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克氏针茅草原退化过程中多根葱种群拓殖的生理生态机制
结题报告
批准号:
31470504
项目类别:
面上项目
资助金额:
88.0 万元
负责人:
乌云娜
依托单位:
学科分类:
C0306.生态系统生态学
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
张凤杰、王冰、霍光伟、张靖、林璐、李桥、周苗苗
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中文摘要
在气候变化影响下,以针茅属植物为优势种的典型草原群落中葱属植物优势度日益增加,这种种群拓殖行为已成为内蒙古草原普遍的生态现象。在呼伦贝尔克鲁伦河流域,克氏针茅(Stipa krylovii)和多根葱(Allium polyrhizum)种群存在明显的年际消长动态。本项研究针对这一现象,拟对两个物种在群落中的优势度及其与干旱、盐碱程度和土壤氮素水平的相关关系进行观测与分析,并在此基础上,在温室中开展以干旱、盐碱和氮素水平为因子,设计克氏针茅和多根葱地下繁殖体单种和混种的盆栽控制实验,对比分析克氏针茅和多根葱的生理耐受性表现(光合特性、水分利用效率、抗氧化能力等)、竞争反应与生态适应策略(克隆繁殖特征、繁殖体休眠、根系构型等),揭示克氏针茅种群维持与多根葱种群拓殖的生理生态机制,对于理解和认识群落组合规则、生理忍耐与竞争型生活史对策、物种共存与多样性维持以及典型草原退化机理具有重要意义。
英文摘要
Under the influence of climatic change, the dominance of Allium plants is increasing in the typical steppe communities dominated by Stipa plants, and such population expansion has become a common ecological phenomenon in inner-Mongolia steppe zone. This is well exemplified by the inter-annual fluctuation of the dominance by Stipa krylovii and Allium polyrhizum in Kherlen river basin in Hulunbeir. To explore this phenomenon, we attempt to investigate the interrelationships of relative dominance of Stipa and Allium with the extent of drought and saline-alkali and soil nitrogen availability. In order to elucidate the underlying mechanism, we will carry out a pot experiment in greenhouse, in which monoculture and mixture of the two species are created using the belowground propagules of them, with drought, saline-alkali and soil nitrogen availability as factors. With the pot experiment, we intend to compare the physiological tolerance (photosynthetic properties, water use efficiency, and antioxidant capacity, etc.), competitive response and ecological adaptation strategy (clonal propagation, dormancy of propagules, root architectural plasticity, etc.), thereby to declare the eco-physiological mechanisms of Stipa population maintenance and Allium population expansion. Undoubtedly, all these research activities will be of significance for understanding community assembly rules, life history strategies including stress tolerance and competition strategy, species coexistence, plant diversity maintenance and even the mechanisms of grassland degradation.
在呼伦贝尔克鲁伦河流域,克氏针茅(Stipakrylovii)和多根葱(Allium polyrhizum)种群存在明显年际消长动态。气候变化背景下,在以针茅属植物为优势种的典型草原群落中,葱属植物的优势度日益增加,这种种群拓殖行为已成为内蒙古草原普遍存在的生态现象。本项研究针对这一现象,对克氏针茅和多根葱两个物种在群落中的优势度及其对干旱、盐碱胁迫和土壤氮素水平的响应进行了观测与分析,并在野外调研的基础上,采用大型盆栽控制实验研究干旱、盐碱胁迫和氮素添加及不同的播种方式(单播和混播)对克氏针茅和多根葱生理生态指标及其竞争的影响。.野外调查结果表明:在群落中,克氏针茅和多根葱的重要值最大,且两者年际消长动态与降水量年际变化吻合:克氏针茅生产力与降水量年际动态呈负相关关系,多根葱生产力与降水量年际变化呈正相关关系,多根葱对单次降水的响应比克氏针茅敏感;放牧显著改变了克氏针茅和多根葱的养分利用效率和生长策略,尤其对磷素利用效率的影响更大;多根葱根冠比大于克氏针茅,且随着放牧强度的增加多根葱地下生物量分配比例增加;放牧强度对土壤中钠、钙、钾、硫酸根等离子有显著的影响,重度放牧盐离子含量显著高于轻度放牧。.盆栽控制实验表明:在单播条件下,氮添加可提高克氏针茅、多根葱的水分利用效率,促进克氏针茅和多根葱的生长,且多根葱的水分利用效率高于克氏针茅;盐胁迫降低了克氏针茅和多根葱的光合生理作用进而抑制其生长;多根葱对干旱的响应比克氏针茅敏感,且干旱处理与氮添加对克氏针茅和多根葱的生长具有交互作用。在混播条件下,氮添加降低了克氏针茅地上竞争力,干旱处理抑制了多根葱地下竞争力,加盐处理则改变了克氏针茅和多根葱的竞争关系。整体而言,在环境变化条件下,克氏针茅居优势地位,多根葱比克氏针茅更为敏感;克氏针茅趋向采用竞争对策(C-对策),积累物质用于生长,竞争光和养分资源,占据优势;多根葱倾向采用生理忍耐对策(S-对策),积累物质更多分配给地下,维持基本生长。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1371/journal.pone.0135077
发表时间:2015
期刊:PloS one
影响因子:3.7
作者:Kawada K;Borjigin W;Nakamura T
通讯作者:Nakamura T
DOI:10.16663/j.cnki.lskj.2017.14.064
发表时间:2017
期刊:绿色科技
影响因子:--
作者:程永睿;黄富权;刘璐;宋彦涛
通讯作者:宋彦涛
DOI:10.13744/j.cnki.cn21-1431/g4.2016.01.002
发表时间:2016
期刊:大连民族大学学报
影响因子:--
作者:宋彦涛;乌云娜;张凤杰;霍光伟;程永睿;巴德玛嘎日布
通讯作者:巴德玛嘎日布
DOI:10.16663/j.cnki.lskj.2017.22.002
发表时间:2017
期刊:绿色科技
影响因子:--
作者:李天良;吴赟;潘慧;霍光伟;乌云娜
通讯作者:乌云娜
DOI:--
发表时间:--
期刊:大连民族学院学报
影响因子:--
作者:乌云娜
通讯作者:乌云娜
刚割诱导草甸草原生态系统微量元素失衡:阈值和机理
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    乌云娜
  • 依托单位:
羊草和紫花苜蓿高产优质人工草地杂草生态防控机理研究
  • 批准号:
    31971750
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    乌云娜
  • 依托单位:
氮沉降对草甸草原优势植物和群落光合特性的影响:光限制和离子毒害作用的实验验证
  • 批准号:
    31670455
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    乌云娜
  • 依托单位:
草原群落斑块动态对资源格局的响应机制
  • 批准号:
    31170402
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    乌云娜
  • 依托单位:
草原退化过程中植被与土壤异质性的耦合机制研究
  • 批准号:
    30870423
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    33.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    乌云娜
  • 依托单位:
国内基金
海外基金