不同降水条件下内蒙古荒漠草原主要植物物候对长期增温和氮添加的响应

植物物候是生态系统对气候变化响应的重要指示器, 是植物生产力与植被动态模拟的重要参数。但是植物物候对全球变化的响应是否存在年际间变异、年内变异、物种间变异或生境间变异, 以及如何改变, 目前仍然不明确。该研究基于内蒙古荒漠草原长期增温和氮添加实验平台, 选择优势植物短花针茅(Stipa breviflora)、冷蒿(Artemisia frigida)和木地肤(Kochia prostrata)为研究对象, 使用物候打分观测方法和Richards生长曲线拟合方法, 研究了实验处理第11、12和13年(2016-2018年)期间增温和氮添加对植物物候的影响。研究结果表明: (1)短花针茅开花时间集中在第129-145天, 冷蒿开花时间集中在第230-248天, 木地肤开花时间集中在第194-222天。增温、氮添加和增温+氮添加均使短花针茅和木地肤开花时间趋于提前, 冷蒿开花时间趋于推迟。(2)短花针茅结果时间集中在第134-148天, 冷蒿结果时间集中在第241-260天, 木地肤结果时间集中在第207-231天。增温、氮添加和增温+氮添加处理均使短花针茅和木地肤结果时间趋于提前, 冷蒿结果时间趋于推迟。(3)短花针茅生殖生长持续12-25天, 冷蒿生殖生长持续48-55天, 木地肤生殖生长持续45-77天。增温、增温+氮添加缩短了短花针茅而延长了冷蒿和木地肤的生殖生长时间。     

模拟增温改变青藏高原植物繁殖物候及植株高度

气候变化显著影响了高寒植物物候期及生长模式, 从而改变了高寒生态系统功能。而高寒植物物候期和生长状况对气候变化的响应程度, 与其自身资源分配策略有关。为了更好地探究气候变化下高寒植物繁殖物候及生长的规律, 该研究以青藏高原高寒草甸为研究对象, 按生物量从高到低选取15种常见植物, 其生物量之和占样地总生物量80%以上, 采用红外辐射器模拟增温的方法, 利用同质园实验, 观测无种间竞争条件下, 增温2年间植物返青、现蕾、开花以及结实物候, 并监测了植株高度。研究结果表明: (1)在功能群水平上, 增温使豆科类植物的返青、现蕾和开花时间分别显著提前了(8.21 ± 1.81)、(9.14 ± 2.41)和(10.14 ± 2.05) d, 使其开花持续时间显著延长了(6.14 ± 1.52) d, 而增温对其他功能群物候事件无显著影响。增温对高寒植物物候的影响存在种间及年际间差异, 但总体上增温使大多数高寒植物繁殖物候提前并且开花持续时间延长, 将更多的资源更多地分配到繁殖生长上。(2)增温显著降低了杂类草植物的植株高度(平均降低(3.58 ± 0.96) cm), 但对豆科类、禾草类及莎草类功能群植株高度没有显著影响。 增温对高寒植物植株高度的影响存在显著的种间差异以及年际差异。综上所述, 未来气候变暖背景下, 青藏高原高寒植物群落可能更早进入繁殖阶段, 从而降低在营养生长上的资源分配。另外, 由于各物种繁殖能力和营养生长对温度变化响应的差异, 气候变暖将导致高寒植物群落中各物种盖度的变化, 进而改变群落物种组成, 从而影响高寒生态系统的功能。     

增温和氮素添加降低荒漠草原多年生植物氮素回收效率

植物营养器官在枯萎过程中将部分氮素转移到储藏组织之中,是植物适应生境的重要策略。以位于内蒙古荒漠草原的增温和添加氮素的交互试验为平台,对建群种短花针茅(Stipa breviflora)以及优势种无芒隐子草(Cleistogenes songorica)、银灰旋花(Convolvulus ammannii)、冷蒿(Artemisia frigida)和木地肤(Kochia prostrata)等5种多年生植物绿叶期和枯叶期氮浓度,以及氮素回收效率进行了研究。结果表明:增温处理下,植物绿叶期和枯叶期的平均氮素浓度提高了5.5%和11.3%,氮素回收效率显著降低了7.0%。氮素添加使绿叶期植物氮浓度显著提高了5.2%,使植物氮素回收效率降低2.9%。增温和氮素添加对植物枯叶期、绿叶期氮浓度和氮素回收效率有显著的交互作用。氮浓度和氮素回收效率对增温和氮素添加的响应在5个物种间都有显著差异,即这种响应具有物种特异性。研究表明独立的增温和氮素添加以及两者的交互作用都降低该荒漠草原生态系统中植物氮素回收效率,这些结果将为气候变化条件下荒漠生态系统氮素回收效率变化趋势的预测提供数据支持和实验证据。     

内蒙古荒漠草原植物遗传多样性对模拟增温处理的响应

为探究全球变暖对温带荒漠草原地上种群的遗传影响,对已经接受模拟增温处理6年的短花针茅草原4种不同生活型植物,即半灌木、多年生禾草、多年生杂类草和一年生植物,应用AFLP分子标记方法研究了其遗传多样性和遗传结构。结果显示,对照处理与增温处理下的木地肤、短花针茅、细叶葱、猪毛菜4种植物的多态位点百分率(PPB)分别为11.32%,11.32%;40.83%,39.91%;14.29%,13.10%;19.85%,19.12%。Nei's基因多样性指数(He)分别为0.0274,0.0259;0.0812,0.0899;0.0131,0.0084;0.0506,0.0456。Shannon's信息指数值(I)分别为0.0447,0.0430;0.1354,0.1466;0.0267,0.0182;0.0811,0.0733。分子方差分析(AMOVA)显示4种植物的变异主要来源于实验处理内部,木地肤为85.03%,短花针茅为66.35%,细叶葱为70.00%,猪毛菜为66.52%;增温处理间的变异分别占-2.81%,-5.47%,-3.60%,2.53%(P0.05)。4种植物增温处理与变异程度之间在统计学上并无相关性。研究表明虽然短时间的模拟增温并不足以使4种生活型植物种群遗传多样性和遗传结构发生显著变化,但相对于3种多年生植物,一年生植物猪毛菜更容易受到增温影响。多年生和一年生植物对增温具有不同的遗传响应。     

实验增温对藏北高寒草甸植物繁殖物候的影响

全球气候变暖对高寒和极地地区的植物物候产生强烈的影响。该研究主要关注增温条件下藏北高寒草甸不同功能型植物繁殖时间(生殖物候)的改变。实验采用开顶箱式增温方法, 对3个主要功能群浅根-早花、浅根-中花和深根-晚花植物的现蕾、开花、结实时间进行观测。研究结果表明: (1)增温导致了土壤水分胁迫, 显著推迟了浅根-早花植物高山嵩草(Kobresia pygmaea)的繁殖时间; (2)增温显著提前了浅根-中花植物钉柱委陵菜(Potentilla saundersiana)和深根晚花植物紫花针茅(Stipa purpurea)和矮羊茅(Festuca coelestis)的繁殖时间; (3)增温没有显著影响浅根-中花植物楔叶委陵菜(Potentilla cuneata)和深根-晚花植物无茎黄鹌菜(Youngia simulatrix)的繁殖时间; (4)增温缩短了3种类型植物的开花持续时间。这些结果显示增温改变了藏北高寒草甸群落中多数物种的繁殖时间, 这预示着在未来更热更干的生长季, 青藏高原高寒草甸系统的植物物候格局可能会被重塑。     

短期氮、水添加对放牧背景下荒漠草原短花针茅叶片属性的影响

叶片属性是反映植物对环境变化敏感程度的重要特征,可在一定程度上预测植物对放牧干扰后的恢复能力。短花针茅（Stipa breviflora）是内蒙古荒漠草原的主要建群种。在不同放牧强度背景下的短花针茅草原开展了围封模拟放牧持续利用的实验,同时进行添加氮素和水分的恢复措施,测定了7月和9月中旬建群种短花针茅叶片的比叶面积、叶干物质含量,以及叶片全氮、叶片全磷和叶片全碳含量,分析水分和氮素添加对建群种短花针茅叶片的影响,探讨不同放牧强度下短花针茅可持续利用的氮水调控机制。结果显示,氮素和水分添加显著地增加了短花针茅叶片氮含量,降低了叶片碳氮比;放牧强度也显著地增加了叶片氮含量,且轻度放牧下的叶片氮含量（20.36 g/kg）显著高于对照（18.80 g/kg）;生长末期短花针茅的比叶面积、叶片碳含量、叶片碳氮比和叶片碳磷比显著高于生长盛期,叶片氮含量和磷含量显著低于生长盛期;在生长盛期和生长末期,不同放牧强度背景下对短花针茅所采取的氮素和水分的供给措施也不同。研究结果表明在放牧背景下短期氮、水添加提高了短花针茅的叶片氮含量,特别是在生长季后期水分添加增加了叶片氮和磷含量,可进一步促进短花针茅的生长。我们的结果也表明了资源供给水平的改善有助于短花针茅的迅速恢复。     

氮沉降和降雨变化对荒漠草原凋落物分解的影响

以荒漠草原凋落物为研究对象,通过设置自然降雨(CK)、增雨30%(W)和减雨30%(R) 3种水分处理和0 (N0)、30(N30)、50 (N50)和100 kg hm~(-2) a~(-1)(N100)4种氮素(NH_4NO_3)水平处理,用分解袋法,研究内蒙古短花针茅荒漠草原短花针茅(Stipa breviflora)、冷蒿(Artemisia frigida)、无芒隐子草(Cleistogenes songorica)和木地肤(Kochia prostrata)凋落物分解过程,旨在阐明荒漠草原凋落物分解过程及其对氮沉降和降雨变化的响应特征,为荒漠草原生态系统物质循环过程响应气候变化研究提供基础数据。结果表明:1)经过270 d分解后,短花针茅、冷蒿、木地肤和无芒隐子草干物质残留率分别为69.95%—78.67%、68.89%—79.89%、64.68%—79.23%、66.89%—79.38%,分解速率为木地肤无芒隐子草冷蒿短花针茅。2)氮沉降和降雨对短花针茅和冷蒿凋落物分解速率产生显著影响(P0.05),其交互作用对这两种凋落物分解速率不显著(P0.05)。氮沉降和降雨以及交互作用均对无芒隐子草和木地肤凋落物分解速率产生显著影响(P0.05)。3)单一水分或氮素的添加均提高土壤微生物量碳氮含量,而水氮交互作用下更为显著。4)凋落物分解速率受生物及非生物因子的影响,相关分析表明:冷蒿、无芒隐子草、木地肤与土壤微生物量碳呈极显著正相关(P0.01);冷蒿、木地肤、短花针茅与土壤微生物量氮呈极显著正相关(P0.01);木地肤和短花针茅与土壤含水量呈极显著正相关(P0.01);冷蒿、木地肤、短花针茅与地上生物量呈极显著正相关(P0.01)。     

1980—2005年中国东北木本植物物候特征及其对气温的响应

基于25年物候观测数据,分析了东北地区木本植物物候的时空变化特征,阐述了近25年来东北地区气候变暖对植物物候的影响,结果表明:1980—2005年,东北地区木本植物展叶初期主要呈提前趋势,提前幅度为0.23d·a-1,枯黄初期主要表现为推后趋势,平均推后0.19d·a-1,生长季延长,平均延长幅度为0.30d·a-1;东北地区广泛分布的5种木本植物(旱柳、杏树、小叶杨、榆树和紫丁香)物候在地理空间上存在显著差异:纬度平均每增加1°,展叶初期推后3d,枯黄初期提前1.35d,生长季长度缩短4.41d;东北地区植物展叶初期与2、3、4月的气温显著负相关(P0.05),其中,4月气温对植物展叶提前的影响最大,展叶提前趋势平均为2.35d·℃-1;2月气温的影响最小,平均趋势为1.18d·℃-1。     

克氏针茅物候对气候变暖和水分变化的响应及其光合生理生态机制

物候对气候变化具有重要指示作用,然而现有研究主要关注植物物候变化与环境因子的关系,对于物候变化的生理生态机制研究较为缺乏。基于内蒙古自治区克氏针茅草原红外线辐射增温与控水相结合的原位模拟试验资料,探究了克氏针茅物候变化的光合生理生态机制及其对水热环境因子的响应。研究结果表明：（1）增温使克氏针茅返青期和抽穗期提前2.8 d和7.8 d、枯黄期推迟6.8 d;水热协同作用主要影响抽穗期,增温增水（气候暖湿化）较增温减水（气候暖干化）提前7.4 d。（2）增温增水使得克氏针茅返青期和抽穗期的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著高于增温减水,而对水分利用效率的影响则相反（P<0.05）,增温增水与增温减水对克氏针茅枯黄期的光合生理生态特征影响无显著差异。（3）净光合速率是影响克氏针茅物候变化的决策因子,温度是影响克氏针茅植物返青期和枯黄期的限制因子,水分则是影响克氏针茅植物抽穗期的限制因子。研究发现克氏针茅物候与其光合生理生态特征和环境因子密切相关,研究结果可为植物物候模型发展和物候机理研究提供理论支撑。     

增温、光照时间和氮添加对蒙古栎主要物候期的影响

利用大型人工气候室模拟研究增温(对照、增温1.5 ℃、增温2.0 ℃)、光照时间(10、14、18 h)和氮添加(0、5、10、20 g N·m^-2·a^-1)对东北地区蒙古栎主要物候期的影响。结果表明: 增温1.5和2.0 ℃使芽膨大期显著提前,完全变色期显著推迟,生长期延长,且延长天数随增温幅度的增大而增加。光照时间显著影响秋季物候(叶黄始期、叶黄普期、完全变色期),与光照14 h相比,短光照(10 h)使叶黄始期显著推迟7.0 d,生长盛期相对延长。氮添加使芽膨大期、芽开放期、展叶始期、展叶盛期均显著提前,完全变色期仅在高氮水平(20 g N·m^-2·a^-1)下显著推迟9.5 d,表明高氮添加使蒙古栎生长期延长。增温和高氮添加(20 g N·m^-2·a^-1)协同作用显著推迟完全变色期,导致叶黄期延长。增温和短光照协同作用、氮添加和短光照协同作用以及增温、氮添加和短光照协同作用均使叶黄始期显著推迟,生长盛期相对延长。     

大花百子莲的开花物候与生殖特性

连续2年对引种植物大花百子莲在中国上海市人工种群的开花物候、结实情况进行观测记录,从不同水平分析了大花百子莲的开花物候对其生殖的影响。结果显示:（1）大花百子莲在引种地的开花时间为6月初至7月末;种群花期历时40 d左右,单株花期在14～31 d波动,单花寿命主要为2～3 d;2年的开花振幅平均在6朵·株^-1·d^-1左右,花朵开放百分率值在3.69%~4.87%左右,平均开花式样为11~17朵。（2）大花百子莲种群内2007年比2008年的各项开花物候指标均提前6～9 d;种群开花进程为渐进式的双峰曲线;种群花期重叠时间较长,2年的平均开花同步指数分别为0.663、0.695;植株个体相对开花强度主要分布频度为50%～70%。（3）开花物候指数与座果率的相关分析表明,始花时间与开花数目、座果数、花期长度呈显著负相关关系,开花数目与座果数、花期长度以及花期长度与座果数均呈显著正相关关系,同一花序内单花所发育成果实的数量与单花开放时间呈极显著负相关关系。研究表明,大花百子莲始花时间早的植株比始花时间晚的植株花期更长,开花数目多的植株比开花数目少的植株花期更长,花期长的植株比花期短的植株座果率更高;而且在同一花序上,越早开放的单花其结实的可能性越大。作为引种植物,大花百子莲开花物候年度间具有相似性,说明其在引种地可以适应环境压力,形成稳定的开花时间与开花模式;较长的花期重叠和大量的开花数目可以吸引较多的传粉者访问,为其生殖成功奠定了良好基础。     

外源氮输入和水分变化对荒漠草原凋落物分解的影响

全球气候变化背景下,大气氮沉降和降水变化日益显著,其对荒漠草原凋落物分解的影响存在很大的不确定性.采用裂区设计,设置主区为自然降雨、增雨30%和减雨30% 3个水分处理,副区为0(N₀)、30(N₃₀)、50(N₅₀)和100 kg·hm^-2·a^-1(N₁₀₀)4个氮素水平,经过21个月(2016年1月—2017年10月)水氮处理,研究水氮共同作用对荒漠草原常见物种猪毛菜、短花针茅和木地肤3种植物凋落物分解的影响.结果表明: 3种凋落物干物质残留率随时间增加而减少,用Olson负指数衰减模型拟合效果较好,凋落物分解系数(k)大小为猪毛菜>短花针茅>木地肤.增雨30%N₁₀₀处理分解系数最高,为0.028.单因素处理下,增雨30%和N₅₀的凋落物分解最快.水氮共同作用下,增雨 30%N₁₀₀处理凋落物分解最快.3种凋落物初始化学全氮含量大小为猪毛菜>短花针茅>木地肤,猪毛菜和短花针茅k值与全氮含量呈显著正相关;全碳含量、纤维素含量、木质素含量、C/N、木质素/N和纤维素/N大小为木地肤>短花针茅>猪毛菜,猪毛菜k值与各指标均呈显著负相关,短花针茅和木地肤k值与C/N、木质素/N和纤维素/N均呈显著负相关.猪毛菜分解最快,木地肤分解最慢.适量的水、氮添加有利于荒漠草原凋落物的分解,可以促进土壤养分循环,对荒漠草原可持续发展及生态平衡有积极作用.     

内蒙古地带性针茅植物对CO2和气候变化的适应性研究进展

收集了1992—2013年关于模拟CO2浓度升高及气候变化(温度升高、降水变化)对内蒙古地带性草原群落的5个建群种针茅植物(贝加尔针茅、本氏针茅、大针茅、克氏针茅、短花针茅)影响的实验研究结果表明,模拟CO2浓度升高、增温和增雨将提高针茅植物的光合作用和株高生长,但CO2处理时间延长会导致光合适应;温度和降雨变化将改变针茅植物的物候进程,但物种之间反应有差异;CO2浓度升高有助于针茅植物生物量增加,增温和干旱则相反,CO2浓度升高对干旱的影响具有补偿作用;干旱和涝渍胁迫将提高针茅植物植株C/N,CO2浓度升高将加剧水分胁迫下针茅植物植株C/N的增加效应,导致牧草品质下降。由于当前在适应性指标、针茅植物对气候变化协同作用的适应机理及其敏感性研究等方面存在的不足,导致目前无法全面比较各针茅植物对CO2和温度、降水变化的响应差异及其敏感性,因而无法预测未来在全球变化背景下,这几种针茅植物的动态变化及其在地理分布上的迁移替代规律。为科学应对气候变化,未来应加强内蒙古地带性针茅植物的适应性指标、针茅植物对多因子协同作用的适应机理及敏感性研究。     

蒙古莸的开花物候与生殖特征

通过对蒙古莸自然种群和人工种群的开花物候进程观察,统计不同种群的结实率,分析开花物候对其生殖成功的影响。结果表明:(1)蒙古莸花期在7月末至9月中旬,人工种群较自然种群的开花物候明显提前,其中始花期提早4～5d,但两个种群的花期持续天数基本一致。(2)蒙古莸个体间具有较高的开花同步性,不同种群蒙古莸植株的开花同步性指数均大于0.80,且自然种群略高;晴好天气下绝大多数花朵都集中在上午10:00以前开放,阴雨天则延迟开放或者不开放,这种"集中开花模式"增加了传粉者的访问频率,是蒙古莸提高生态适应性、保障其生殖成功的一种表现。(3)开花物候指数与结实数之间的相关分析表明,花序水平上,开花数及花期持续时间与结实数呈极显著正相关关系。     

31种木本植物开花物候与系统发育的关系

植物物候通常被认为是由环境因素,如降水、温度和日照长度所决定,然而环境因素是否是物候唯一的决定因素仍然存在很大争议。谱系结构表征了植物在进化上的顺序,该发育时序是否对物候产生影响,当前仍然未知。在调查2016年春季新疆乌鲁木齐市最常见的31种木本植物的初始开花时间、败花时间和开花持续时间的基础上,通过分析植物开花物候的分布特征、开花物候在乔灌木间的差别、以及植物谱系距离与开花物候距离间的关系,试图揭示植物的开花物候和物种谱系(进化)顺序间的关系。结果表明:(1)新疆乌鲁木齐市31种木本植物的初始开花时间为4月18日±9d、败花时间为5月5日±12d、开花持续时间为(16±8)d;(2)乔木的初始开花时间和败花时间的标准差分别均低于灌木,乔木开花物候相对灌木更稳定;(3)乔木的初始开花和败花时间均显著早于灌木(P0.05),但开花持续时间在两者间未有显著性差异(P0.05);(3)31种木本植物间的初始开花时间距离、败花时间距离和开花持续时间距离均与物种谱系距离存在显著线性回归关系(P0.05)。综上可知:乔灌木在垂直空间上的分化使得木本植物的开花物候在植物生活型间存在不同。对植物的开花物候,除已被证明的降水、温度和日照长度等环境因素的影响外,物种进化顺序也可能造成了它在植物种间、时间和空间上的变异。     

西藏高原高寒植物长鞭红景天生殖特征成功及影响因子

为了探索高寒植物长鞭红景天(Rhodiola fastigiata)濒危的生殖生态学机理,寻找保护和恢复该物种的有效途径,对其繁育系统、开花物候特征、生殖过程(开花、结实、种子产量和发育)及其影响生殖成功的主要因子进行调查分析。结果表明:长鞭红景天包括两性植株和雌性植株两种类型,其中两性植株仅执行雄性功能,种群繁殖为异交,属风媒传粉方式。种群花期出现在1a中降雨和气温较高的季节,6月下旬开始开花,7月下旬结束,时间30d左右。单株开花动态呈现单峰和双峰曲线两种模式,两性植株花期(9.29d)大于雌性植株花期(7.06d),并先于雌性植株开放,但雌性植株开花的高峰期比两性花早。从花蕾到开花,雌性单株有16%—25%的花蕾损失;开花到结实,单株36%—57%的花败育;至种子成熟,共有84%—94%的胚珠损失,仅6%—16%的胚珠发育成种子。雌性单株平均种子产量估计值约为285粒,说明长鞭红景天生殖潜力较大。人工条件下种子发芽率为93.6%,可见种子质量不是导致其濒危的原因,花粉限制和种子产量可能是影响生殖成功的主要因素。     

不同载畜率下短花针茅分蘖数量对内源激素浓度的响应

放牧是荒漠草原最主要的利用方式之一,载畜率的变化严重影响着植物的生长发育;而内源植物激素是调节植物生长发育的开关,且植物在不同的生长发育阶段具有不同的生理要求和环境适应能力。通过测定放牧条件下短花针茅(Stipa breviflora)分蘖叶内源激素的变化,研究短花针茅分蘖生长对放牧的响应,并分析了分蘖数量受内源激素影响的机制。结果表明,(1)内源激素与载畜率之间存在显著二次相关关系,说明放牧能够显著增加内源激素的浓度(P0.05),但这种相关只存在于中、小株丛的短花针茅中。(2)其次,放牧能够在一定程度上影响短花针茅植株个体分蘖的数量(P0.05),重度放牧是增加短花针茅植株个体分蘖数量最显著的载畜率。(3)过高浓度的生长素(IAA)会抑制短花针茅的分蘖数量(P0.01)。而细胞分裂素(CTK)与短花针茅的分蘖数量之间尚未发现相关关系。     

中国特有植物血水草开花物候与生殖特性

于2008年3-5月对分布在井冈山的血水草(Eomecon chionantha Hance )5个自然种群的开花物候进行了观察,运用开花振幅、相对开花强度和开花同步性等指数研究了其开花物候特征及其对该种生殖成功的影响.结果表明:血水草开花时间为3月下旬-5月上旬,种群花期历时24 ～46 d,个体平均开花持续时间为11～21 d,单花花期一般为3～5d;井冈山血水草种群的开花物候进程呈单峰曲线模式具有一个开花高峰期,表现出一种“集中开花模式”;与大多数亚热带植物一样,血水草具有较低的相对开花强度,分布频率集中在10％ ～30％.开花物候指数与生殖间的相关分析结果表明:始花时间与花期持续时间呈显著负相关,而与开花数和坐果率呈显著正相关;花期持续时间与开花数和坐果率呈显著正相关;同步性指数与始花时间、开花数、花期持续时间呈负相关.血水草“集中开花模式”是其在长期的进化过程中适应周围气候条件及生境的一种生殖保障.     

CO2浓度和降水协同作用对短花针茅生长的影响

关于二氧化碳(CO2)浓度和降水等单因子变化对植物生长的影响研究已很多,但多因子协同作用的影响研究仍较少,制约着植物对全球变化响应的综合理解与预测.利用开顶式生长箱(OTC)模拟研究了CO2浓度升高(450和550 μmol/mol)和降水量变化(-30％、-15％、对照、+15％和+30％)的协同作用对荒漠草原优势植物短花针茅(Stipa breviflora)生长特性的影响.结果表明:550 μmol/mol CO2浓度下短花针茅植株的生物量和叶面积较对照显著增加,但450 μmol/mol CO2浓度下的变化不明显;降水增多导致植株生物量、叶面积、叶数和株高显著增加;CO2浓度与降水协同作用显著影响短花针茅植株生物量.CO2浓度升高在一定程度上缓解了降水减少对短花针茅的胁迫效应,但降水量减少3O％则明显抑制了CO2浓度升高带来的效应.研究结果有助于增进荒漠草原植物对未来气候变化的适应性理解,可为制定荒漠草原应对气候变化的对策提供依据.     

温度与降水协同作用对短花针茅生物量及其分配的影响

采用人工气候箱法模拟研究温度变化(对照、增温1.5、2.0、4.0、6.0℃)、降水变化(W-30%、W-15%、对照W0、W+15%、W+30%)(以1978—2007年6—8月的月均温和月均降水量为对照)及其协同作用对内蒙古荒漠草原优势种短花针茅生物量及其分配的影响表明:温度和降水协同作用显著影响短花针茅生物量及其分配。增温使短花针茅总生物量、叶和根生物量增加,茎生物量和根冠比分别在在增温1.5℃、4℃后随增温而减小。干旱高温使总生物量减小,增温和降水增加使总生物量、根和叶生物量增加,茎生物量在增温小于2℃时随降水增加而增加,则适当的增温和增加降水可促进短花针茅生物量的积累。短花针茅的各器官生物量分配对温度和降水协同作用的敏感性为茎生物量比叶生物量比根生物量比,最敏感性器官为茎。这表明,短花针茅可根据不同器官生物量对水热变化的敏感性,调节干物质累积分配来适应气候变化。