报道。以河岸带适生克隆植物狗牙根(Cynodon dactylon)为例,研究克隆植物的抗氧化生理响应,检测了狗牙根在先端淹水/不淹水、先端与基端匍匐茎连接/切断两个因素的交互作用下的根部主要抗氧化酶:超氧化岐化酶(Superoxide dismutase, SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate peroxidase, APX)、过氧化氢酶(Catalase, CAT)的活力以及生物量的变化。结果显示,淹水环境中狗牙根先端的生物量和根部SOD酶活力在匍匐茎连接处理下显著高于切断处理组,同一处理的生物量以及根部APX、CAT酶活力总体上表现出不同程度的提高趋势;与受淹先端连接的基端分株根部抗氧化酶活力均低于切断处理组,且SOD和CAT受连接处理影响显著;淹水和切断处理显著降低先端分株的生物量,但对基端和克隆片段影响不明显。这表明淹水胁迫下克隆整合提高了其根部活性氧清除能力,显著改善了先端分株的表现。     

水分和种植密度对干热河谷车桑子生长性状及种内相互关系的影响

水分是干热河谷植物生长过程中最主要的限制因子,种植密度增加也会引起植物生长的资源限制,两者交互作用下植物生长性状及种内关系的变化特征还不清楚。以干热河谷优势植物——车桑子为研究对象,根据元谋干热河谷年均生长季降雨量设置3种水分梯度：高水分、中水分和低水分,同时在各水分梯度下设置4个种植密度：1、2、4、9株/盆,探究水分、种植密度及其交互作用对车桑子生长性状、生物量分配及种内相互作用的影响。结果表明：（1）低水分条件下,车桑子生长和水分生理受到抑制,但车桑子在较低的叶水势下依然能够保持较高的相对含水量;（2）干旱胁迫显著降低了车桑子总生物量和单株生物量,显著增加了枯叶生物量比例,低水分和中水分条件下,增加种植密度对总生物无显著影响;而高水分条件下,增加种植密度显著提高了车桑子总生物量;（3）低水分显著增加了茎、叶生物量的异速生长指数,将更多生物量分配到叶,而种植密度增加显著降低了茎、叶生物量的异速生长指数,增加了茎的生物量分配;（4）通过相对邻体效应的计算,各处理条件下,车桑子种内关系均表现为竞争作用,并且,这种竞争作用的强度随水分的减少和密度的增加而增加。在高密度条件下（9棵/盆）,增加水分不会减轻种内竞争作用。综上,水分和种植密度均会对车桑子个体的生理生长产生影响,在植被恢复过程中,应考虑水分和种植密度对车桑子个体产生的资源限制作用。     

地上-地下植食性天敌对入侵植物空心莲子草与本地种莲子草种间关系的影响

生物入侵是全球生物多样性的主要威胁,外来种与本地种的种间竞争能力会影响其能否成功入侵。本研究选用入侵植物空心莲子草和其本地同属种莲子草为对象,探究其专食性天敌莲草直胸跳甲与南方根结线虫对空心莲子草与莲子草的生长及种间关系的影响。结果表明: 与无天敌胁迫相比,线虫处理显著降低了莲子草的株高(28.1%),但显著增加了空心莲子草的株高(52.8%)和莲子草的地上生物量(63.7%);跳甲处理显著降低了莲子草的株高(40.7%),对空心莲子草无显著影响;而跳甲与线虫的共同胁迫显著降低了莲子草的株高(35.3%)和空心莲子草的地下生物量(62.2%),显著增加了莲子草的地上生物量(69.1%);天敌胁迫对两种植物的茎粗、分枝数和根长均无显著影响。无天敌作用下,两种植物的相对邻体效应指数(RNE)均为正值,且空心莲子草的RNE比莲子草高21.3%;天敌胁迫下,空心莲子草的RNE均为负值,而莲子草的RNE在线虫或跳甲单独胁迫下为正值,在线虫和跳甲共同胁迫下为负值。表明地上-地下天敌互作可以使两种植物的种间关系发生改变,并可能促进空心莲子草的入侵。     

三峡库区泥、沙沉降对低位狗牙根种群的影响

三峡库区消落带植物恢复不仅面临长期淹水逆境,还面临泥沙、干旱等环境因素的胁迫.2009年实验、调查研究了三峡库区长寿段低位消落带的狗牙根(Cynodon dactylon L.)种群,探讨了泥、沙沉降对狗牙根种群的影响.结果表明,泥沉降和沙沉降均显著促进了狗牙根芽的萌发,而抑制了狗牙根的芽形成和萌发苗的生长,且前者的抑制作用显著大于后者.泥沉降导致总芽数、萌发苗的茎长和茎宽分别比对照低65.4%(P＜0.05)、97.0%(P＜0.05)、31.2%(P＜0.05),而沙沉降导致前述参数分别比对照低17.1%(P＜0.05)、21.2%(P＜0.05)、1.0%(P>0.05).分别将被沉降泥掩埋的狗牙根移植、掩埋于12cm厚的泥和沙中,40d后对照和S'd组(覆盖沙)狗牙根芽萌发后均能在地面上形成正常的分株,而S'1组(覆盖泥)的萌发芽无法穿透覆盖层,形成分株.S'1组狗牙根芽的萌发率显著高于对照和S'd组,但其萌发苗的茎长和茎节数均显著低于对照,分别为对照的30.3%(P＜0.05)、80.4%(P＜0.05);而S'd组分株的茎长、茎节数、叶片数、叶长和叶宽均显著高于对照组,分别比后者高87.9%(P＜0.05)、53.0%(P＜0.05)、24.2%(P＜0.05)、23.4%(P＜0.05)和24.1%(P＜0.05).S'1组萌发苗的鲜质量、干质量和干鲜质量比分别比对照组低83.3%(P＜0.05)、86.2%(P＜0.05)、15.8%(P＜0.05);而S'd组萌发苗的鲜质量、干质量和干鲜质量比分别比对照组高76.8%(P＜0.05)、110.1%(P＜0.05)、20.0%(P＜0.05).表明,低位消落带的狗牙根对沙沉降具有较强的适应能力,而对泥沉降的适应能力较低,泥沉降是库区低位消落带狗牙根种群恢复的主要影响因素之一.     

三峡库区多年高水位运行对消落带狗牙根生长恢复的影响

为深入了解三峡库区多年高水位运行对消落带优势植物生长恢复的影响,分别于2008年和2017年定量调研了库区长寿段消落带狗牙根(Cynodon dactylon)种群的变化,探讨了库区高水位运行对消落带狗牙根萌发、生长和物质分配的影响。结果表明,多年的高水位运行导致不定芽形成和萌发显著被促进,形成更多的分株;高水位运行导致狗牙根分株的株高、茎宽和叶片数被显著抑制,而叶长和种群的总叶片数被显著促进,且随着消落带水位的降低叶长呈降低趋势,而叶宽和总叶片数呈增加趋势;高水位运行导致狗牙根种群匍匐茎和地下茎的茎长、茎节数和总茎长均被显著促进,且随着消落带水位降低匍匐茎茎长和茎节数呈显著的降低趋势,而地下茎茎长和茎节数呈增加趋势;高水位运行导致狗牙根地下茎储存的干质量呈增加趋势,而分株和匍匐茎的干质量呈降低趋势,而且在种群物质分配中地下茎所占的比例呈增大趋势,低水位狗牙根种群的分株和高水位种群的匍匐茎所占的比例也呈增加趋势。因此,狗牙根不仅具有很强的耐淹和生长恢复能力,也具有很强的拓殖能力,可以作为库区中低位消落带恢复和重建的主要原生物种。     

狭叶红景天幼苗对水分及遮阴的生长及生理生化响应

研究植物对水分和遮阴胁迫的响应及其生理机制对制定合理的栽培管理措施十分必要。以红景天属植物为研究对象,设置土壤含水量分别为田间持水量的80%(过湿水分)、70%(正常水分)、60%(轻度干旱)、40%(中度干旱)、20%(重度干旱)5个水分梯度;设置2个遮阴处理,以全光照(遮阴率为0)为对照、黑色遮阴网遮阴(遮阴率为85%),研究狭叶红景天生长及生理生化指标的变化特征。结果表明:在不同水分处理下,与对照相比,叶绿素含量、茎干重和茎重比(SMR)显著增加(P0.05),株高、总生物量、叶面积、叶干重、叶重比(LMR)、比叶面积(SLA)、叶面积比(LAR)和叶面积根干重比(LARMR)增加,根冠比和根重比(RMR)减少;随着干旱程度加剧,丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和可溶性糖(Ss)含量增加,超氧化物歧化酶(SOD)活性总体呈先增加后减小的趋势。在遮阴处理下,株高、SMR、SLA、LAR和LARMR显著增加(P0.05),叶绿素SPAD值和叶面积增加,总生物量、根干重、根冠比和LMR显著减少(P0.05),茎干重和叶干重减少,MDA含量显著增加,Pro含量略有下降,Ss含量减少。在水分胁迫下,狭叶红景天中度干旱时通过增加酶活性抵御伤害,重度干旱超过其阈值,SOD活性下降,植物体受到伤害,Ss可能是主要的渗透调节物质。在遮阴处理下,狭叶红景天通过增加SLA避免遮阴伤害。狭叶红景天在受到环境胁迫时会通过形态改变、调节MDA含量、抗氧化酶活性和渗透调节物质来保证自身正常的生长发育。     

青藏高原东南缘陇蜀杜鹃当年生小枝茎叶性状对海拔变化的响应

通过在青藏高原东南缘的岷江源区三处高山林草交错带采集陇蜀杜鹃当年生小枝,测量小枝的茎长、茎粗与茎生物量,沿海拔梯度自然分布的空间变化对比其当年生小枝的茎结构与生物量及其相互关系,接着比较了总叶质量和比叶面积的变化,最后通过典范对应分析(CCA)探究小枝茎叶性状与土壤因子的相关关系,有助于理解陇蜀杜鹃适应异质环境的生态适应对策。结果表明:(1)除弓杠岭外,斗鸡台与卡卡山土壤因子在海拔间差异显著,相似海拔不同山地间土壤因子也存在显著差异。(2)除卡卡山高海拔比叶面积显著小于低海拔外,其他样地的小枝茎性状(茎长、茎粗、比茎长和茎生物量)和叶性状(总叶质量和比叶面积)在海拔间并无显著差异,相似海拔不同坡体间茎粗、茎生物量以及比茎长差异也未达到显著水平(P>0.05),但弓杠岭(3963 m)的茎长显著大于卡卡山(3921 m)(P<0.05)。(3)小枝茎长、茎粗与茎生物量之间均为异速生长关系,且茎生物量累积速率大于茎长和茎粗增加的速率,且茎长的增加速率约为茎粗的2.8倍。(4)CCA排序结果表明,11个土壤环境因子中,碳含量、碳氮比、有机碳含量、总磷和容重对植物性状有显著的影响,但在海拔及不同山体间影响小枝茎叶性状的土壤因子不同。由此可知,较小的海拔梯度变化对小枝茎叶性状影响较小,土壤因子是导致小枝茎叶性状差异的重要原因之一。     

不同混交比例对杉木和大叶榉幼苗功能性状的影响

了解林木功能性状在不同培育模式下的变异和关联,对揭示林木生态适应性及其生态功能具有重要意义。选取了亚热带地区两种常见人工林树种杉木、大叶榉幼苗为研究对象,设置4种不同栽培模式的盆栽试验：单一杉木（4C）,单一大叶榉（4Z）和杉木、大榉树3种混栽模式（1C3Z、2C2Z、3C1Z）,研究不同混交比例对其叶、茎、根功能性状的影响。结果表明：（1）杉木总叶面积、叶干物质含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度在混栽模式下显著减小,而比叶面积显著增大;根长和比根长在不同处理间无显著差异;叶、茎、根生物量和单株总生物量在混栽模式下显著低于4C处理,不同混栽模式之间差异不显著。（2）大叶榉单叶面积在3C1Z处理下最高,总叶面积随大叶榉在树种组成中所占比例的降低而逐渐增大,比叶面积在不同处理间无显著差异,叶干物质含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均在2C2Z处理下最大,而瞬时水分利用效率在2C2Z处理下最小;根长在3C1Z处理下显著增大,比根长在不同处理间无显著差异;叶、茎、根生物量和单株总生物量随大叶榉在树种组成中所占比例的降低而逐渐增大。综合来看,杉木和大叶榉混合处理中杉木种间竞争大于种内竞争,而大叶榉相反;随杉木在混栽处理中比例减少,其主要通过增加比叶面积,提高净光合速率,减少茎生物量积累来适应种间竞争关系;而大叶榉随其在混栽处理中比例的减少,显著增加叶面积和根长来提高资源利用率,减少地下资源分配,提高地上茎生物量积累。因此,树种混交比例将显著影响林木功能性状及其生物量积累,选择适宜混交比例对混交林可持续经营具有重要意义。     

干旱胁迫对欧李幼苗表型可塑性的影响

该研究以欧李为材料,探讨了干旱胁迫对欧李表型可塑性的影响。结果表明:(1)随着干旱胁迫的加剧,欧李根生物量、枝叶生物量、植株总生物量积累、根冠比和根冠比胁迫指数均呈现先升高后降低的趋势,在T1处理下达到最大值,并显著高于其他处理(α=0.05)。(2)随土壤含水量的降低,欧李根的生物量分配指数呈现先增加后降低的趋势,叶生物量与之相反,在T1处理下根的生物量分配指数最大,枝叶的最小(α=0.05)。(3)在水分供应为60%～80%时,欧李的株高、冠幅、基径、二级分枝数、主根长、主根直径及侧根数量均达到最大值(α=0.05),对一级分枝数的生长没有显著影响。(4)随着水分胁迫的加剧,叶片长从T2处理开始下降,叶片宽、单片叶面积及比叶面积均呈现先增加后减少的趋势(α=0.05)。综上可得,欧李通过调整形态特性和各器官生物量积累及其分配对不同干旱胁迫条件产生了较强的可塑性。     

三种水库消落带草本植物对完全水淹的适应机制研究

为了解虉草(Phalaris arundinacea)、牛鞭草(Hemarthria altissima)和狗牙根(Cynodon dactylon)3种水库消落带草本植物在完全水淹条件下的生理生态适应机制,对这3种植物的生态指标(枝条、叶和生物量)和生理指标(可溶性糖、淀粉和根系活力)的动态变化特征进行了研究。结果表明：在完全水淹条件下,虉草、牛鞭草和狗牙根都不产生新的枝条,它们通过减少总叶数、总叶长和生物量的方式来适应水淹环境。虉草和狗牙根通过减缓枝条生长速率来适应水淹环境,而牛鞭草则是通过先加快生长后抑制生长来保存活力。虉草、牛鞭草和狗牙根均以少量的碳水化合物(可溶性糖和淀粉)消耗,降低根系活力等方式来适应长期的水淹环境。3种草本植物的水淹耐受能力由大到小依次为狗牙根、虉草、牛鞭草。     

生态袋护坡技术在三峡水库消落带植被恢复中应用的可行性研究

通过对三峡水库重庆市巫山县双龙镇和巫峡镇段消落带开展生态袋护坡复绿试验7年后，生态袋上（内）、生态袋堆叠处上方和左侧消落带狗牙根（Cynodon dactylon）的种群密度、表型生长性状、地上和地下生物质量，以及土壤理化性质的测定，探讨以狗牙根为生态袋上的种植植物，将生态袋护坡技术用于三峡水库消落带植被恢复的可行性。结果表明：（1）各试验地生态袋上与其堆叠处上方和左侧消落带的狗牙根种群密度和地上生物质量差异不显著。（2）狗牙根的表型生长性状和根系生物质量因地和在生态袋堆叠处的方位不同而异。在双龙镇试验地，生态袋上比其堆叠处上方消落带上狗牙根的植株长度和节间长度低23.9%和22.6%（P<0.05），除此之外的各项指标差异均不显著；生态袋内0-5 cm土层的根系生物质量比其堆叠处上方消落带增加了75.7%（P<0.05），比其堆叠处左侧消落带降低了11.8%，在5-15 cm各土层降低了91.6%-96.9%（P<0.05），15-20 cm土层的差异不显著。在巫峡镇试验地，生态袋上与其堆叠处上方和左侧消落带的各表型生长性状的差异均不显著；生态袋内各土层的根系生物质量均比其堆叠处上方和左侧消落带增加了20.0%-138.7%。（3）各试验地生态袋内与其堆叠处上方和左侧消落带土壤容重的差异不显著，土壤化学性质因地和在生态袋堆叠处的方位不同而异。在双龙镇试验地，生态袋内的土壤全氮和速效氮含量比其堆叠处上方消落带分别降低了13.6%和40.9%（P<0.05），比其堆叠处左侧消落带分别降低了11.9%和33.0%（P<0.05）；速效钾含量比其堆叠处上方和左侧消落带分别增加了18.3%和34.1%（P<0.05）；除此之外各指标的差异均不显著。在巫峡镇试验地，生态袋内的土壤pH值和全氮含量比其堆叠处上方消落带分别降低了1.4%和27.9%（P<0.05），全钾含量增加了6.1%（P<0.05）；土壤全钾和速效钾含量比生态袋堆叠处左侧消落带分别降低了8.1%和24.9%（P<0.05）；除此之外各指标的差异也不显著。（4）狗牙根种群密度、大多数生长指标和生物质量与土壤理化指标相关不紧密。总体上，生态袋上（内）与其堆叠处上方和左侧消落带的大多数表型生长指标，地上和地下生物质量，以及土壤理化指标的差异不显著。狗牙根耐淹、抗旱、耐贫瘠，根系发达，且穿透力强，能够在生态袋上正常生长；生态袋透水不透土，且具有一定的保肥能力。因此，以狗牙根为生态袋上的种植植物，将生态袋护坡技术用于三峡水库消落带植被恢复具有一定的可行性。     

Adaptive phenotypic plasticity of Pseudoroegneria spicata: response of stomatal density, leaf area and biomass to changes in water supply and increased temperature

Background and Aims

Changes in rainfall and temperature brought about through climate change may affect plant species distribution and community composition of grasslands. The primary objective of this study was to test how manipulation of water and temperature would influence the plasticity of stomatal density and leaf area of bluebunch wheatgrass, Pseudoroegneria spicata. It was hypothesized that: (1) an increased water supply will increase biomass and leaf area and decrease stomatal density, while a reduced water supply will cause the opposite effect; (2) an increase in temperature will reduce biomass and leaf area and increase stomatal density; and (3) the combinations of water and temperature treatments can be aligned along a stress gradient and that stomatal density will be highest at high stress.

Methods

The three water supply treatments were (1) ambient, (2) increased approx. 30 % more than ambient through weekly watering and (3) decreased approx. 30 % less than ambient by rain shades. The two temperature treatments were (1) ambient and (2) increased approx. 1–3 °C by using open-top chambers. At the end of the second experimental growing season, above-ground biomass was harvested, oven-dried and weighed, tillers from bluebunch wheatgrass plants sampled, and the abaxial stomatal density and leaf area of tillers were measured.

Key Results

The first hypothesis was partially supported – reducing water supply increased stomatal density, but increasing water supply reduced leaf area. The second hypothesis was rejected. Finally, the third hypothesis could not be fully supported – rather than a linear response there appears to be a parabolic stomatal density response to stress.

Conclusions

Overall, the abaxial stomatal density and leaf area of bluebunch wheatgrass were plastic in their response to water and temperature manipulations. Although bluebunch wheatgrass has the potential to adapt to changing climate, the grass is limited in its ability to respond to a combination of reduced water and increased temperature.Key words: Bluebunch wheatgrass, Pseudoroegneria spicata, biomass, climate change, grassland, open top chamber, rain shade, stomata