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内蒙古高原有强烈的气候梯度,自东北向西南,光辐射和气温逐渐增加,降水逐渐减少。内蒙古高原分布了锦鸡儿属植物16种,它们的分布表现出明显地带性,形成地理替代系列。为了揭示锦鸡儿属植物分布格局形成的机制,我们在内蒙古高原选择了12个表现显著湿度地带性分布的锦鸡儿种,考查这些种叶生态和生理特性与分布区干旱度指数和光辐射的关系。研究结果如下:从东北至西南沿着气候干旱梯度和光辐射的增强,叶生态学特性发生巨大变化,扁平叶变成瓦状或卷筒状,叶毛变密、变长,叶颜色变淡,叶面积、叶生物量和比叶面积减小,叶厚度和厚度面积比增加,叶绿素含量降低。随着气候干旱的加剧,渗透调节物质和细胞质离子浓度增加,细胞渗透势增加;叶总水分含量,自由水含量和水势降低,束缚水和自由水比值增加;气孔导度和蒸腾速率降低,水分利用效率增加。除此之外,随着气候干旱胁迫的增加,POD和SOD活性增加,其结果是虽然MDA增加,但自由基含量没有增加,反而降低。相关性结果表明,内蒙古高原上12种锦鸡儿属植物的大多数叶生态和生理特性的变化与分布区气候干旱程度显著相关,这说明锦鸡儿属植物与分布区环境水分状况相适应。东北部的锦鸡儿种拥有更高的代谢活性和更快速的生长特性,赋予它们很强的竞争优势;相反,西南部的锦鸡儿种具有强的抗逆性,特别是抗旱性,使它们能够在苛刻的环境下存活。我们的结论是:逐渐形成的气候干旱梯度驱动了锦鸡儿属植物对环境的进化适应,从而决定了内蒙古高原锦鸡儿属植物分布格局的形成。 我们研究了内蒙古高原锦鸡儿属代表种—狭叶锦鸡儿种群空间分布格局沿着气候梯度的变化及其原因。我们沿着气候干旱梯度从半干旱区-干旱区-强干旱区,考查了狭叶锦鸡儿的种群空间分布格局、聚集度、种子库密度、灌丛对幼苗的护理效应、灌丛沙堆尺度、蒸腾速率和水分利用效率。结果显示,随着气候干旱的加剧,狭叶锦鸡儿种群空间分布格局从随机型向聚集型过渡。从半干旱区到强干旱区,狭叶锦鸡儿种子库密度和幼苗存活率降低。在所有三个地带,灌丛内部的种子密度和幼苗存活率都高于灌丛外部开阔地;在强干旱地区,灌丛外部开阔地几乎没有种子,也没有幼苗存活。从半干旱地区到强干旱地区狭叶锦鸡儿灌丛沙堆直径和高度逐渐增大。从半干旱区到强干旱区,狭叶锦鸡儿灌丛外部叶片的蒸腾速率和所有叶片的水分利用效率逐渐增加;强干旱地区的狭叶锦鸡儿灌丛内部叶片的蒸腾速率低于灌丛外部,水分利用效率高于灌丛外部。我们的结论是内蒙古高原狭叶锦鸡儿种群空间格局随气候干旱的加剧从随机型向聚集型的转变。随着气候干旱的加剧,种子密度减少,灌丛内种子比例增加,灌丛对新生苗的护理效应变得越来越重要,沙埋和风蚀增加,这些因素以及由聚集型空间格局带来的节水特性共同驱动了狭叶锦鸡儿种群空间格局的转变。