准噶尔盆地南缘不同坡向对短命植物生物量分配和化学计量特征的影响

短命植物是中国荒漠区系中重要的组成部分,坡向是准噶尔荒漠区最重要的地形因子之一,可能影响该地区短命植物的生物量和化学计量特征。该研究通过分析两种十字花科的短命植物涩荠(Malcolmia africana)和条叶庭荠(Alyssum linifolium)的不同器官(根、茎、叶和繁殖器官)在不同坡向(东坡、西坡和北坡)上的生物量分配和化学计量特征,来探究短命植物的适应策略。结果表明:(1)两种短命植物个体生物量在不同坡向上均差异显著,但涩荠在西坡的单株生物量最大(1.1±0.0134 g),而条叶庭荠在北坡的单株生物量最大(1.45±0.0113 g),东坡最小(0.5±0.0084 g)。(2)涩荠各器官的生物量分配均表现为叶>茎>繁殖器官>根,且在不同坡向上各器官分配比例相似;条叶庭荠各器官的生物量在不同坡向的分配均差异显著,且均表现为根部生物量显著低于其他器官(P<0.05),其中北坡繁殖器官的比例最大,东坡叶片的比例大,而西坡的根、茎、叶生物量所占比例差异不大。(3)两种短命植物在不同坡向的生物量与C、N、P化学计量呈极显著正相关关系。(4)两种短命植物在不同坡向的N/P均小于14,说明植物的生长受到N的限制;涩荠通过调整个体大小以适应不同环境,而条叶庭荠则是通过调整各器官的分配比例来适应变化的环境。研究认为,短命植物具有通过调整养分和生物量分配来适应荒漠环境的策略,在准噶尔荒漠区的低山丘陵地带,坡向是影响其生物量分配和化学计量特征的主要环境因子。

水分胁迫下荒漠地区2种草本植物生物量分配策略

水分胁迫是荒漠地区生态系统结构和功能变化的主要驱动力。分析水分胁迫下,不同生长阶段荒漠植物生物量在地上-地下的分配比例,对精确估算地下有机碳存储量有重要的理论意义。通过盆栽控制实验,设置对照、中度和重度胁迫的水分梯度,选取荒漠地区2种草本植物涩荠(Malcolmia africana)和角果藜(Ceratocarpus are-narius),分析其生物量在地上-地下的分配比例变化。结果表明:无论水分胁迫存在与否,总生物量累积均符合Sigmoidal生长模型;水分胁迫对植株早期发育阶段总生物量的累积无明显影响,但显著减少了发育后期总生物量的累积;植株每生长10 d,涩荠和角果藜叶片占总生物量的比例分别减少8.9%～10.6%和3.1%～3.4%。几乎等同于茎所增加的比例。水分胁迫使得地下生物量显著增加,但总生物量的累积仍以地上部分为主;根冠比在整个生长过程中呈4个渐变的阶段。