增加温度和降水对荒漠草原植物水分利用效率的影响

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lieren001
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在全球气候变化下,草地干旱、极端干旱或降水事件的发生,时刻影响着草地生态系统的发展,水分是荒漠草原生态系统生产力的重要因素。深入揭示增加温度和降水对荒漠草原植物水分利用率(WUE)的影响,有助于从植物个体与群落水平水分代谢角度认识草原生态系统荒漠化机制。本文以内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原中的5种不同光合类型植物为研究对象,采用模拟增温(OTC)的方法,自制的截雨装置进行实验,通过测定分析植物的群落特征、光合特征、水分利用效率以及植物叶片稳定碳同位素特征,研究不同处理下植物的生长及水分生理对气温升高和降水量增加的响应,以期为未来气候变化下的植物的种类组成、分布及适应性的深入研究提供基础。主要结论如下:(1)增加温度和降水及其交互作用下,随着生长期的变化显著影响了C3和C4植物的高度、盖度、密度及相对生物量,在增温2℃和增加降水50%处理下达到最大,植物在生长前期和后期,植物通过生长高度来适应增加温度和降水的环境。(2)增加温度的条件下,植物的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)显著增大,且净光合速率(Pn)增加的幅度大于蒸腾速率(Tr),但胞间二氧化碳(Ci)变化不明显;增加降水50%时,植物的Pn、Gs、Ci和Tr都有所增加,但水分利用效率却有所下降,且C4的水分利用效率大于C3的水分利用效率。(3)短花针茅的瞬时水分利用效率在8月时最大,冷蒿和碱韭的瞬时水分利用效率在7月时最大,无芒隐子草和木地肤的瞬时水分利用效率在9月时最大,说明不同光合型植物在不同时期的瞬时水分利用效率不同。(4)3种荒漠草原的C3优势植物δ13C值由低至高显示,短花针茅的δ13C值最高,即长期的水分利用效率最高,2种荒漠草原的C4优势植物δ13C值为:无芒隐子草>木地肤,即无芒隐子草的长期水分利用效率最高,且T、W和T*W的处理对植物的δ13C值影响显著(p<0.05)。
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