不同盐分对羊草种子萌发和根芽生长的影响

采用水培发芽方法研究了4种中性盐(NaCl、KCl、Na2SO4、K2SO4)和4种碱性盐(NaHCO3、KHCO3、Na2CO3、K2CO3)及其不同浓度培养对羊草种子萌发和根芽生长的影响。结果表明,钠盐对羊草种子萌发和根芽生长的抑制作用明显大于钾盐,碱性盐大于中性盐,二价盐大于一价盐。Na2CO3和NaHCO3浓度≥20mmol·L-1,Na2SO4、K2CO3和KHCO3浓度≥50mmol·L-1,NaCl、KCl和K2SO4浓度≥100mmol·L-1时对羊草种子萌发达到显著抑制水平。羊草根系对盐分的抑制作用具有敏感性,除5mmol·L-1的NaCl、KCl和NaHCO3外,各种盐分浓度对根长均达到显著抑制水平。相同摩尔浓度(以50mmol·L-1为例)下,羊草种子芽长在NaCl、KCl、Na2SO4、K2SO4、NaHCO3、KHCO3、Na2CO3和K2CO3胁迫下分别比对照下降了26%、5.5%、50.7%、11%、38.7%、37.1%、79%和83.9%。高Na+含量和高pH是抑制羊草种子萌发和根芽生长的主要原因。

羊草群落物种多样性与群落特征相关性分析

以呼伦贝尔草甸草原自然保护区作为研究样地,研究不同干扰下羊草(Leymus chinensis)群落物种多样性与群落特征的相关关系。结果表明,刈割和放牧两种干扰方式对羊草群落物种多样性和地上生物量的变化影响明显。刈割区的地上生物量明显高于放牧区;生物多样性的总体趋势是刈割﹥放牧。在两种干扰方式下,群落地上生物量均与Shannon-Wiener多样性指数和Simpson多样性指数呈负相关关系。在刈割干扰下,群落地上生物量与Pielou均匀度指数呈正相关关系,而在放牧干扰下则相反。

羊草功能性状对放牧强度的响应

[目的]探讨呼伦贝尔草原中优势植物功能性状对放牧强度的响应机制。[方法]以内蒙古呼伦贝尔典型草原为研究对象,采用方差分析方法比较不同放牧强度下羊草(Leymus chinensis)12个性状指标的变化。[结果]放牧强度对羊草叶片氮含量、叶片磷含量、叶面积、比叶面积、叶片含水量、叶片干物质含量、叶片厚度、归一化植被指数、叶绿素相对含量及单株重均有显著影响,对光化学反射指数和株高无显著影响。随着放牧强度的增加,叶片氮含量显著降低;轻度放牧的叶片磷含量显著高于中度放牧;轻度放牧的叶面积、比叶面积、叶片含水量、叶片干物质含量和归一化植被指数与中度放牧、重度放牧之间均呈显著差异;中度放牧的叶片厚度和叶绿素相对含量显著高于轻度放牧和重度放牧;轻度放牧和中度放牧的单株重显著高于重度放牧。植物通过对性状的权衡改变其资源利用策略,对不同的放牧强度作出响应。[结论]该研究可为草原生态系统的保护、恢复及重建提供科学依据。

降水量和短期极端干旱对典型草原植物群落及优势种羊草(Leymus chinensis)叶性状的影响

植物叶性状在植物响应环境变化中具有重要作用。在气候变化的背景下,典型草原植物叶性状如何响应降水格局与短期极端干旱还不十分清楚。利用野外控制试验,研究了降水量(323 mm和236 mm)和短期极端干旱(生长季减雨66%和生长季干旱60 d)对典型草原植物群落及优势植物羊草(Leymus chinensis)叶性状的影响。结果表明:降水格局显著影响着植物群落和羊草的叶性状(P<0.05),短期极端干旱对典型草原群落和羊草叶面积具有显著影响(P<0.05)。随着降水量的减少,群落和羊草的叶面积与叶干物质含量降低,而比叶面积与叶片氮含量增加。降水格局与短期极端干旱交互作用显著影响着群落的叶面积与叶片氮含量(P<0.05),323 mm降水量下短期极端干旱显著降低了叶面积,266 mm降水量下生长季干旱60 d增加了叶片氮含量。降水格局与短期极端干旱交互作用也显著影响着羊草叶面积与比叶面积(P<0.01),323 mm降水量下短期极端干旱降低了叶面积,266 mm降水量下生长季干旱60 d显著增加了比叶面积。回归分析表明,不同处理下羊草叶面积、叶干物质含量、叶片氮含量能较好地解释群落叶性状。典型草原植物群落通过优势植物的主要叶性状改变来适应降水格局变化,而通过叶面积改变来适应短期极端干旱。

植被盖度和配置方式对土壤风蚀影响的风洞试验

土壤风蚀是中国北方严重的环境问题,植被能够有效控制土壤风蚀。为给土壤风蚀防治方案设计提供依据,在毛乌素沙地南缘以中科1号羊草(Leymus chinensis)为对象,通过野外风洞试验,研究植被盖度(10%、20%、30%和40%)和配置方式(一行一带式、两行一带式、交叉分布式)对风沙流结构和输沙率的影响。结果表明:(1)各层输沙强度随风速增加而递增,随盖度增加而递减;输沙率与盖度符合指数函数关系。风沙流结构出现“象鼻效应”,风速和盖度的增加均使输沙强度峰值的高度层上移。(2)3种配置方式下输沙强度沿垂直高度的变化均呈指数函数分布,两行一带和交叉分布的阻沙效果大于一行一带。(3)从固沙效能最佳和经济效益角度考虑,中科1号羊草应种植盖度约为30%,风速较大的区域使用交叉分布的配置方式。

不同土壤氮水平下C_(3)和C_(4)植物之间的菌根网络及氮传递

丛枝菌根真菌(AMF)的菌丝在土壤中通常可以链接相同或不同物种的植物根系,所形成的菌根网络可以将养分从一种植物传递到另一种植物。然而,土壤中的氮(N)含量对不同植物物种之间通过菌根网络进行养分转移的影响尚未实验验证。为了定量研究不同土壤氮水平下羊草(LC)和糙隐子草(CS)之间通过菌根网络的养分转移,本研究建立了两个分室盆栽系统,即CS–LC系统(CS和LC分别为供体和受体)和LC–CS系统(LC和CS分别为供体和受体),设置了3种土壤氮添加水平,即不添加氮对照(N0)、添加7 mg/kg(N1)和添加14 mg/kg(N2)。通过在供体植物一侧土壤添加稳定同位素^(15)N,示踪并量化不同物种植物幼苗之间通过菌根网络传递的氮。在CS–LC系统中,AMF侵染率、菌丝密度和植物生物量在N1水平最高;而在LC–CS系统,AMF侵染率、菌丝密度和植物生物量在N2水平达到最大。此外,在CS–LC系统中,^(15)N转移率介于16%到61%之间,在N1水平最大。对于LC–CS系统,^(15)N传输速率相对较低,最大值出现在N0水平。这些发现表明,土壤中的氮含量能够调控供体植物和受体植物之间经由菌根网络传递的氮养分。