高寒草原优势种叶片结构变化与生态因子的关系

 为了揭示青藏高原高寒草原优势物种青藏苔草（Carex moorcroftii）和紫花针茅（Stipa purpurea）对高原特殊环境的适应性,该文研究了 它们的叶片结构在自然环境梯度下的变化以及这些变化与生态因子之间的关系。结果表明：这两个物种叶片的大多数结构特征在各个样地间变 化显著,其结构特征与环境因子间存在显著的相关关系。紫花针茅叶肉细胞大小随土壤有效K含量的增高而减小,下表皮细胞厚度和韧皮部面积 随生长季云盖度的增高而增加,单一导管半径和导管平均面积随生长季月均湿度的增加而增大;青藏苔草上表皮细胞厚度随生长季月均最低温 的降低而增厚,泡状细胞厚度（径向直径）随大陆度的增强而增加,上表皮细胞大小随土壤pH值的增大而增大,导管总数和韧皮部面积随土壤 速效P含量的增高而增加。青藏苔草的保护组织、光合组织以及综合指标变异系数明显大于紫花针茅,仅维管组织指标变异系数小于紫花针茅。     

羌塘高原降水梯度带紫花针茅叶片氮回收特征及影响因素

植物回收衰老叶片的氮是植物重要的养分保持和环境适应机制,在寒旱贫瘠的生境更是如此。为了理解降水梯度上植物对高寒贫瘠环境的养分适应特征,研究了羌塘高寒草原优势物种紫花针茅叶片氮回收策略及其与环境因子的关系。结果表明,降水梯度带上紫花针茅叶片具有较高的叶氮水平和氮回收能力。生长季盛期紫花针茅绿叶平均氮含量为(23.87±3.92)g/kg,高于中国草地平均水平(20.9 g/kg)及全球平均值(20.1 g/kg);绿叶氮含量与年降水量(MAP)呈显著负相关,干旱端(西部)绿叶中氮含量明显高于湿润端(东部)。枯叶养分回收后的氮水平(NRP)很低,平均为(6.76±1.42)g/kg,叶片平均氮回收效率(NRE)为(71.25±6.46)%,明显高于中国温带草原和全球的平均水平(46.9%—58.5%)。枯叶中氮回收水平对叶片氮回收效率起决定作用,是维持高养分回收效率的物质基础。NRE与MAP、土壤全氮(TN)和土壤无机氮呈显著负相关;NRP与TN相关性不显著,但与土壤无机氮显著负相关。尽管NRE与NRP呈显著负相关,但二者与绿叶氮含量均没有显著相关性。年均气温、海拔对NRE和NRP影响均不显著。因此,紫花针茅叶片极高的NRE和低NRP反映了它对极端干旱贫瘠环境的养分保持能力,通过内部氮循环来降低养分流失。土壤氮的有效性是影响紫花针茅叶片氮回收能力的关键因子,降水通过影响土壤氮的有效性以及绿叶中氮含量间接影响紫花针茅叶片氮回收效率。     

高寒草原不同植物群落地上-地下生物量碳分布格局

高寒草原具有独特的自然生境和生物资源,对高寒草原开展系统研究对于减缓气候变化与草原恢复具有重要实践意义。以往研究主要针对高寒草原生物量碳开展整体评估,缺乏对不同群落类型间的定量比较。本文分析了高寒草原10种主要典型植物群落地上-地下生物量碳分布格局以及对总生物量碳的贡献差异。结果表明:高寒草原面积为167.33×10^6hm^2,总生物量碳为1.53 Pg(1 Pg=1015g),其中地上生物量碳0.19 Pg,地下生物量碳1.34 Pg;紫花针茅、青藏苔草和紫花针茅-小蒿草群落面积大,生物量碳密度高,为高寒草原贡献了69.3%的生物量碳。高寒草原平均生物量碳密度为690.80 g C·m^-2,其中紫花针茅群落(196.14 g C·m^-2)和蔷薇群落(177.93 g C·m^-2)具有最高的地上生物量碳密度(AGC);蔷薇(1491.18 g C·m^-2)和紫花针茅-小蒿草群落(1306.51 g C·m^-2)则具有最高的地下生物量碳密度(BGC),且显著高于其他群落类型(P<0.05)。不同群落的BGC在土壤中的垂直分布格局存在较大差异,驼绒藜、盐爪爪、金露梅、紫花针茅、青藏苔草、紫花针茅-小蒿草、蔷薇、固沙草、砂生槐等群落的BGC主要集中在表层土壤(0~10 cm),分布曲线呈指数函数,而华扁穗草群落的BGC则集中在40~60 cm土壤层,分布曲线呈二次函数关系。对草原植物群落的地上-地下生物量碳开展评估,可以提高生物量碳的估算精度,为草原生态管理提供更有力的数据支持。     

胡杨叶片解剖特征及其可塑性对土壤条件响应

表型可塑性对极端干旱区植物个体适应具有重要的意义。该研究选择内蒙古额济纳胡杨林内不同土壤条件下胡杨个体,对其叶片解剖结构与土壤因子关系进行分析,阐明不同土壤条件下叶片解剖结构及其可塑性规律。结果表明：除主脉木质部与维管束面积比外,异质性的土壤条件下胡杨叶片各解剖结构均存在明显的趋异适应;土壤水、盐条件影响了以上表皮细胞为代表的表皮组织的生长发育,土壤肥力影响了以主脉维管束为代表的输导组织以及栅栏组织的生长;生境环境异质性是胡杨叶片解剖结构可塑性的根本原因,解剖结构可塑性使得胡杨在不同环境、同一环境不同结构形成适应性差异,不同土壤条件下叶片主脉木质部、主脉维管束的可塑性较大,是胡杨适应异质性土壤条件的主要结构。叶片解剖结构特征及其可塑性对胡杨适应干旱环境具有重要生态作用。     

青海高原紫花针茅草原群落数量分类与排序

紫花针茅草原是青藏高原高寒草原中分布面积最大、最重要的群落类型。该文选择青海高原典型紫花针茅草原为研究对象,在大量群落学调查的基础上,采用双向指示种分析(TWINSPAN)和典范对应分析(CCA)等多元数量分析方法研究了青海高原紫花针茅草原群落的数量分类。结果显示:(1)所调查的紫花针茅草原是物种组成相对较简单、菊科和禾本科植物最多、北温带分布的属为主体的草原群落。(2)青海高原紫花针茅草原的90条样带可划分为8个群丛类型:紫花针茅+川青早熟禾群丛、紫花针茅+矮嵩草群丛、紫花针茅+多枝黄芪群丛、紫花针茅+高山嵩草群丛、紫花针茅+二裂委陵菜群丛、紫花针茅+沙生凤毛菊群丛、紫花针茅+弱小火绒草群丛、紫花针茅+梭罗草群丛。(3)影响青海高原紫花针茅草原群丛分布的主要环境因子是空间因子(海拔、经度、纬度)和热量因子(温度),其次是湿润度、降雨量等水分因子。(4)对于紫花针茅草原群落内部的群丛划分,CCA可以补充矫正TWINSPAN等级分划,使分类结果更符合实际生态意义,更清晰地反映群丛类型与环境梯度之间的关系。     

放牧对藏北紫花针茅高寒草原植物群落特征的影响

基于放牧试验,研究了不同放牧强度下藏北地区紫花针茅(Stipa purpurea)高寒草原植物群落特征的变化规律。结果表明,随着放牧强度的增强,植物群落盖度、地上生物量均呈现显著降低的趋势;紫花针茅等禾草类植物的重要值逐渐降低,莎草类中青藏苔草(Carex moorcroftii)、牲畜不喜食的杂类草及有毒有害植物均有增加的趋势;如果持续过度放牧,植物群落表现出由紫花针茅等禾草为建群种的草地型向青藏苔草(Carex moorcroftii)、杂类草(Herbarum variarum)草地型过度的趋势;在中度放牧强度下,紫花针茅高寒草原α物种多样性达到最高水平,而继续增强放牧强度,则造成各项指标的迅速降低。     

祁连山高寒草原主要植物种群格局对冬季放牧的响应

以肃南裕固族自治县鹿场冬季牧场为研究对象,采用偏离系数及t检验方法结合Ripley''s K函数及蒙特卡罗随机模拟对紫花针茅种群与醉马草种群进行格局分析,进一步采用计盒维数与信息维数对紫花针茅种群与醉马草种群进行分形分析,揭示在放牧系统中优势植物的种群变化。格局分析结果表明：牧场植物的种群格局出现5种变化规律。紫花针茅种群的偏离系数在放牧率3.64 AUM/hm²时^#,出现最小值。醉马草种群的偏离系数在放牧率4.16AUM/hm²时,出现最大值。在0-1 m的研究尺度内,紫花针茅种群与醉马草种群的Ripley''s K函数结果均在蒙特卡洛随机模拟区间内,呈随机分布格局。分形分析结果表明：伴随放牧率增大,紫花针茅种群的计盒维数区间为[1.596,1.962],醉马草种群的计盒维数区间为[1.831,1.945];紫花针茅种群的信息维数区间为[1.590,1.899],醉马草种群的信息维数区间为[1.633,1.913]。在放牧率4.34 AUM/hm²时,紫花针茅种群与醉马草种群空间占据差值达到最大,信息维数相对较低,种群分布相对均匀,格局变化相对缓慢,经济效益与生态效益相平衡,最适合管理牧场。     

乌苏里鼠李茎叶的解剖结构及其生态适应性

为探究乌苏里鼠李（Rhamnus ussuriensis）茎叶的解剖结构对环境的适应性机理,采用石蜡切片及扫描电镜技术,对乌苏里鼠李叶片、茎的解剖结构进行研究。结果表明：乌苏里鼠李叶片为典型异面叶,表皮毛和气孔均分布在下表皮,气孔指数为39.04%;栅栏组织由2层薄壁组织细胞组成,结构紧密,海绵组织排列疏松。叶片主脉发达,维管束呈环状排列,木质部导管数量较多,直径较大,维管束周围薄壁组织细胞后含物丰富。在茎的初生结构中,表皮细胞角质层较厚,皮层薄壁组织细胞内含有晶簇,维管束为外韧无限维管束,髓部发达;茎的次生结构中年轮显明,为典型的环孔材,有凹下的皮孔,次生木质部发达,导管以螺纹导管与孔纹导管居多,导管分子多为复管孔;射线以单列射线为主,偶见双列射线。乌苏里鼠李叶片、茎的解剖结构具有明显的抗逆特性,能够较好的适应干旱、寒冷环境。     

长期不同放牧强度下荒漠草原建群种短花针茅(Stipa breviflora)叶片解剖结构变化

植物叶片解剖结构随放牧强度的变化而发生变化。以短花针茅荒漠草原长期(19年)固定监测放牧样地为研究区,以建群种短花针茅叶片作为实验材料,测量不同放牧强度(对照(CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)、重度放牧(HG))下短花针茅叶片保护组织、输导组织、机械组织、同化组织有关的14个解剖结构指标,分析短花针茅叶片解剖结构随长期不同放牧强度的变化,从生理角度探讨荒漠草原植物对长期放牧的适应及响应。研究结果表明：(1)叶片层次上,短花针茅通过增加其叶片横切面面积和叶厚度去适应放牧干扰;(2)保护组织方面,与对照区相比,重度放牧区角质层厚度增加,但未达到差异显著性(P>0.05),角质层厚度占叶厚度比例随放牧强度的增加整体呈增加趋势;(3)输导组织方面,木质部面积随放牧强度的增加呈下降趋势,而韧皮部面积、主导管面积、维管束面积等指标均随放牧强度的增加呈增加趋势,但没有达到显著性(P>0.05);(4)机械组织方面,厚壁组织面积和厚壁组织占叶面积比例均随放牧强度的增加呈增加趋势;(5)同化组织方面,随着放牧强度的增加,短花针茅叶片叶肉组织面积显著增加(P<0.05)。可见,...     

Above- and belowground trait linkages of dominant species shape responses of alpine steppe composition to precipitation changes in the Tibetan Plateau

青藏高原高寒草原植物群落对降雨的响应依赖于优势种的功能性状 人类活动和全球变化引起了全球和区域降雨格局的改变。大量的研究表明，降雨影响全球不同草地生态系统的群落组成，但目前很少有研究从物种水平揭示高寒草原植物群落如何响应降雨变化的生态学过程。本研究利用在青藏高原建立的长期(6年)控雨试验平台，包括减少降雨50%、增加降雨50%和对照3个处理，从优势种地上和地下性状揭示高寒草原植物群落响应降雨变化的生态学过程。研究结果表明，长期减少降雨改变了植物群落的结构，主要体现在优势种丛生禾草紫花针茅(Stipa purpurea)逐渐被根茎禾草赖草(Leymus secalinus)所取代。进一步通过比较紫花针茅和赖草的地上和地下性状，发现减少降雨主要促进了赖草根系向深土层的生长、增加了地下碳的分配和减少了叶片宽度，而紫花针茅的这些性状并没有发生显著的改变；另外，减少降雨增加了赖草根茎生物量、总长度、直径及其节上根的数目。赖草这些性状的改变可能增加了对深土层水分的利用能力，以及减少了水分的蒸腾，从而增强了其在干旱胁迫过程中的竞争力。因此，我们的研究结果强调了优势种的地上和地下性状在高寒草原植物群落组成对降雨变化响应过程中起着极其重要的作用。     

高寒草地植物生存策略地理分布特征及其影响因素

植物性状能够反映植物的生存策略,是植物生态学的研究热点之一。植物CSR策略模型将植物物种分为3类:在资源丰富环境中能够最大程度提高生物量的物种(竞争型物种:C策略);在干扰频率较高的环境中能够快速摄取资源并繁殖的物种(投机取巧型物种:R策略);在资源贫瘠环境中能够保持个体生存的物种(耐受型物种:S策略)。植物叶片性状对环境梯度具有适应性的改变,性状的改变对植物生存策略产生影响,但是青藏高原植物叶片性状是如何影响植物CSR生存策略的,其机制尚不清楚。该研究探究了高寒草地植物CSR生存策略的分布特征,以及环境因子对CSR生存策略的影响机制。2020年7–8月,对青藏高原高寒草地53个样点进行了调查,测定植物叶片叶面积、叶片鲜质量和叶片干质量等性状,并计算C、S、R值。然后,分析关键地理环境要素对植物CSR策略影响的主要因子和作用机理。结果表明:(1)在青藏高原高寒草地,植物的生存策略主要以S策略(41.6%–96.7%)为主。(2)随着经度的增加,青藏高原高寒草地C策略植物所占比例自西向东逐渐上升;在海拔梯度上,高寒草地C策略植物所占比例随着海拔的升高而降低。(3)随机森林分析结果显示降水...     

青藏高原不同高寒草地类型土壤酶活性及其影响因子

土壤酶活性作为生态系统养分循环的关键因素, 是反映土壤质量和生态系统功能的重要指标, 但是关于高寒草地生态系统中不同草地类型间酶活性的差异研究还很少。因此, 该研究在藏北高寒草地选择高寒草甸、高寒草原、高寒草甸草原、高寒荒漠草原和高寒荒漠5种草地类型进行野外原位调查和采样, 测定了涉及碳(C)、氮(N)和磷(P)循环的14种酶的活性, 并建立了高寒草地酶活性与土壤微生物和土壤理化性质等环境因子的关系。结果表明: C循环酶(蔗糖酶、纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、多酚氧化酶和过氧化物酶)和P循环酶(碱性磷酸酶)在不同高寒草地类型间活性差异明显, N循环酶中仅芳香氨基酶和亚硝酸盐还原酶两种酶在不同高寒草地类型间活性差异明显。同时, C、N和P循环酶之间存在一定的相关关系, 其中, 蔗糖酶和碱性磷酸酶、纤维素酶和α-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性显著正相关, 多酚氧化酶与亚硝酸还原酶和β-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性显著负相关。在测定的19个环境指标中, 土壤有机质(SOM)含量、革兰氏阴性菌数量、土壤N和P含量计量比、革兰氏阳性菌数量、细菌数量、放线菌数量、全氮含量、真菌数量是影响土壤酶活性的关键因子, 且SOM含量的影响最大(解释量为11.9%)。综上所述, 不同高寒草地类型间C循环酶、P循环酶和两种N循环酶(芳香氨基酶和亚硝酸还原酶)活性差异显著, SOM含量、微生物数量和N含量等是影响高寒草地生态系统土壤酶活性的关键因子。     

气候因子通过土壤微生物生物量氮促进青藏高原高寒草地地上生态系统功能

近年来, 在人类活动和气候变化的影响下, 物种多样性丧失趋势不断加剧, 对生态系统功能带来严重后果。目前, 关于生态系统功能的研究, 忽略了土壤和微生物碳氮养分循环过程对地上生态系统功能(AEF)的重要驱动作用, 而土壤碳氮要素和微生物的任何变化都有可能改变地下群落对生态系统功能的维持作用。该研究旨在探究高寒草地AEF的主要控制因子, 以及其关键要素对AEF的作用机理。2015年7-8月, 对青藏高原地区115个样点进行了草地群落和土壤属性等要素样带调查; 综合植物地上生物量, 叶片碳、氮和磷含量等参数计算AEF值, 分析地下土壤有机碳含量、全氮含量、生物量等关键要素对AEF值的影响。结合取样点年降水量和年平均气温, 深入探讨影响AEF的主要控制因子和作用机理。结果表明降水对AEF有较大影响, 而气温影响相对较低。年降水量、土壤微生物生物量碳含量和干旱指数对AEF值的相对重要性贡献较高(重要值分别为21.1%、10.9%和10.1%), 控制青藏高原高寒草地AEF值的关键是土壤因子。在气候因子对土壤养分和微生物的作用下, 土壤微生物生物量氮含量在调控高寒草地AEF值方面发挥重要作用。     

青藏高原矮火绒草(Leontopodium nanum)叶片性状对海拔高度变化的响应

植物叶片对环境变化十分敏感,能反映植物适应环境所形成的生存策略。为揭示高寒植物叶片性状对海拔高度变化的响应,对位于青藏高原东北部的冷龙岭3400—4200 m之间5个不同海拔高度的矮火绒草(Leontopodium nanum)叶片进行取样,采用常规石蜡制片技术和显微观察方法测定叶片外部形态、表皮气孔特征和解剖结构,探讨其叶片性状随海拔的变化,结果表明：（1）随海拔高度升高,叶面积呈减小的趋势,而比叶重和叶干物质含量增加;（2）叶片下表皮气孔密度随海拔升高呈先增加后下降的趋势,且气孔密度、气孔器面积、长度、宽度和潜在气孔导度指数等气孔特征之间存在显著相关性;（3）叶厚、栅栏组织和海绵组织厚度随海拔升高呈显著增厚的趋势;（4）叶片解剖结构可塑性和相关性分析显示,上、下角质层厚度的可塑性指数最大,而部分解剖结构指标间存在极显著的相关性。研究表明,矮火绒草为适应沿海拔上升温度降低的环境,主要采取叶片变小、变厚的对策,使植物趋于保温、保水和抗机械损伤的方向发展,并将资源最大化地投入到自身生长发育中。     

华中五味子叶表型可塑性及环境因子对叶表型的影响

表型可塑性是指同一基因型的生物个体在不同环境条件下产生不同表型的特性,这一特性促使物种适应异质环境,具有更宽的生态幅。居群和物种水平广义的表型可塑性研究可揭示植物在自然环境中的生态意义并丰富对植物种群分布的了解。华中五味子(Schisandra sphenanthera)是一种资源严重减少的常用野生药材物种,对其进行研究和保护非常必要。叶是华中五味子主要的光合作用器官,随环境改变叶表型有很大变化,因此从居群水平上对华中五味子叶表型可塑性进行分析,揭示叶表型可塑性大小,探究环境因子对叶表型的影响,可为华中五味子的保护提供依据。该研究运用GIS技术从较大尺度(9省市26县27个居群)对华中五味子叶表型可塑性进行分析,并用表型可塑性指数和变异系数2种方法对叶表型可塑性进行评价,运用隶属函数和最大熵模型将3类(土壤、气候和地形)13个环境因子对叶表型的影响进行分析。结果表明,华中五味子7个叶表型(叶长、叶宽、叶柄长、叶面积、叶形指数、叶齿数和二级叶脉数)均存在可塑性,其中叶面积可塑性最大,叶形指数可塑性最小。3类环境因子中对叶表型影响最大的为土壤因子,气候因子次之,最小为地形因子。权重分析显示,土壤全钾含量对叶长和叶面积影响最大,有机碳含量、海拔、土壤全磷含量、坡度和年降水量分别对叶宽、叶柄长、叶形指数、叶齿数和二级叶脉数影响最大。研究结果表明,对多个叶表型有影响的5个共有重要因子为土壤全钾含量、全磷含量、有机碳含量、年降水量和坡度,它们与对应叶表型间的隶属函数多为高斯型,具有最优值,可通过人工控制达到最优值来促进其生长。该结果为华中五味子野生抚育和迁地种植提供理论参考。     

青藏高原草地植物叶解剖特征

运用常规石蜡制片技术对我国青藏高原66种草地植物优势种的叶解剖特征进行研究,并分析了叶解剖特征与海拔、生长季降水及生长季均温之间的关系.结果表明:青藏高原草地植物叶片具有很多适应高寒环境的结构特征,如表皮层厚且表皮细胞大小差异显著,表皮毛等表皮附属物发达,异细胞丰富,通气组织普遍发达等;叶片各组成部分厚度的变异程度不同,其中海绵组织厚度变异最大,其次为上角质层、下表皮层、下角质层、上表皮层、栅栏组织,叶片厚度的变异最小;青藏高原草地植物叶片各组成部分的厚度存在协同进化,上下角质层厚度呈强烈正相关,海绵组织厚度与叶片厚度相关性最强;青藏高原草地植物叶片各组成部分的厚度与海拔、生长季降水、生长季均温3个重要环境变量呈较弱的相关性,总体表现为随海拔升高叶片各组成部分的厚度减小,而随生长季降水和生长季均温的增加叶片厚度增加.     

西藏高原高寒草原生态系统植被C／N值的分布特征及其影响因素

以西藏高原高寒草原生态系统的4个自然地带（高山草原、高山灌丛草甸、山地半荒漠与荒漠以及山地灌丛草原）的19个草地型植被为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,对高寒草原生态系统植被C／N值的分布特征及其影响因素进行了研究。结果表明：西藏高原高寒草原植被C／N值总体上呈现出东西部低而中间高的态势以及斑块状交错分布的格局。不同自然地带间和不同草地型间植被地上部分和根系的C／N值有明显差异,且地上部分的C／N值均大于根系。19个草地型植被地上部分的平均C／N值为34．17,变异系数为35．87％;根系的平均C／N值为29．58,变异系数为40．02％。4个自然地带植被地上部分的平均C／N值为31．98,变异系数为13．82％;根系的平均C／N值为31．86,变异系数为16．92％。回归分析结果显示：植被地上部分C／N值与地上部生物量以及土壤全N和全K含量呈显著正相关、与植被高度呈显著负相关;根系C／N值与海拔和20～30em土壤容重呈显著正相关、与年均降水量和年均蒸发量呈显著负相关,这些因子均为影响西藏高原高寒草原植被C／N值的关键环境因子。总体上看,地理因子、气候因子和土壤物理因子对西藏高原高寒草原生态系统植被C／N值的影响不显著,而植被因子和土壤化学因子则对其有显著影响。     

祁连山区演替先锋物种西藏沙棘的种群结构及动态对海拔梯度的响应

西藏沙棘(Hippophaetibetana)是青藏高原高寒区特有的低矮灌木和植被演替先锋物种,具有优良的水土保持功效,对高海拔环境表现出良好的生态适应性,但有关其种群结构及动态对海拔梯度的响应规律少有研究,阻碍了对西藏沙棘适应高寒生境生态策略的理解。青藏高原东北缘的祁连山区生态脆弱,乡土物种西藏沙棘常在海拔2 700–3 300 m的高寒退化草地呈斑块状分布,对该区水源涵养林的维持具有重要作用。该研究以祁连山区3个海拔(2 868、3 012、3 244 m)的西藏沙棘为研究对象,通过编制静态生命表及绘制存活曲线,分析西藏沙棘的种群结构特征和种群动态,并利用种群动态量化分析和时间序列模型定量研究其未来发展趋势。结果显示:1)西藏沙棘种群的基径、株高和冠幅均随海拔的升高而降低; 3个海拔种群均呈中龄期个体丰富,老幼龄期个体较少的纺锤型年龄结构,充足的中龄期个体可以维持种群短期稳定。2)种群存活曲线均为Deevey-II型,存活能力为低海拔>中海拔>高海拔;死亡率和消失率均较高,呈高海拔>低海拔>中海拔的趋势,3个海拔种群均缺乏幼苗,未来均将走向衰退,高海拔种群较...     

Distribution,community characteristics and classification of Stipa tianschanica var. klemenzii steppe in China

Stipa tianschanica var. klemenzii steppe is the most typical formation of desert steppe in China. Based on the primary plots data obtained from fieldworks during the growing seasons from 2010 to 2016 as well as some earlier records, we studied the Stipa tianschanica var. klemenzii steppe across China systematically, including the eco-geographical distributions, community characteristics and classifications. The results showed that S. tianschanica var. klemenzii steppe distributed mainly on the Ulan Qab Plateau and western Xilin Gol Plateau. Due to the arid biotope of S. tianschanica var. klemenzii steppe, quantitative characteristics of the assemblage including height, coverage, biomass and species richness were normally lower than that of most Stipa formations in Eurasian steppe region. Moreover, 165 seed plants belonging to 85 genera and 29 families were recorded in the 80 study sites, in which rare species (occurrence frequency <20%) made up 87% of the total plants while common species and constant species could only be found occasionally. Species with the occurrence frequency exceeding 50% included S. tianschanica var. klemenzii, Convolvulus ammannii, Cleistogenes songorica, Allium tenuissimum. In addition, Hemicryptophyte and therophyte were the two dominant life forms, covering 55% and 20% of the species, respectively. As for the ecological type of water, typical xerophytes accounted for 47% of all species which is followed by super-xerophytes and meso-xerophytes. Middle Asian areal-type and east Palaeo-North areal-type were the two major floristic elements, containing 37% and 26% of the species, respectively. Based on the life forms and dominances of the species within the community, S. tianschanica var. klemenzii steppe in China could be classified into 6 association groups, 29 associations.     

内蒙古和青藏高原草原植物叶片与根系氮利用效率空间格局及影响因素

氮利用效率是植物的关键功能性状, 同时紧密关联生态系统功能, 但是目前对氮利用效率的区域格局及影响因素仍然不清楚。该研究分析了内蒙古和青藏高原草原82个调查地点、139种植物叶片和根系的氮利用效率及其与环境因素、植物功能群之间的关系, 实验结果显示: 1)草甸草原植物叶片的氮利用效率为53 g·g ^-1, 显著大于高寒草甸(46 g·g ^-1)、荒漠草原(41 g·g ^-1)和典型草原(39 g·g ^-1)。高寒草甸根系氮利用效率为108 g·g ^-1, 显著高于其他生态系统。2)叶片氮利用效率比根系对温度更加敏感, 但随着干旱指数的增加, 两者均表现出显著的降低趋势。3)杂类草叶片和根系氮利用效率低于莎草科和禾本科植物, 豆科植物叶片和根系氮利用效率分别比非豆科植物低48%和60%。4)植物氮利用效率与土壤氮含量之间没有显著关系。总体上, 内蒙古和青藏高原草原植物叶片和根系氮利用效率的空间格局存在差异, 主要影响因素为植物功能群和干旱指数。本研究系统揭示内蒙古和青藏高原草原植物氮利用效率的空间格局及关键驱动因子, 有助于在全球变化背景下了解我国草地生产力维持机制, 同时为草原生态系统管理提供科学依据。