准噶尔荒漠６种类短命植物生物量分配与异速生

分类：论文范文 发表时间：2021-04-20 09:21

　　摘要：类短命植物是我国荒漠植物区系中重要而独特的组成部分。准噶尔荒漠是类短命植物在中亚干旱区分布的最东端。目前关于类短命植物生物量分配及异速生长关系的研究较少。选择了百合科的小山蒜、棱叶韭、粗柄独尾草、黑鳞顶冰花、伊犁郁金香以及菊科的细叶鸦葱共６种植物作为研究对象，对比研究了其生物量分配及异速生长关系的异同。结果表明，６种类短命植物单株总生物量在０．６２８～２１．１４４ｇ之间，根冠比在０．３５５～３．０６６之间，叶片生物量比例在０．０９２～０．２８９之间，繁殖分配比例在０．１１１～０．６４９之间。６种植物用于繁殖器官和光合器官的生物量分配各不相同，表明不同科、不同属及同属不同种之间的生物量大小及器官分配比例无一致规律。大部分物种根冠比随个体增大而显著下降，而繁殖分配则呈显著的异速增加的趋势。６种植物器官生物量间（共４５对）大部分（４０对）表现为等速生长关系（即异速生长指数为１），而且地上与地下生物量间及叶片与地下生物量间还各自具有共同的异速生长指数（分别为０．８７６４和０．８５８５），表现出强烈的功能趋同性。但６个物种间没有出现完全一致的相关生长关系，这可能归因于由系统分类地位决定的遗传特性的差异。

　　关键词：生活型；类短命植物；生物量；异速生长指数；繁殖分配；准噶尔荒漠

　　类短命植物（ｅｐｈｅｍｅｒｏｉｄｐｌａｎｔ）是指利用早春季或夏初相对充足的水分在短时间里迅速完成生活史，地上部分当年死亡、而地下部分为多年生的一类特殊植物类型［１－２］。类短命植物与短命植物（ｅｐｈｅｍｅｒａｌｐｌａｎｔ）一道成为准噶尔荒漠春季与初夏维持地表稳定、物种多样性及生态系统稳定性的重要贡献者［１，３］。准噶尔荒漠是短命和类短命植物在中亚干旱区分布的最东端，因此，这类植物也是我国荒漠植物区系中重要而独特的组成部分［１－２］。

　　１材料与方法

　　１．１研究区概况

　　准噶尔荒漠位于新疆北部，其中心为我国最大的固定和半固定沙漠———古尔班通古特沙漠（４４°１１′～４６°５０′Ｎ，８４°３１′～９１°２０′Ｅ，４．８８×１０４ｋｍ２）。该沙漠年均蒸发量＞２０００ｍｍ，而年均降水量普遍不超过１５０ｍｍ，沙漠腹地仅有７０～１００ｍｍ，且主要集中于冬春季；年均温６～１０°C，极端高温为４０°C以上，≥１０°C的年积温可达３０００～３５００°C，空气相对湿度平均５０％～６０％，５－８月通常＜４５％［１９－２０］。准噶尔荒漠是我国唯一一个受北冰洋气流影响的荒漠区，其物种组成和丰富度与我国其他荒漠地区差异明显［１］。梭梭（Ｈａｌｏｘｙｌｏｎａｍｍｏｄｅｎｄｒｏｎ）、白梭梭（Ｈａｌｏｘｙｌｏｎｐｅｒｓｉｃｕｍ）、心叶驼绒藜（Ｃｅｒａｔｏｃａｒｐｕｓｅｗｅｒｓｍａｎｎｉａｎａ）、假木贼（Ａｎａｂａｓｉｓ）等灌木是准噶尔荒漠植物群落的主要建群种。该地区具有丰富的短命和类短命植物，是早春荒漠生态系统的重要组成部分；同时，准噶尔荒漠也是该类群植物在中亚干旱区分布的最东端［２］。

　　１．２植物样品采集与处理

　　所有植物样品均于２０１０年５月底类短命植物开花末期采集，６种植物均处于相同物候期。粗柄独尾草、黑鳞顶冰花、细叶鸦葱和小山蒜均采自古尔班通古特沙漠南部地区，伊犁郁金香采自乌鲁木齐雅玛里克山（海拔９６０ｍ），棱叶韭采自石河子将军山（海拔５８０ｍ）。３个采集地点均属于准噶尔荒漠，其中古尔班通古特沙漠位于准噶尔盆地中央，土壤类型为风沙土；乌鲁木齐雅玛里克山和石河子将军山均属于准噶尔盆地南缘低山丘陵荒漠地貌，土壤类型为棕钙土。

　　２结果与分析

　　２．１生物量及其分配特点

　　准噶尔荒漠６种类短命植物单株生物量差异明显（表１）。ＡＧＢ、ＢＧＢ、ＬＢ、ＲＢ和ＴＢ均以粗柄独尾草为最大，黑鳞顶冰花最小。以ＴＢ为例，粗柄独尾草（２１．１４４ｇ／株）是黑鳞顶冰花（０．０９４ｇ／株）的近２２５倍。ＴＢ大于１ｇ／株的有３种（分别是粗柄独尾草、细叶鸦葱和棱叶韭），另外３种在０．０９４～０．７０２ｇ／株之间。小山蒜和伊犁郁金香的ＴＢ最为接近（分别为０．６２８和０．７０２ｇ／株），细叶鸦葱和棱叶韭之间也无显著差异（分别为１．２９０和１．８５５ｇ／株），四者的生物量均介于粗柄独尾草和黑鳞顶冰花之间。

　　２．２生物量分配与个体大小的关系

　　随着植株个体大小的增加，６个物种Ｒ／Ｓ均呈现下降趋势（图３），除伊犁郁金香外，其他５个物种的Ｒ／Ｓ下降趋势均达到了显著（Ｐ＜０．０５）或极显著水平（Ｐ＜０．０１），其中以细叶鸦葱最为明显（幂指数为－０．４９６，Ｒ２＝０．６４９８）。这种下降趋势在个体较小时最为强烈，当个体较大时，Ｒ／Ｓ的下降速度趋缓。因此，即使是同一种植物，由于个体大小的不同，同化产物分配到地上和地下的绝对量也是不同的；但同一种内，体型较大的植物具有相对稳定的地上和地下生物量分配比例。

　　３讨论

　　３．１不同生活型植物生物量分配特征

　　长期生活在相同环境下的不同物种，往往会形成相似的生物学特征，这就是趋同适应［２７］。类短命植物便是由不同物种组成的具有相似生物学特性的一类功能群（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｇｒｏｕｐ），它表现为地上短生、地下多年生的特点，是草本植物对干旱荒漠气候和不均匀的季节性降水的适应。植物生物量分配是指植物将有限资源分配到不同器官及结构功能上，从而实现对外界环境的更好适应［２８］。对干旱区的草本植物而言，高的根生物量分配比例也不是荒漠化演替中植被的普遍特征，其比值的高低变化和生活型或温度的关系也许更强于和干旱程度的关系［２９］。

　　参考文献：

　　［１］张立运，陈昌笃．论古尔班通古特沙漠植物多样性的一般特点［Ｊ］．生态学报，２００２，２２（１１）：１９２３－１９３２．６４ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１４）Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．２

　　［２］毛祖美，张佃民．新疆北部早春短命植物区系纲要［Ｊ］．干旱区研究，１９９４，１１（３）：１－２６．

　　［３］陶冶，张元明．３种荒漠植物群落物种组成与丰富度的季节变化及地上生物量特征［Ｊ］．草业学报，２０１１，２０（６）：１－１１

　　陶冶１，２，张元明１＊

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