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      新疆生地所在積雪變化對荒漠草本植物根系生長影響研究中獲進展
      日期:2020-12-16 發布人: 】【打印 關閉

       

       水分是荒漠生態系統維持其結構和功能的重要限制因子,溫帶荒漠的積雪融水是生態系統重要的水分來源之一,爲該區域荒漠植物個體早期生長和群落發育提供保障。已有研究表明,我國幹旱和半幹旱地區冬季降雪呈現上升趨勢,這種變化會對荒漠生態系統産生重要影響,尤其是淺根系的荒漠草本植物類群。根系的性狀特征決定植物對地下資源的獲取能力,從而影響植物的生長與分布,對維持生態系統的結構與功能具有至關重要的作用。在此背景下,解析不同生活型荒漠草本植物根系性狀對積雪覆蓋變化的響應特征,可爲深入理解積雪改變如何影響整個荒漠生態系統提供重要參考。

        
        中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室张元明研究员团队,以新疆古尔班通古特沙漠广泛分布的两种不同生活型草本植物为研究对象,包括一年生短营养期植物尖喙牻牛儿苗(Erodium oxyrhinchum)和一年生长营养期植物角果藜(Ceratocarpus arenarius),通过野外原位模拟不同积雪覆盖处理,探究其对不同生活型荒漠草本植物根系生长的影响。

        
        研究发现,积雪效应主要通过改变土壤温度、土壤水分和养分等,影响草本植物根系生长和构型。草本植物能够调节自身生长以适应冬季积雪覆盖的变化,积雪厚度的增加能够显著提高草本植物根系生物量,且根系生物量的分布与土壤水分的动态分布存在显著的同步性。

        
        研究表明,两种不同生活型草本植物对积雪覆盖变化的响应特征不同:一年生短营养期草本植物比根长、根比表面积、地下地上生物量均与积雪厚度呈显著正相关,而一年生长营养期草本植物则呈显著负相关或无显著相关性。除生长外,两种生活型草本植物根系形态在不同积雪厚度影响下也呈不同的响应特征。如干旱环境下,一年生短营养期草本植物通过伸长主根来获取环境中有限的资源,而一年生长营养期草本植物则通过分化出更多的侧根来获得水分和养分。由此可见,不同生活型的荒漠草本植物对积雪变化的适应策略是不同的,表现出明显的类型差异。研究结果不仅为阐明荒漠草本植物对积雪覆盖变化的响应机制提供重要的实验证据,同时也对深入理解全球气候变化背景下荒漠草本植物的适应策略以及荒漠生态系统的稳定性具有重要参考价值。

        
        相关成果以"Species-dependent responses of root growth of herbaceous plants to snow cover changes in a temperate desert, Northwest China"为题,发表在国际相关领域TOP期刊Plant and Soil。研究工作得到国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项(A类)的资助。

        
        文章链接:https://link.springer.com/article/10.1007/s11104-020-04756-1

       

      图 不同积雪覆盖处理对荒漠草本植物根系生物量的影响

      (A) 一年生短营养期植物尖喙牻牛儿苗和一年生长营养期植物角果藜个体根系生物量, (B) 1m × 1m样方内荒漠草本植物总的根系生物量

       

       

       

      文章來源:中國科學院新疆生態與地理研究所 

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