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克氏针茅和大针茅是内蒙古中东部草原重要的建群种,对于畜牧业发展及我国北方生态环境保护发挥着重要的作用;然而由于过度放牧使得草原退化日趋严重。认识建群种克氏针茅和大针茅的适应特性及适应范围,为草原恢复策略的制定提供实验及理论依据是非常必要的。
本文以内蒙古中东部典型草原分布的克氏针茅和大针茅为研究对象,沿水分梯度在内蒙古中东部草原设置样地,对典型草原西部、中部和东部4个克氏针茅种群和3个大针茅种群的形态特征、生殖投入、叶性和光合特性四方面的适应特征进行研究,所得主要研究结果如下:
1从典型草原西部到东部的4个克氏针茅种群和3个大针茅种群,种群内不同的形态性状存在不同程度的差异。大针茅和克氏针茅种群间生殖枝中的一部分形态性状以及营养枝高度和营养枝干重均存在较大差异。克氏针茅和大针茅从东部到西部营养枝高度逐渐降低,营养枝干重升高;生殖枝高度和干重从东部到西部有升高的趋势。不同地理种群的两个种中外稃长、内稃长、外颖长、内颖长及种子长变异较小。
2克氏针茅每穗小花数、每穗籽粒数、每穗小穗数、生殖枝高、穗干重、生殖枝干重、每穗种子重、种子重/生殖枝重比等性状的变化趋势相同,均表现为随生境条件变差而增加,即在生殖上投入增加;大针茅每穗小花数和每穗籽粒数从东部西部呈显著升高的趋势,种子重/生殖枝重比、结实率的变化趋势虽不明显,但是在生境条件较差的锡林浩特西种群中最高。这体现了随着生境条件的变差大针茅和克氏针茅增加生殖投入以增大适合度的生存适应策略。
3干旱、贫瘠生境中克氏针茅和大针茅采取单位面积高氮含量、较低比叶面积的生存适应策略;相对湿润、肥沃生境中的克氏针茅和大针茅则采取单位面积低氮含量、较高比叶面积的生存适应策略。通过7-8月份相对生长速率的计算初步认为大针茅属于快速生长的物种,而克氏针茅属于相对慢速生长的物种。本文给出大针茅和克氏针茅叶面积的计算公式,克氏针茅的叶面积公式为y=0.786x+0.4048,大针茅的叶面积y=0.951x+0.4047,x代表测量叶长和叶宽并将叶片视为长方形计算而得的叶面积。
4生境条件较差的克氏针茅种群采取低光合、低蒸腾、高水分利用效率的生存策略,其它生境条件较好的克氏针茅种群则采取高光合、高蒸腾、低水分利用效率的生存策略。