亚洲小车蝗对内蒙古典型草原3种禾本科植物取食特性研究

通过了解亚洲小车蝗Oedaleus asiaticus的取食特性,为有害生物的防治和草原生态环境的保护提供理论依据。在分析亚洲小车蝗发生与羊草Leymus chinensis、克氏针茅Stipa krylovii及糙隐子草Cleistogenes squarrosa等3种禾本科植物特征参数关系的基础上,通过罩笼试验调查了罩笼内亚洲小车蝗3~5龄蝗蝻的存活率,比较了亚洲小车蝗的取食数量、取食高度及取食率等特性。结果表明,克氏针茅和糙隐子草生态优势度与亚洲小车蝗发生数量显著正相关,亚洲小车蝗喜食克氏针茅和糙隐子草(0.25≤RFN<0.5),少食羊草(0.025≤RFN<0.25)。4龄和5龄蝗蝻对克氏针茅和糙隐子草取食量显著大于羊草。亚洲小车蝗取食高度位于植物中下部(9~10cm),与3种植被高度无关;取食后上部掉落造成损失,特别是对克氏针茅的为害更大;亚洲小车蝗取食克氏针茅和糙隐子草时的存活率显著高于取食羊草时的存活率。结论:以克氏针茅和糙隐子草为优势植物的典型草原更适合亚洲小车蝗的发生与为害,应加强该类草原亚洲小车蝗的监测预警和防控。     

冷蒿对三种禾本科植物种子萌发和幼苗生长的化感作用

研究了冷蒿茎叶水浸提液及冷蒿斑块土壤对羊草草原3种禾本科植物(羊草、克氏针茅和糙隐子草)种子萌发及幼苗生长的影响.结果表明:冷蒿茎叶水浸提液使受试植物种子的发芽指数降低,平均发芽时间延长.羊草、克氏针茅和糙隐子草幼苗苗高及克氏针茅幼苗根长均受冷蒿茎叶水浸提液抑制;浸提液浓度≥0.075g.ml-1时显著抑制羊草幼苗根长生长,≤0.05g.ml-1时则无显著影响;而茎叶水浸提液对糙隐子草幼苗根长有"低促高抑"的作用.冷蒿斑块土壤抑制受试植物幼苗生长;3种植物对冷蒿化感效应的敏感性依次为克氏针茅羊草糙隐子草,且幼苗根长的敏感性均大于苗高.     

内蒙古草原布氏田鼠与绵羊的营养生态位研究

放牧活动对小型啮齿动物种群数量的影响是草原生态系统研究中的热点问题,确定绵羊和小型啮齿动物的营养生态位关系对于草原生态系统的管理具有重要的作用。运用粪便显微分析法分析了内蒙古草原动物生态研究站大型野外围栏内布氏田鼠和绵羊在6-9月份的食谱组成,确定两种草食动物食性选择和营养生态位的变化,从食物利用途径揭示放牧活动对布氏田鼠种群数量的影响方式及二者之间的竞争与共存关系。研究结果表明：围栏中共有23种植物,其中糙隐子草、克氏针茅、羊草和刺藜是围栏中的优势植物;布氏田鼠共取食10种植物,绵羊共取食8种植物,禾本植物为两种动物的主要采食植物。布氏田鼠和绵羊的喜食植物种类都存在季节性变化;除7月外,两种动物的食物多样性与围栏植物多样性有显著的正相关关系,表明动物的食性选择受植物资源变化的影响。布氏田鼠和绵羊具有很高的营养生态位重叠度,除8月（0.691）外,6、7、9月份的营养生态位重叠度均高于0.9,表明二者之间存在激烈的食物竞争;放牧活动极显著地降低了禾本科植物的地上生物量,导致布氏田鼠的食物数量减少;放牧处理下布氏田鼠的喜食植物的物种数和营养生态位宽度（除9月）增加,导致布氏田鼠的食物质量下降。以上研究结果说明,较高的营养生态位重叠度引起动物间激烈的食物竞争;放牧会影响围栏中植物资源的变化,进而影响布氏田鼠的食性选择,放牧活动可能通过降低布氏田鼠的食物数量和质量对其种群数量产生负面效应;这也说明适度的放牧活动在增加人类对草场利用的同时,又可降低小型啮齿动物的数量及危害。     

达乌尔鼠兔和布氏田鼠食物资源竞争关系的研究

布氏田鼠和达乌尔鼠兔是内蒙古典型草原的两种主要害鼠。本文研究了重叠分布于内蒙古克什克腾旗阿其乌拉境内克氏针茅+冷蒿+羊草草场上的布氏田鼠和达乌尔鼠兔的食物资源竞争关系。胃内容物显微组织学分析结果表明,夏季布氏田鼠取食羊草、杂花苜蓿、阿尔泰狗娃花等20种植物,而达乌尔鼠兔则选择羊草、菊叶委陵菜和杂花苜蓿等15种植物为食     

放牧对大针茅草原建群种与优势种空间分布关系的影响

为探讨放牧下大针茅草原建群种大针茅(Stipa grandis)和优势种羊草(Leymus chinensis)及糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)种群空间分布特点及关系,本实验以内蒙古自治区锡林郭勒盟毛登牧场大针茅草原建群种大针茅、优势种羊草和糙隐子草为研究对象,通过野外试验,以地统计学为基础,采用半方差函数、分形维数及克里格插值法,分析了围封(CK)和放牧(G)样地大针茅、羊草及糙隐子草种群小尺度空间分布关系。结果表明:围封样地大针茅、羊草及糙隐子草植株密度分别为10.94株/m~(2 )、12.95株/m~(2 )、13.60株/m~(2 ),放牧样地植株密度分别为16.84株/m~(2 )、48.28株/m~(2 )、28.63株/m~(2 ),放牧显著增加大针茅、羊草及糙隐子草种群密度(P0.05);半方差函数进行模型拟合发现,大针茅、羊草及糙隐子草种群空间分布函数关系均符合高斯模型;通过对空间分布函数关系分析,围封和放牧样地结构比为G (93.3%) CK(60.4%),表明放牧样地大针茅种群空间分布主要受结构性因素影响,而围封大针茅种群则受随机性因素影响较大;围封和放牧样地分形维数值为CK(1.796) G(1.361),表明放牧样地大针茅、羊草和糙隐子草所形成的空间分布格局相比围封样地较为复杂,大针茅空间分布对羊草和糙隐子草空间分布的依赖性较弱;通过立体图分析,在放牧利用过程中,羊草处于中低密度时,及糙隐子草处于高密度时,均与大针茅种群间的关系从围封中的竞争关系变为放牧过程中的亲和关系,可见放牧导致种间关系改变。     

食物多样性对布氏田鼠幼体存活率和生长率的影响

为探明食物多样性对植食性小型哺乳动物种群的影响,以羊草、克氏针茅、紫花苜蓿、沙葱和阿氏旋花5种实验地常见的草本植物,组成不同食物多样性的食谱,饲喂布氏田鼠幼体,探究布氏田鼠幼体的存活率和生长率对不同食物多样性的响应。结果表明：（1）随着食物多样性种类的增加,布氏田鼠幼体存活率显著提高（P<0.05）。与单一食物组相比,2~4种食物组饲喂的布氏田鼠幼体存活率分别增加15.6%、18.0%和12.2%;不同食物占食谱的比例对布氏田鼠幼体存活率变化具极显著作用（P<0.01）;随着克氏针茅、阿氏旋花在食谱中比例的增加,布氏田鼠幼体存活率显著下降（P<0.05）。（2）随着食物多样性的增加,布氏田鼠幼体生长率在第5周时极显著降低（P<0.01）;不同食物在食谱中的比例对布氏田鼠幼体生长率变化具有显著影响（P<0.01）。随着羊草在食谱中比例的增加,在第5周时布氏田鼠幼体生长率极显著提高（P<0.01）,随着克氏针茅在食谱中比例的增加,至第3周和5周时布氏田鼠幼体的生长率均显著下降（P<0.05）,随着阿氏旋花在食谱中比例的增加,至第3周时布氏田鼠幼体生长率极显著下降（P<0.01）。结果表明,布氏田鼠幼体随着克氏针茅和阿氏旋花在其食物中所占比例增加,布氏田鼠幼体存活率和生长率相应下降,随着羊草在布氏田鼠幼体食谱中比例增加其生长率显著提高。因此,食物多样性在一定程度影响布氏田鼠幼体存活、生长和种群密度。     

白音华矿区草地群落主要物种组成及空间分布

以内蒙古白音华矿区周边草地为对象,研究了矿区草地植物群落的主要物种组成及其空间分布特征。结果表明: 草地群落共出现55种植物,优势种为大针茅、黄囊苔草和糙隐子草,常见种有羊草、冰草和知母等,该6个物种的累计相对重要值为79.6%,其密度分别为 26.6、204.7、105.4、107.1、68.2和55.1株·m^-2。对6个主要物种的种群密度通过半方差函数进行模型拟合, 其种群分布分别符合指数模型、指数模型、指数模型、球状模型、线性模型和高斯模型;对其空间分布格局进行分析,各种群的结构比分别为59.2%、97.2%、89.1%、94.5%、62.6%和72.1%,表明黄囊苔草、糙隐子草和羊草种群的空间自相关性程度均较高, 主要受结构性因素影响, 而大针茅、冰草和知母种群主要受随机性因素影响。对分形维数进行分析发现, 大针茅、黄囊苔草、糙隐子草和冰草种群分布格局较简单,空间依赖性较强,而羊草和知母种群分布格局较复杂,空间依赖性较弱,结合2D及3D图看, 大针茅和知母呈现出梯度扩散,而黄囊苔草、糙隐子草、羊草和冰草则主要呈现斑块化分布,表明矿区草地群落主要物种的空间分布与开矿无显著关联性。     

氮素添加和功能群去除对糙隐子草和大针茅根系特征的影响

由于草地不合理利用,中国北方草原严重退化,导致生态系统结构性破坏甚至功能性紊乱。随着草原退化,中能值功能群植物糙隐子草会取代高能值功能群植物大针茅成为群落中优势度最大的植物。为了解大针茅和糙隐子草在氮素添加以及去除功能群的情况下根系特征的变化趋势,选取锡林郭勒盟典型草原中的退化草原群落,分别开展两项实验,实验1:氮素添加梯度实验(0、10.5、17.5、28 gN/m~2),实验2:同时进行功能群的去除和氮素的添加,功能群去除实验(将植物分为高能值植物功能群、中能值植物功能群、低能值植物功能群3个功能群;每个处理分别剪除另外两个功能群,留取单一功能群),并同时进行氮素添加实验(0、17.5 gN/m~2)。在进行两年的实验处理后,通过Delta-T SCAN根系分析仪测量大针茅和糙隐子草根系的长度、直径、面积、体积指标。分析植物根系对氮素添加的响应,以及功能群去除是否改变这两种植物对氮素添加的响应格局。实验1研究结果表明:在受到其他功能群的竞争压力下,大针茅根系长度、面积、体积均在高氮素添加(28 gN/m~2)情况下显著增加,糙隐子草根系直径和体积在中氮素添加(17.5 gN/m~2)的情况下显著高于其他3个处理,退化样地中土壤氮素的增加,促使大针茅根系主要通过增加根系长度扩大在土壤中的空间分布,而促使糙隐子草主要通过增粗生长来扩大土壤分布空间。实验2研究结果表明:功能群的去除,中氮素添加对根系的影响,只有糙隐子草的根系直径显著增加。综合来看,功能群去除实验对大针茅的根系长度和面积有影响,对糙隐子草的根系长度、直径和面积有影响。功能群去除处理与氮素添加的交互作用对大针茅根系没有影响,对糙隐子草的根系直径和体积有影响。     

内蒙古天然草原不同放牧压力下亚洲小车蝗的食性及营养生态位（英文）

植物表皮蜡质中的饱和链烷作为内源指示剂广泛用于评价放牧家畜的食性和食量, 但用于天然草原蝗虫食性的评价研究较少。为了探讨天然草原蝗虫的食性及其生态位变化, 本研究以内蒙古天然草原为研究对象, 于2003年7-8月沿降水梯度选择3种典型植物群落（小针茅Stipa klemenzii、 羊草Leymus chinensis和大针茅Stipa grandis群落）, 在每个植物群落不同放牧压力下小区随机做20个植被样方, 样方内植物齐地面刈割, 测定其地上生物量和物种多样性, 取主要植物种测定其链烷模式, 同时采集放牧小区优势蝗虫种亚洲小车蝗Oedaleus asiaticus的粪便, 测定其链烷模式, 运用链烷技术评价蝗虫的食性及其营养生态位。结果表明： 不同植物群落中优势牧草种类及其比例不同, 其链烷模式存在种间差异, 链烷技术可以评价亚洲小车蝗的食性。亚洲小车蝗的食性在不同植物群落及不同放牧压力下存在显著的差异, 在羊草和大针茅群落中, 亚洲小车蝗是禾草采食者, 主要采食羊草和糙隐子草Cleistogenes squarrosa, 且与绵羊的营养生态位重叠指数较低, 分别为0.0619和0.0172; 在小针茅群落中亚洲小车蝗是杂类草采食者, 主要采食无芒隐子草Cleistogenes songorica、 猪毛菜Salsola collina和小针茅, 且与绵羊的营养生态位重叠指数较高, 达到0.1815。因此, 放牧不仅改变了群落的植物种类组成, 而且直接影响了亚洲小车蝗的食物组成, 二者对食物资源利用存在一定程度的竞争。     

内蒙古典型草原区四种主要物种的植物-土壤反馈作用

植物-土壤反馈对解释群落组成变化和预测群落动态具有重要意义,是群落生态学与恢复生态学研究的热点领域。本研究以内蒙古典型草原区4种主要物种羊草(Leymus chinensis)、大针茅(Stipa grandis)、克氏针茅(Stipa krylovii)和冰草(Agropyron cristatum)为研究对象,采用植物-土壤反馈研究的两阶段法进行盆栽实验,研究了单种种植植物对土壤的影响(所得土壤用S-植物种拉丁名首字母表示,分别为S-Lc、S-Sg、S-Sk、S-Ac),以及这些受影响土壤对后续种植植物个体水平和群落水平的植物-土壤反馈作用。结果表明:(1)4种植物单种后对土壤C∶N、速效磷含量以及p H值3个指标具有显著影响(P0.05);(2)个体水平的植物-土壤反馈具有物种特异性,羊草和冰草的分蘖数、株高、地上部生物量、地下部生物量以及总生物量5个观测指标的最高值均出现在S-Sk;克氏针茅5个观测指标的最高值出现在S-Lc;大针茅分蘖数和株高的最高值出现在S-Ac,而生物量的最高值出现在SLc;(3)大针茅和克氏针茅的反馈效应值(FV)显著小于0,表现为负反馈;冰草表现为中性反馈;羊草表现为中性至弱正反馈;(4)4种物种两两间净配对反馈值(I)均为负值,且克氏针茅-羊草以及克氏针茅-冰草间反馈值显著小于0,表明这些物种两两间能稳定共存。这些结果为内蒙古草原区植物群落组成变化对地下部土壤、后续植物的生长状况以及主要物种种间关系的影响的预测提供了实验数据。     

布氏田鼠的活动对草原生产力影响的研究

呼伦贝尔草原,是我国的优良牧场之一,为干草原-暗栗钙土地段,年降水量为200—300毫米,冬天寒冷,夏天较热,考察地区植被组成主要以几种禾本科植物占优势,如克氏针茅(Stipa krylovii)、羊草(Aneurolepidium chinense)、糙隐子草(Cleistotenes squarrosa)等。蒿类中的冷蒿(Artemisia frigida),莎草科的寸草苔(Carex duriuscula)也不少。另外还有大针茅(Stipa grandis)、冰草(Agropyron cristatum)、多根葱(Allium polyrrhizum)、     

大针茅和糙隐子草对养分资源的竞争策略Ⅰ.根和茎对施硫和其他养分的形态学反应

在德国植物营养和土壤科学研究所的温室中,用盆栽试验研究了3种不同的养分处理下(所有养分 硫肥、所有养分但无硫肥、空白对照(什么都不添加))大针茅(Stipa grandis L.)和糙隐子草(Cleistogenes squarrosa L.)对养分资源的竞争在形态学上的反应.竞争试验设计为替代序列设计,即每盆的植物密度为4株,大针茅的植株数从4→0,相反,糙隐子草的密度则从0→4.试验所用的土壤为内蒙古典型草原沙质栗钙土,2001年5月20日播种,待种籽发芽出苗后的第二天进行间苗.然后,每间隔10 d分别对两种草的叶层高度、叶片数、分孽数进行测定;并于试验的第80天,度量糙隐子草新近展开的顶部叶片的叶绿素含量,之后齐地面刈割地上部分测地上生物量,同时将试验盆浸泡在蒸馏水中,用60目的网筛轻轻冲洗根系,用滤纸吸干水分,称鲜重,以便测定根长、根半径和根表面积等;然后用无离子水冲洗根系,在65℃下烘48 h称重,过0.5mm筛粉碎装瓶备分析用.每个处理重复3次.结果表明,所有处理的大针茅和糙隐子草形态特征不存在竞争关系,即彼此比例的消长对对方无显著性的影响,且大针茅的根茎形态特征随两者比例的变化而变化不显著,在空白对照处理中糙隐子草也有类似的现象.然而,当供给养分时(无论是否同时添加硫肥),糙隐子草的比例大小显著影响其形态特征,即存在密度制约原理,且硫的供给与糙隐子草的比例间存在互作现象.养分添加显著增加了大针茅地上部分的生长利发育,但对根系的生长影响很小,且硫对其地上地下均无显著性的影响.而养分添加不仅增加了糙隐子草地上部分的生长发育,而且增加了根系的生长,硫的缺乏阻碍了糙隐子草地上地下的生长和发育.养分供给显著降低了糙隐子草的根茎比,但没有影响大针茅的根茎比.硫对糙隐子草根茎比的影响随糙隐子草比例的变化而变化,在其比例为100%和75%时,供硫显著降低了其根茎比.在所有养分处理中,25%比例的糙隐子草的根茎比显著小于100%比例的糙隐子草根茎比.供给其他养分而不供硫时,糙隐子草叶片的绿度显著淡于其它两种处理;且在养分供应(无论是否供硫)25%比例的糙隐子草叶片绿度显著深于100%比例的糙隐子草叶片绿度.该研究表明,大针茅与糙隐子草的形态之间似乎不存在竞争关系;由于所有处理大针茅种群生产力较低,其种间竞争很小,但糙隐子草种间竞争明显.养分的缺乏主要限制了大针茅地上部分的生长和发育,对地下部分影响较小,且对硫供给的状况反应不敏感.而养分供给对糙隐子草地上地下均有显著的影响,且硫的缺乏阻碍了糙隐子草的生长发育.土壤贫瘠时,由于糙隐子草种群生产力低,植物间竞争较小,相反,对养分资源的竞争加剧.对养分的竞争刺激了根系的生长,使更多的光合产物分配到根中.其他养分的供给,提高了糙隐子草的生产力,因而加剧了硫的缺乏,而在低养分状况下(不供给任何养分)则缓解了硫的缺乏症状.     

四种草原植物根际土壤线虫群落特征

植物是否能特异性地影响土壤生物群落逐渐受到生态学家的关注。本研究利用盆栽实验研究了内蒙古典型草原区3种建群种(大针茅、克氏针茅和羊草)和1种群落伴生种(冰草)根际土壤线虫群落的数量特征。结果表明:4种植物根际土壤线虫群落间差异显著,这不仅表现在线虫密度方面,也表现在线虫种属组成、营养类群比例、优势类群以及群落结构方面,其中冰草根际土壤线虫群落的成熟度指数最低;判别分析能够将同一种植物根际土壤线虫群落样品与其他种植物根际线虫群落样品很好地分开;聚类分析显示,大针茅和克氏针茅根际线虫群落首先聚在一起,后与冰草根际线虫群落聚在一起,最后与羊草根际线虫群落聚在一起,与这4种植物的系统关系一致。     

降水对鄂尔多斯高原克隆植物分布的影响

鄂尔多斯高原地处半干旱区到干旱区的过渡带。通过沿鄂尔多斯高原从东到西的天然降水梯度的样带调查,分析了克隆植物的分布特征与降水的关系。结果表明:克隆植物的物种数量、占物种总数的比例和重要值以及根状茎型克隆植物的物种数量均与降水量呈显著正相关。5种优势植物克氏针茅、本氏针茅、黑沙蒿、赖草和短花针茅均为克隆植物,它们的分布也受降水影响。克氏针茅的密度、本氏针茅的盖度和密度、黑沙蒿的高度、盖度和密度以及赖草的高度均与降水量呈显著正相关。然而,赖草的盖度以及短花针茅的高度、盖度和密度均与降水量成负相关。因此,克隆植物在鄂尔多斯高原植被中具有重要作用,而且其作用随着降水量的增加而加强。     

气候变化和放牧活动对糙隐子草种群的影响

 糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)是一种多年生丛生小禾草,属C4植物,在研究气候变化和放牧活动对草原C4植物的影响方面是一种很好的指示植物。本文探讨了在气候变化及放牧干扰条件下糙隐子草种群地上生物量、种群特征和资源利用方式等方面的变化,分析了C4植物对气候变化的响应和在放牧干扰下的生态对策。结果表明：在气候温暖化的情况下,糙隐子草种群生物量及其在群落中的比例都有所上升,放牧大大加快了这一过程。通过逐步回归分析得出糙隐子草种群最大地上生物量与生长季（4～8月）总降雨量(r)和平均温度(t)的关系为：y=-12.451 1+0.018 7r+0.060 1t2 (p=0.003)。总体上,放牧明显降低了其种群高度和每丛生物量,但显著提高了其密度、盖度和地上生物量;密度的变化受气候和放牧互作的影响。如果以植物光合所固定的100 g的碳（C）所需要的其它大量营养元素来衡量植物的养分利用效率,则可以发现,与其它主要植物如羊草（Leymus chinensis）相比,糙隐子草对氮(N)和硫（S）的需求量最少,利用3.17 g的N和0.31 g的S就能生产100 g的C,而羊草则需要4.24 g的N和0.41 g的S才能生产100 g的C。 说明在放牧使土壤比较贫瘠的条件下,糙隐子草的养分利用效率较高,这可能是其在土壤比较贫瘠的退化植物群落竞争中处于优势地位的又一重要原因。     

锡林郭勒退化草原不同禁牧恢复演替阶段土壤种子库比较

以冷蒿(Artemisia frigida) 糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)退化草原经过长期围栏禁牧恢复演替(23 a和10 a)群落为研究对象,并对比围栏外退化的冷蒿 糙隐子草草原,揭示锡林郭勒退化草原长期围栏禁牧后的土壤种子库特征.随着群落的恢复演替,土壤总种子库物种组成和密度均增加,但持久性土壤种子库占土壤总种子库的比例下降.代表土壤总种子库的4月份取样,围栏禁牧23 a、10 a和围栏外退化样地土壤种子库密度平均值分别为4433、4756粒· m-2和856粒· m-2, 在0.001水平上差异显著,基本代表持久土壤种子库(persistent soil seed bank)的6月底取样,3个样地土壤种子库密度在0.05水平上差异显著;多数植物土壤种子库主要分布在0～3 cm层,各样地种子库密度随土壤深度的增加而减少;围栏禁牧23 a、10 a和围栏外重度退化样地的持久土壤种子库密度分别为土壤总种子库的52.6%、47.4%和90.9%,;各样地一年生植物,构成了草原土壤种子库密度的主要组成部分.结果表明,对于严重退化的冷蒿 糙隐子草群落,只要在恢复起点仍有零星分布的羊草和大针茅植株,经过长期围栏禁牧可恢复其土壤种子库物种组成和种子库规模.     

感染内生真菌的羊草对克氏针茅种子萌发的影响

以我国内蒙古草原常见优势种羊草（Leymus chinensis（Trin.) Tzvel.）及克氏针茅（Stipa krylovii Roshev.）为实验材料,在离体器官和整株植物水平上探讨内生真菌感染是否会影响宿主植物羊草对克氏针茅种子萌发的作用。实验结果表明：内生真菌感染能够影响羊草对克氏针茅种子萌发的作用,其影响程度与羊草的作用部位、处理方法以及处理浓度相关。与未染菌羊草相比,染菌羊草绿叶在低浓度处理下显著促进了克氏针茅的萌发,高浓度下显著抑制了克氏针茅的幼根生长;染菌羊草枯叶显著抑制了克氏针茅幼根的生长,而染菌羊草地下部显著促进了克氏针茅的萌发;感染和不感染内生真菌的整株羊草对克氏针茅的发芽率和发芽速度无显著影响。在处理浓度相同的情况下,草粉对克氏针茅种子萌发的抑制作用比浸提液处理更为显著,绿叶比枯叶抑制作用更为显著。     

大针茅和糙隐子草对养分资源的竞争策略——Ⅰ．根和茎对施硫和其他养分的形态学反应

在德国植物营养和土壤科学研究所的温室中,用盆栽试验研究了3种不同的养分处理下(所有养分 硫肥、所有养分但无硫肥、空白对照(什么都不添加))大针茅(Stipa gtrandis L.)和糙隐子草(Cleistogenes squarrosa L.)对养分资源的竞争在形态学上的反应。竞争试验设计为替代序列设计,即每盆的植物密度为4株,大针茅的植株数从4→0,相反,糙隐子草的密度则从0→4。试验所用的土壤为内蒙古典型草原沙质栗钙土,2001年5月20目播种,待种籽发芽出苗后的第二天进行间苗。然后,每间隔10d分别对两种草的叶层高度、叶片数、分孽数进行测定;并于试验的第80天,度量糙隐子草新近展开的顶部叶片的叶绿素含量,之后齐地面刈割地上部分测地上生物量,同时将试验盆浸泡在蒸馏水中,用60目的网筛轻轻冲洗根系,用滤纸吸干水分,称鲜重,以便测定根长、根半径和根表面积等;然后用无离子水冲洗根系,在65℃下烘48h称重,过0．5mm筛粉碎装瓶备分析用。每个处理重复3次。结果表明,所有处理的大针茅和糙隐子草形态特征不存在竞争关系,即彼此比例的消长对对方无显著性的影响,且大针茅的根茎形态特征随两者比例的变化而变化不显著,在空白对照处理中糙隐子草也有类似的现象。然而,当供给养分时(无论足否同时添加硫肥),糙隐子草的比例大小显著影响其形态特征,即存在密度制约原理,且硫的供给与糙隐子草的比例间存在瓦作现象。养分添加显著增加了大针茅地上部分的生长和发育,但对根系的生长影响很小,且硫对其地上地下均无显著性的影响。而养分添加不仅增加了糙隐子草地上部分的生长发育,而且增加了根系的生长,硫的缺乏阻碍了糙隐子草地上地下的生长和发育。养分供给显著降低了糙隐子草的根茎比,但没有影响大针茅的根茎比。硫对糙隐子草根茎比的影响随糙隐予草比例的变化而变化,在其比例为100％和75％时,供硫显著降低了其根茎比。在所有养分处理中,25％比例的糙隐子草的根茎比显著小于100％比例的糙隐子草根茎比。供给其他养分而不供硫时,糙隐子草叶片的绿度显著淡于其它两种处理：且在养分供应(无论是否供硫)25％比例的糙隐子草叶片绿度显著深于100％比例的糙隐子草叶片绿度。该研究表明,大针茅与糙隐子草的形态之间似乎不存在竞争关系;由于所有处理大针茅种群生产力较低,其种间竞争很小,但糙隐子草种间竞争明显。养分的缺乏丰要限制了大针茅地上部分的生长和发育,对地下部分影响较小,且对硫供给的状况反应不敏感。而养分供给对糙隐予草地上地下均有显著的影响,且硫的缺乏阻碍了糙隐子草的生长发育。土壤贫瘠时,由于糙隐子草种群生产力低,植物间竞争较小,相反,对养分资源的竞争加剧。对养分的竞争刺激了根系的生长,使更多的光合产物分配到根中。其他养分的供给,提高了糙隐子草的生产力,因而加剧了硫的缺乏,而在低养分状况下(不供给任何养分)则缓解了硫的缺乏症状。     

草地利用方式对温性典型草原优势种植物功能性状的影响

当外界环境发生变化后植物能够改变自身功能性状及时调整适应策略, 因此植物功能性状能够有效地反映植物对草地利用变化的响应, 然而在内蒙古草原从植物功能性状角度开展草地利用方式影响的研究略少。该研究以内蒙古典型草原大针茅(Stipa grandis)、羊草(Leymus chinensis)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)和冷蒿(Artemisia frigida) 4种主要优势种为研究对象, 探讨在长期自由放牧、割草、短期围封和长期无干扰的影响下优势种植物功能性状的差异, 以期从功能性状视角, 揭示植物在受到外界干扰后的适应策略, 旨为天然草地的可持续管理提供基础数据支持和科学依据。结果表明: 1)除糙隐子草外, 在长期放牧后内蒙古典型草原优势植物植株高度、根长和植物碳氮含量降低, 这些性状的变化能够使植物个体小型化, 适口性降低, 表明植物通过逃避放牧的策略适应长期自由放牧的干扰; 在割草管理方式下, 优势种的高度和比叶面积有增加的趋势, 其中冷蒿的氮含量对割草响应最敏感, 其根、茎、叶中的氮含量均在割草样地最低; 围封和长期无干扰处理下植物的碳氮含量增加, 表明在干扰强度降低后, 植物通过功能性状的改变从资源获取策略向资源储藏策略转变。2)对优势种功能性状集合分析表明, 糙隐子草具有较低的植株高度和较高的比叶面积, 冷蒿具有较高的木质素含量和氮含量, 这些性状能够使两种植物被家畜采食量减少, 并保证其具有较强的再生能力, 这可能是糙隐子草和冷蒿耐牧的原因; 大针茅具有最高的植株高度、最大的叶片干物质含量, 以及最高的茎、叶纤维素含量, 说明大针茅是非常典型的竞争物种, 在干扰较低的条件下, 大针茅采取竞争策略对其他物种产生较大的竞争压力可能是其占优势的重要原因。     

封面说明

<正>封面图片由程建伟2018年7月拍摄于内蒙古自治区锡林浩特市毛登牧场附近的锡林郭勒草原.锡林郭勒草原是我国境内最有代表性的温带草原,也是欧亚大陆草原区亚洲东部草原亚区保存比较完整的原生草原部分,属于温带半干旱大陆性气候.植被属于典型草原,优势植物种为克氏针茅(Stipa krylovii)、羊草(Leymus chinensis)和糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)等,具有草原生物群落