高寒退化草地西北針茅生物量分配和根系功能性狀的環(huán)境適應性.pdf

1、植物生物量配置格局的改變和反饋對植物的生態(tài)適應策略、群落功能特征和繁殖更新模式有很大作用，有重要的生態(tài)學和進化意義。根系是植物吸收土壤資源的重要器官，具有吸收、傳輸和儲存水分和養(yǎng)分等功能和作用，根系生物量分配比例的變化會影響根系功能性狀的生長，植物對土壤資源的吸收利用效率直接受根系分布格局的影響，因此根系功能性狀影響植物功能和基本行為。根系構型體現(xiàn)了植物根系在生存空間中的空間排列形式，影響根系的資源吸收利用效率和維持代價，根系分叉數和連

2、接長度間的生長關系能形象的反映根系分布空間和分布密度狀況，體現(xiàn)了植物在生境脅迫下形成的環(huán)境適應機制，是理解植物種群更新策略重要途徑。鑒于此，在祁連山北坡高寒退化草地，選取西北針茅(Stipa krylovii)為研究對象，采用標準化主軸估計方法(SMA)，分析西北針茅地上和地下生物量配置模式、比根長分布格局、根系分叉數和連接長度間的關系，以系統(tǒng)探討根系通過調整根系功能性狀碳分配來調控根系擴展空間和分布密度構建模式，進而增強植物的資源吸收

3、效率和吸收范圍的適應機制，結果表明：
　?。?）從未退化草地經輕度、中度退化草地到重度退化草地的過程中，草地群落的蓋度、高度、地上生物量呈降低趨勢，土壤水分也明顯減小，群落優(yōu)勢種由西北針茅演替為星毛委陵菜。
　?。?）西北針茅種群在不同退化梯度，地上和地下生物量配置模式呈現(xiàn)一定的差異性：隨著退化程度的加劇，西北針茅地上和地下生物量均呈明顯降低的趨勢，且地上生物量的降低速度大于地下生物量的降低速度，也就是說，西北針茅地下生物量

4、和地上生物量之比減小。
　?。?）隨著草地退化的延續(xù)，西北針茅種群地下根系和根蘗生物量分配比例發(fā)生變化：西北針茅根蘗所占的地下生物量比例逐漸增大，根系所占的地下生物量比例呈減小趨勢。
　?。?）在每一個退化梯度內，西北針茅根系長度和根系生物量均呈異速生長關系，并且隨著退化程度的加劇，西北針茅根系長度和根系生物量的斜率逐漸增大，因而西北針茅根系比根長（根系的長度和重量比）隨著草地退化的延續(xù)逐漸增大。
　　（5）隨著退化程

5、度的加劇，西北針茅種群斑塊逐漸破碎、種群穩(wěn)定性降低，西北針茅根系分叉數逐漸增加而根系連接長度逐漸降低；在每一個退化梯度內，西北針茅根系分叉數和連接長度均呈權衡生長的關系。
　　根系功能性狀的生長受根系生物量分配比例的制約，當鄰體間對資源的競爭加劇時，群落環(huán)境是改變根系功能性狀生長速率的關鍵因素。作為草地群落的優(yōu)勢物種，西北針茅地上生物量、地下生物量、根系生物量、根系長度、根系分叉數、根系連接長度等功能性狀相互協(xié)調生長，以優(yōu)化資源收