【摘要】：近年來,以降雨格局變化和氮沉降為主要因子的全球氣候變化已然對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了重大的影響,并日益改變著草地生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展方向。與此同時研究者發(fā)現(xiàn)密度制約效應(yīng)也同樣影響著植物的生長和繁殖。那么羊草(Leymus chinensis)作為我國東北地區(qū)松嫩平原一種典型的多年生克隆植物,必將會做出相應(yīng)的繁殖對策調(diào)整,以適應(yīng)環(huán)境的變化。因此,探究不同密度條件下,降雨量改變和氮沉降對羊草無性與有性繁殖資源分配的影響,對于進(jìn)一步理解全球氣候變化背景下克隆植物的生態(tài)適應(yīng)對策具有重要的科學(xué)意義。本研究以羊草為實驗對象,以大棚盆栽控制實驗的方式。設(shè)置以當(dāng)?shù)貙嶋H降雨量為對照,增減降雨量(±30%),不施氮(0)和施氮(10gm-2y-1),高密度(1500株m-2)和低密度(500株m-2)為處理,探究了在不同密度條件下,降雨量改變和氮沉降對羊草營養(yǎng)構(gòu)件間、無性構(gòu)件和營養(yǎng)構(gòu)件之間以及營養(yǎng)枝和生殖枝之間生物量、可溶性糖和淀粉含量分配關(guān)系的影響。主要結(jié)論如下:(1)增雨可以提高營養(yǎng)枝的生物量比例、可溶性糖和淀粉含量,降低生殖枝的生物量比例、可溶性糖和淀粉含量。并且各營養(yǎng)構(gòu)件對降雨量改變的響應(yīng)也是不同的。隨著降雨量的增加,莖和葉的生物量比例和可溶性糖含量逐漸增加,而淀粉含量降低。同時根的生物量比例和可溶性糖含量隨著降雨量的增加而降低,淀粉含量反而增加。說明在羊草生長環(huán)境中,當(dāng)水分不受限制的情況下,羊草更加偏重于無性繁殖,將大部分資源投入到無性繁殖的構(gòu)件當(dāng)中,從而降低了對有性繁殖的資源投入。(2)施氮處理對羊草無性和有性、營養(yǎng)構(gòu)件之間的生物量比例、可溶性糖和淀粉含量的影響均不顯著。而施氮處理與密度制約對其具有顯著地交互作用,只有在低密度處理條件下,施氮可以提高羊草營養(yǎng)枝的生物量比例、可溶性糖和淀粉含量,降低生殖枝的資源投入。同時施氮增加了莖和葉的生物量比例和可溶性糖含量、降低了淀粉的含量,而且降低根的生物量比例和可溶性糖含量,增加了淀粉含量。施氮顯著地提高了低密度羊草生長環(huán)境的營養(yǎng)資源,使其生長不再受氮素限制,從而羊草要迅速占領(lǐng)營養(yǎng)資源良好的生境,更有利于羊草種群的生長與繁殖。(3)密度制約對羊草生長和繁殖策略的影響主要體現(xiàn)于對環(huán)境資源的競爭關(guān)系。在環(huán)境資源一定的情況下,低密度處理使得羊草種間競爭減弱,從而對于羊草個體相比于高密度處理條件下,會獲得更多營養(yǎng)資源。所以,與高密度處理相比,低密度處理的羊草會將資源更多的投入到營養(yǎng)枝中,從而減少了對生殖枝的投入,使得營養(yǎng)枝生物量比例、可溶性糖和淀粉含量均高于生殖枝。而密度制約對莖、葉和根之間的影響同樣表現(xiàn)為低密度處理條件下的羊草莖和葉的生物量比例和可溶性糖含量較高密度處理高,而淀粉含量較低。綜上所述,在環(huán)境變化時,羊草會權(quán)衡無性和有性繁殖的資源投入,以達(dá)到最優(yōu)的生殖策略。在低密度條件下,降雨量增加和氮沉降會使得羊草更加趨向于無性繁殖,而降低有性繁殖的投入,以便更好地占據(jù)良好生境。在營養(yǎng)構(gòu)件間則更加偏重莖和葉的生長,降低根的投入比例,有利于更好地通過光合作用獲得更多的營養(yǎng)資源。本研究從羊草無性和有性繁殖的資源分配關(guān)系入手,闡述了全球氣候變化背景下羊草的繁殖對策,同時為克隆植物的生態(tài)適應(yīng)對策提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。
【圖文】：

含水量會降低，從而干旱將會成為這些地方的主要問題[1](圖1-1) ，全球氮沉降總量也會從目前的103Tga-1增加到195Tga-1[2](圖1-2)。在干旱半干旱地區(qū)，由于年均降水量和土壤氮濃度較低，所以該地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)受水分和氮素雙重限制和驅(qū)動，水分和養(yǎng)分是制約其生態(tài)系統(tǒng)植被生產(chǎn)力和受損生態(tài)系統(tǒng)植被恢復(fù)的關(guān)鍵因子[2]，這顯然不同于其他的生態(tài)系統(tǒng)。另外，在干旱半干旱地區(qū)，，降水和氮沉降通常是以脈沖的形勢發(fā)生，這種形式的特點就是氮沉降總是伴隨著降雨輸入的[3,4]。因此，要揭示干旱半干旱地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的植被變化規(guī)律，必須要從水分和氮素兩個方面去考慮

增加到195Tga-1[2](圖1-2)。在干旱半干旱地區(qū)，由于年均降水量和土壤氮濃度較低，所以該地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)受水分和氮素雙重限制和驅(qū)動，水分和養(yǎng)分是制約其生態(tài)系統(tǒng)植被生產(chǎn)力和受損生態(tài)系統(tǒng)植被恢復(fù)的關(guān)鍵因子[2]，這顯然不同于其他的生態(tài)系統(tǒng)。另外，在干旱半干旱地區(qū)，降水和氮沉降通常是以脈沖的形勢發(fā)生，這種形式的特點就是氮沉降總是伴隨著降雨輸入的[3,4]。因此，要揭示干旱半干旱地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的植被變化規(guī)律，必須要從水分和氮素兩個方面去考慮，這也是為什么目前國際上將土壤養(yǎng)分脈動與水分脈動的耦合
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S543.9

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2691200