摘要:叶片和根系是植物获取资源的最重要的器官,其性状随环境梯度的变化反映了植物光合碳获取和水分与养分的吸收能力及其对环境变化适应的生态对策。羌塘高原降水梯度带高寒草地群落叶片和根系成对性状关系研究不仅能揭示环境梯度对植物性状的塑造作用,也可为理解寒、旱和贫瘠等极端环境下植物的适应策略提供依据。为此,选择3组具有代表性的叶片和根系成对性状:比叶面积(SLA)和比根长(SRL);单位质量叶氮含量(LNmass)和单位质量根氮含量(RNmass);单位面积叶氮含量(LNarea)和单位长度根氮含量(RNlength),分析不同优势植物地上、地下成对性状变异特征及其与环境因子的关系,探讨植物性状对高寒生态系统水分和养分限制因素的适应策略。研究表明,区域气候和土壤环境导致的叶片性状变异大于根系性状的变异,干旱端的植物既具有高的SRL,又具有高的叶片和根系的养分含量(LNmass,LNarea和RNmass)。SLA-SRL、LNmass-RNmass、LNarea-RNlength均表现为权衡关系,在干旱端(年降雨量MAP < 400 mm)的高寒草原、荒漠草原和极湿润端(MAP > 600 mm)的高寒草甸这种权衡关系更为明显,而中间区域(400 < MAP < 600 mm)的高寒草甸养分和水分限制不是很强烈,叶片和根系性状更多地表现出协同关系。从植物功能类群来看,苔草和禾草类植物叶片和根系成对性状之间具有更强烈的权衡关系。干旱端植物通过增加SRL和叶片、根系养分含量来提高水分和养分的吸收能力,同时通过叶片高的氮含量提高光合碳获取能力,保障了根系生长的物质来源,表现出地上和地下同时投入的策略。干旱端植物保持较高的养分含量是抵御和适应严酷的寒、旱和贫瘠的环境胁迫的重要策略。而在湿润端植物则采取增加SLA,维持地上光合生产力的生态策略。
Abstract:Leaves and roots are the most important organs for plants to acquire resources. Trait variations across environmental gradients reflect photosynthetic carbon acquisition, the water and nutrient absorption capacity of plants, and their ecological strategies for adapting to environmental changes. Studying leaf and root pairwise traits of alpine grassland communities along a precipitation gradient on Changtang Plateau can not only reveal the shaping effect of environmental gradients on plant traits but also provide a basis for understanding the adaptation strategies of plants in extreme environments such as cold, drought, and barren land. Therefore, we selected three representative pairwise leaf and root traits:specific leaf area (SLA) and specific root length (SRL), unit mass leaf nitrogen content (LNmass) and unit mass root nitrogen content (RNmass), leaf nitrogen content per unit leaf area (LNarea) and root nitrogen content per unit root length (RNlength), to analyse the variation in characteristics of above-ground and below-ground pairwise traits of different dominant plants and their relationship with environmental factors. We also explored the adaptation strategies of plant traits to water and nutrient limitations in alpine ecosystems. The results showed that variations in leaf traits caused by regional climate and soil environments were greater than those in root traits. The plants at the dry end had both high SRL and high nutrient contents in the leaves and roots (LNmass, LNarea, and RNmass). The SLA-SRL, LNmass-RNmass, and LNarea-RNlength all showed a trade-off relationship, especially in the alpine steppe and desert steppe at the dry end (annual rainfall MAP < 400 mm), and alpine meadow under extremely humid conditions (MAP > 600 mm). However, in the middle region (400 < MAP < 600 mm), nutrient and water limitations in the alpine meadow were not very strong, and the leaf and root traits showed a more coordinated relationship. From the perspective of plant functional groups, there was a stronger trade-off between the pairwise traits of the leaves and roots of sedges and grasses. The drought-end plants increase the absorption capacity of water and nutrients by increasing the SRL and leaf and root nutrient contents, meanwhile increasing the photosynthetic carbon acquisition capacity through the high nitrogen content of the leaves. This ensures the source of root growth, showing strategies for simultaneous investment in both above-ground and below-ground. It is an important strategy for drought-end plants to maintain high nutrient content to resist and adapt to severe cold, drought, and barren environmental stress, while for plants at the humid end, the ecological strategy is to increase SLA and maintain above-ground photosynthetic productivity.
PDF全文下载地址:
https://www.ecologica.cn/stxb/article/pdf/stxb201811262562
删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
羌塘高原降水梯度植物叶片、根系性状变异和生态适应对策
本站小编 Free考研考试/2021-12-31
相关话题/植物 环境 质量 生态 土壤
气候变化下西南地区植物功能型地理分布响应
摘要:以中国西南地区(云南、贵州、四川和重庆)为研究区,基于中国植被图划分植物功能型,筛选影响各植物功能型分布的主导环境因子,进而通过最大熵模型结合未来气候情景(2050年)预测西南地区植物功能型地理分布。结果表明:(1)根据植物冠层特征(针叶/阔叶、常绿/落叶)及对水分和温度的需求,结合研究区实际 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31黑龙江不同玉米秸秆还田方式下土壤动物群落结构及其对秸秆降解的影响
摘要:以黑龙江省海伦市典型黑土耕地为试验样区,研究黑土区不同秸秆还田方式下土壤动物群落结构特征及其在秸秆降解中的作用。实验选取6目、30目、260目降解袋,设置5个处理:17kg玉米秸秆+2kg水还田+含微生物100%浓度催腐剂(样方A)、8.5kg玉米秸秆+1kg水还田+含微生物50%浓度催腐剂( ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31黄土高原半干旱区典型草地生态系统CO2交换对刈割的响应
摘要:草地生态系统碳循环在全球气候变化中扮演着重要的角色。刈割是实现草地资源合理利用的主要管理措施,但其对草地生态系统碳通量的影响过程和机理尚不清楚。以黄土高原半干旱区典型草地为研究对象,设计刈割和对照两种处理,于2013-2015年对生态系统碳通量各组分,土壤温度和水分进行了测定。结果表明:生态系 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31生态脆弱区生态工程效益评价的比较研究
摘要:改革开放40年以来,我国经济快速发展,人民生活水平不断提高,但生态环境持续遭到破坏,已成为阻碍经济社会可持续发展的主要瓶颈。为了解决出现的生态环境问题,我国实施了一系列生态工程。国内外****关注中国生态工程实施的效果,对工程效益进行了各自的评价研究。通过文献整理法和比较研究法,从评价指标、评 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31青藏高原东北部二裂委陵菜叶片生态化学计量随海拔变化的特征
摘要:海拔对陆地生物地球化学循环过程具有重要影响。研究植物叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量沿海拔的变化特征,有助于深入了解植物对环境的适应策略。通过对青藏高原东北缘不同海拔(2980-3280,3281-3580,4180-4480,4481-4780m)二裂委陵菜(Potentilla ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31宁夏陆地生态系统水分利用效率特征及其影响因子
摘要:生态系统水分利用效率(WaterUseEfficiency,WUE)是表征生态系统碳水耦合程度的重要指标,能反映生态系统碳水循环规律及其相互作用关系。基于MODIS数据以及宁夏生态系统类型数据,分析2000-2017年宁夏不同生态系统WUE的变化特征,探讨了NPP和ET两种因子对WUE年际与年 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31基于无人机影像的草方格生态恢复区植被空间格局演化研究
摘要:理解植物群落组成结构的演化对于阐明荒漠化的过程与驱动机制、制定有效的干旱区生态系统恢复措施具有重要价值。研究干旱区植物群落的空间格局的演化过程有助于深入理解荒漠化和生态恢复的过程与机理。目前大量研究关注于植被退化过程中的群落组成结构变化,而对于生态恢复过程中的植物群落空间格局演化的研究尚不多见 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31长三角平原区县域土壤磷素流失风险及其空间不确定性的快速评估
摘要:磷素是水体富营养化的关键限制因子,其中从农田土壤中流失的磷往往是水体磷素的主要来源。然而,土壤磷素的流失风险不仅与土壤磷素水平直接相关,其他环境因子,如距受纳水体距离、磷肥施用量、地表径流潜力等也强烈影响其流失风险。同时,基于有限样本预测得到的流失风险必然具有一定的空间不确定性。以长三角典型县 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31滇南喀斯特地区灌木群落和人工林土壤元素化学计量特征
摘要:在云南喀斯特地区,为提升退化灌木群落的生态系统服务功能,营造了不同树种的人工林分。这些人工林分如何影响土壤化学性质还未得到充分认识。以云南泸西县灌木群落及三种常见人工林(云南松(Pinusyunnanensis)、赤杨(Alnusjaponica)和侧柏(Platycladusoriental ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31天山林区不同群落土壤水分入渗特性的对比分析与模拟
摘要:土壤入渗特性是影响森林生态水文过程的一个重要环节。为了比较不同群落类型土壤水分入渗特性的差异,在天山中段北坡林区利用环刀法测定天然林、人工林、林窗草地、草地、林缘灌木林、山前灌木林六种群落类型的森林土壤入渗过程,对比分析有机质含量、毛管孔隙度、容重、含水率等土壤理化性质对入渗过程的影响,用三种 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31