高寒草甸退化对鹅绒委陵菜克隆生长特征的影响

为了揭示高寒草甸典型匍匐茎克隆植物对不同生境的生态适应对策,验证生境适应假说,并为高寒草地的退化演替机理研究提供依据,以调查统计和比较样地法研究了江河源区高寒草甸退化对鹅绒委陵菜克隆生长特征的影响。研究表明,重度退化草甸的植物群落结构、功能以及土壤特征发生了明显的变化,继而对鹅绒委陵菜无性系的克隆生长行为和形态特性产生了影响。高寒草甸退化后鹅绒委陵菜的匍匐茎增多,分支强度加大。退化草甸内鹅绒委陵菜的基株高度小于未退化草甸,根长大于未退化草甸,基株的叶片数目问没有明显差别。退化草甸的分株高度显著小于未退化草甸,而分株叶数大于未退化草甸,根长小于未退化革甸且差异不显著。未退化草甸内鹅绒委陵菜无性系的问隔子长度、粗度和匍匐茎长度大于退化草甸,间隔子平均数目少于退化草甸,差异都不显著。随着鹅绒委陵菜无性系匍匐茎数目的增加,不论重度退化草甸与未退化草甸,用于鹅绒委陵菜克隆繁殖的能量投资也逐渐增加。鹅绒委陵菜在未退化草甸用于克隆繁殖的能量投资比例高于退化草甸,其中未退化草甸内鹅绒委陵菜基株的干重占无性系总生物量的比例略低于退化草甸,分株和匍匐茎的干重占无性系总生物量的比例高于退化草甸。高寒草甸退化对鹅绒委陵菜克隆生长特征的这些影响,与植物群落结构和功能的变化导致生境变异密切相关,是其对高寒草甸退化导致的资源和生境差异的反应,也是对资源利用达到的最合理状态,是一种选择适应的结果,有利于克隆繁殖潜力的发挥。同时为生境适应假说提供了又一例证。     

鹅绒委陵菜（Potentilla anserina）生长特征

以调查统计的方法研究了矮嵩草草甸内鹅藏委陵菜无性生长特征。研究结果表明：匍匐茎只有1条的鹅绒委陵菜最多,占52.86%,匍匐茎有4条的鹅绒委陵菜只占4.29%,同一鹅绒委陵菜无性系中,随着匍匐茎数目的增多,分株数,间隔子数,茎总长和匍匐茎比节间重变小,分株一般在第二级或第三级最高,末级较高;间隔子一般以第二、第三或第四级为最长,最末一级较长,第一级最短,随鹅绒委陵菜匍匐茎数目的增多,用于繁殖的匍匐茎和分株的干重比例逐渐增加。     

祁连山冷龙岭南麓垂直带植被移地试验中鹅绒委陵菜克隆生长特征

在祁连山东段冷龙岭南麓海拔3 200～3 800 m的4个样地间按主要植被类型进行双向移地试验,以自然垂直带移地样方内鹅绒委陵菜(Potentilla anserina)为研究对象,调查其克隆生长对气候变化的响应和适应特征.结果表明:鹅绒委陵菜从海拔3 200 m和3 400 m分别双向移至4个不同海拔区生长1年后,所有样地中1条匍匐茎的植株最多(占43.66%),4条匍匐茎的最少(占4.23%);随海拔升高,它们的匍匐茎总条数分别表现为逐渐增多和减少-增加-减少的趋势,基株高度和基叶数均呈先增加后减少的显著变化趋势,分株数逐渐增加,间隔子长度分别呈先增加后减少和增加-减小-增加的趋势;匍匐茎长度在移到3 400 m时最大,移到3 800 m时最小.研究发现,移地后鹅绒委陵菜的匍匐茎数、基株高度、基叶数、分株数、间隔子长度等均可发生变化;鹅绒委陵菜对不同海拔高度的生态环境表现出不同的克隆生长特征,以适应环境稳定种群.     

高寒草甸退化对短穗兔耳草克隆生长特征的影响

以调查统计和比较样地法研究了江河源区高寒草甸退化对典型匍匐茎植物短穗兔耳草克隆生长特征的影响。结果表明,退化草甸的植物群落结构、功能以及土壤特征发生了明显地变化,继而对短穗兔耳草无性系的克隆生长行为和形态特性产生了影响。高寒草甸退化后短穗兔耳草的匍匐茎有所增多,分支强度加大。退化草甸内短穗兔耳草的基株高度小于未退化草甸,根长大于未退化草甸,基株的叶片数目间没有明显差别。退化草甸内短穗兔耳草的分株高度显著小于未退化草甸,分株叶数明显多于未退化草甸,而根长尽管大于未退化草甸,但差异不显著。短穗兔耳草匍匐茎长度在未退化草甸内明显大于退化草甸,匍匐茎茎生叶数和匍匐茎粗度也在未退化草甸大于退化草甸。短穗兔耳草在未退化草甸用于克隆繁殖的能量投资比例高于退化草甸,其中未退化草甸内短穗兔耳草基株的干重比例略低于退化草甸,分株和匍匐茎的干重比例高于退化草甸。高寒草甸退化对短穗兔耳草克隆生长特征的这些影响,是其对高寒草甸退化导致的资源和生境差异的反应,也是对资源利用达到的最合理状态,是一种选择适应的结果。     

高寒草甸放牧扰动与两种植物的反应研究

对不同放牧强度下矮嵩草草甸植物垂穗披碱草和鹅绒委陵菜的生长和繁殖特性进行了5年研究。结果表明,垂穗披碱草株高、分蘖数、地上物量、地下生物量、有性繁殖效力在不放牧或轻度放牧下最大,营养生长效力在重度放牧中最大,而贮藏效力在重度放牧中最小。鹅绒委陵菜叶数、匍匐茎长度、地上生物量、匍匐茎生物量、开花数、生殖生物量、有性繁殖效力及营养繁殖效力在放牧区显著高于不放牧的对照区。说明适当的放牧干扰有利于垂穗披碱草营养生长,但放牧过重会抑制其有性繁殖;由于放牧采食减少了种间竞争影响,从而提高了鹅绒委陵菜营养,生长效力和有性繁殖效力。两物种地下贮藏物的比例随着放牧强度增加显著减少。放牧强度对高寒草甸的群落演替方向有显著影响。     

不同放牧强度下冷蒿(Artemisia frigida )、星毛委陵菜(Potentilla acaulis)的形态可塑

研究了不同放牧强度下（不放牧、轻牧(1.33只羊/hm2)、中牧(4.00只羊/hm2)、重牧(6.67只羊/hm2)）冷蒿 (Artemisia frigida)、星毛委陵菜 (Potentilla acaulis)的克隆形态（间隔子长度、分枝强度）可塑性以及生物量分配格局。两种植物的间隔子长度、分枝强度沿放牧梯度具有显著的可塑性反应。冷蒿间隔子长度：不放牧>轻牧>重牧>中牧;分枝强度：重牧>中牧>轻牧>不放牧。星毛委陵菜间隔子长度:轻牧>不放牧>中牧>重牧;分枝强度:重牧>中牧>轻牧>不放牧。冷蒿种群     

不同放牧强度下冷蒿(Artemisia frigida )、星毛委陵菜(Potentilla acaulis)的形态可塑

 研究了不同放牧强度下（不放牧、轻牧(1.33只羊/hm2)、中牧(4.00只羊/hm2)、重牧(6.67只羊/hm2)）冷蒿 (Artemisia frigida)、星毛委陵菜 (Potentilla acaulis)的克隆形态（间隔子长度、分枝强度）可塑性以及生物量分配格局。两种植物的间隔子长度、分枝强度沿放牧梯度具有显著的可塑性反应。冷蒿间隔子长度：不放牧>轻牧>重牧>中牧;分枝强度：重牧>中牧>轻牧>不放牧。星毛委陵菜间隔子长度:轻牧>不放牧>中牧>重牧;分枝强度:重牧>中牧>轻牧>不放牧。冷蒿种群     

高寒退化与未退化草甸土壤下匍匐茎鹅绒萎陵菜的克隆生长特征的比较

通过鹅绒萎陵菜的野外移栽试验,分析了在矮嵩草草甸土壤和退化草甸土壤下该种植物的克隆繁殖特征．结果表明,在母株产生的匍匈茎数量、母株高度和叶片大小在两类不同土壤下没有明显差异．母株叶片数、匍匈茎的粗度、匍匈茎长度以及间隔子的长度有较明显的差异．在退化草甸土壤中母株叶片较多,匍匈茎长度和间隔子长度明显较长,匍匈茎直径也明显较大．在退化草甸环境中,由于土壤养分相对较缺乏,鹅绒萎陵菜可能通过增加母株叶片的数量,尽可能多地积累光合产物,来保证匍匈茎的生长,匍匈茎也以增加粗度和增加长度来尽量增强其觅食能力．鹅绒萎陵菜在生物量投资分配上也表现出一定的差异．与退化草甸土壤环境相比,在未退化草甸土壤中,鹅绒委陵菜克隆母株和分株的生物量均明显偏向地下部分(根系)的投资,以期从土壤中吸收更多的养分,从而最终提高子株的成活率．     

水葫芦苗(Halerpestes cymbalaris)的生长特征研究

以调查统计的方法在中国科学院海北定位站研究了高寒湿地植物水葫芦苗无性系的生长特征、形态特征以及能量分配规律。结果表明：匍匐茎只有1条的水葫芦苗最多,占35．29％,匍匐茎有4条的水葫芦苗只占8．82％。同一水葫芦苗无性系中,随着匍匐茎数目的增多,分株数、间隔子数、茎总长和匍匐茎比节问重变小。分株一般在第一级最高,末级较低;第1条匍匐茎的间隔子较长。随水葫芦苗匍匐茎数目的增多,用于无性繁殖的分株干重比例逐渐增加,用于有性繁殖的花的干重比例下降。水葫芦苗无性系这种生长特征、形态特征以及能量分配规律是其生物—生态学特性和所处高寒湿地生境共同决定的。     

资源异质性环境中三种匍匐茎草本植物克隆内资源共享和分株功能特化

研究了3种来自中国北方林下、草地和碱化草甸匍匐茎型克隆草本植物绢毛匍匐委陵菜 (Potentilla reptans L. var. sericophylla Franch.)、鹅绒委陵菜 (P. anserina L.) 和金戴戴 (Halerpestes ruthenica (Jacq.) Qvcz.) 对由高光照低养分斑块和低光照高养分斑块组成的资源交互斑块性生境的适应性对策.当生长于高光照低养分条件下分株 (HL分株) 与生长于低光照高养分条件下分株 (LH分株) 之间的匍匐茎连接时, 3种克隆植物HL分株、LH分株以及整个分株对系统 (HL分株 + LH分株) 的生物量均得到显著提高.同时, LH分株根冠比显著增加, 而HL分株根冠比显著下降.这表明, 当互连分株置于由低光照高养分斑块和高光照低养分斑块组成的异质性环境中时, 3种植物克隆分株均发生了环境诱导的功能特化.克隆内资源共享以及克隆内不同分株的功能特化有利于整个分株系统对局部丰富资源的获取, 从而能够缓解资源交互斑块性生境对克隆植物的不利影响.     

放牧干扰对青藏高原东缘窄叶鲜卑花空间结构的影响

在四川西北部松潘县卡卡沟对青藏高原东缘高海拔地区3个不同放牧强度下的窄叶鲜卑花灌丛的空间结构进行了研究,结果表明：放牧干扰对卡卡沟东南坡的窄叶鲜卑花空间结构影响显著,植株的总生物量、总叶面积和茎的边材面积在重度放牧下显著低于轻度和中度放牧梯度样地。中度和重度放牧情况下叶片长度、宽度以及面积均比轻度放牧显著提高;植株高度随放牧强度增加出现先升后降的现象,而顶部枝叶生物量分配则出现与之相反的情况。虽然植物空间结构发生变化,但是单位边材面积上支持的叶面积并没有变化,中度放牧使植株枝叶生物量更加均匀分布。放牧干扰下植物空间结构的塑性变化依然受到Huber数的制约,使叶片蒸腾耗水与茎的供水能力上维持平衡。     

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。     

The role of stolon internodes for ramet survival after clone fragmentation in Potentilla anserina

Stoloniferous herbs are common in disturbed habitats, where interconnected ramets frequently become separated by water, grazing animals or human activity. Stolon internodes serve as spacers and transport channels for resources, but they may also fulfil a storage function. We simulated physical disturbance and breakage of stolon connections in the stoloniferous herb Potentilla anserina, to test the hypothesis that juvenile ramets can survive clone fragmentation better if they remain attached to an internode after being severed from the rest of the clone. Juvenile, unrooted ramets were cut off from stolons with and without the preceding (basal) internode and placed on wet soil in a greenhouse. All ramets with an attached internode survived, while survival rates dropped to 37% for ramets from which internodes had been removed. The dry weight per unit volume of internodes decreased by about 20% during the experiment. We conclude that stolons are likely to fulfil a storage function that may be of ecological importance in disturbed habitats.     

放牧强度对华北农牧交错带典型草地土壤化学计量特征的短期影响

放牧是天然草地的主要利用方式之一,不同放牧强度可能通过影响家畜的选择性采食、凋落物输入和微生物的组成及结构等影响草地土壤化学计量特征。本研究通过在华北农牧交错带典型草地一个连续3年(2017—2019年)的生长季放牧试验,测定了土壤全碳(TC)、全氮(TN)、可溶性有机碳(DOC)和可溶性氮(DN)含量,以及土壤微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN),分析这些参数间的化学计量特征,研究放牧强度对该地区草地土壤计量化学特征的影响。结果表明: 连续3年不同强度的放牧(1、2、4 sheep·0.2 hm^-2)对土壤TC含量没有显著影响,2019年中度放牧显著降低了10～20 cm土层中TN含量,轻度、中度和重度放牧显著提高10～20 cm层土壤的C/N。连续3年不同强度的放牧对土壤DOC、DN含量以及DOC/DN均没有显著影响,而DOC和DN含量在2019年呈现出随放牧强度增加而减少的趋势,表明持续高强度的放牧可能会引起土壤可溶性养分减少。随着放牧年限的增长,轻度放牧显著增加了土壤MBC,重度放牧显著降低了土壤MBC,而土壤MBN及MBC/MBN在不同放牧强度下变化不显著。     

Herbivory and ramet performance in the clonal herb Trientalis europaea L.

1 The intensity of leaf damage caused by invertebrate herbivores and grazing by vertebrates and their effects on clonal growth, survival and reproduction were examined in a population of the forest herb Trientalis europaea during 4 years.
2 Levels of herbivory were low and varied between years in the studied population. Larger ramets were exposed to a greater risk of both grazing and leaf defoliation. Ramets that suffered leaf damage in 1 year experienced an increased probability of leaf damage in succeeding years. The probability of suffering herbivore attack was independent among the ramets belonging to the same clonal fragment, suggesting that clonal propagation might operate as a risk-spreading strategy in this species.
3 Leaf damage did not affect any measure of plant performance, probably due to the low amounts of leaf area removed by invertebrate herbivores. In contrast, vertebrate grazing affected all phases of the pseudo-annual life cycle of T. europaea . Grazing prevented flowering and fruiting, increased ramet mortality during summer and decreased tuber production. Furthermore, grazed ramets produced shorter stolons and smaller tubers, which in turn had a lower winter survival and produced smaller ramets in the following growing season. The large impact of grazing was due to the consumption of the whole of the single shoot of ramets of T. europaea . Although regrowth was possible, secondary shoots were significantly smaller and assimilation was delayed.
4 Tubers originating from grazed ramets were placed shallower than tubers from ungrazed ramets. This could be due to an alteration in the growth pattern of stolons of the grazed ramets.     

资源异质性环境中三种匍匐茎草本植物克隆内资源共享和分株功能特化(英文)

研究了 3种来自中国北方林下、草地和碱化草甸匍匐茎型克隆草本植物绢毛匍匐委陵菜 (PotentillareptansL .var.sericophyllaFranch .)、鹅绒委陵菜 (P .anserinaL .)和金戴戴 (Halerpestesruthenica (Jacq .)Qvcz .)对由高光照低养分斑块和低光照高养分斑块组成的资源交互斑块性生境的适应性对策。当生长于高光照低养分条件下分株(HL分株 )与生长于低光照高养分条件下分株 (LH分株 )之间的匍匐茎连接时 ,3种克隆植物HL分株、LH分株以及整个分株对系统 (HL分株 LH分株 )的生物量均得到显著提高。同时 ,LH分株根冠比显著增加 ,而HL分株根冠比显著下降。这表明 ,当互连分株置于由低光照高养分斑块和高光照低养分斑块组成的异质性环境中时 ,3种植物克隆分株均发生了环境诱导的功能特化。克隆内资源共享以及克隆内不同分株的功能特化有利于整个分株系统对局部丰富资源的获取 ,从而能够缓解资源交互斑块性生境对克隆植物的不利影响     

放牧对小嵩草草甸生物量及不同植物类群生长率和补偿效应的影响

基于小嵩草(Kobresia parva)草甸连续2 a的牦牛放牧试验,研究了暖季和冷季放牧草场地上地下生物量及其分配规律、不同植物类群的绝对生长率生长率,探讨了放牧制度和放牧强度对不同植物类群补偿效应的影响。结果表明,随着放牧强度的增加地上总生物量呈减小趋势,放牧强度对暖季草场地上总生物量的影响极显著（P?0.01）,对冷季草场地上总生物量的影响不显著（P?0.05）;两季放牧草场各土壤层地下生物量随放牧强度的增加呈明显下降趋势,放牧强度对暖季放牧各土壤层地下生物量的影响显著（P?0.05）,对冷季放牧各土壤层地下生物量的影响不显著（P?0.05）;冷季放牧草场牧草生长季地下生物量与地上生物量的比值随放牧强度的增大而减小,暖季放牧草场对照区地下生物量与地上生物量的比值低于轻度放牧和中度放牧、高于重度放牧;暖季放牧草场各放牧处理不同植物类群均存在超补偿生长,但莎草科和禾本科植物的超补偿生长在8月份,阔叶植物的超补偿生长发生在6月和7月份,禾本科植物的超补偿生长效应强于莎草科植物和阔叶植物,轻度和中度放牧的补偿效应更明显;冷季放牧下不同植物类群也存在超补偿生长,但补偿效应不明现。因此,暖季适度（轻、中度）放牧利用更有利于产生超补偿生长,而重度利用对植被的稳定产生潜在的不利影响。