优势种功能性状在干旱导致的高寒草原植物群落构建中的作用机制研究
批准号:
32060286
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
35.0 万元
负责人:
郑智
依托单位:
学科分类:
全球变化生态学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
郑智
中文摘要
草地植物群落组成对极端干旱事件的响应是全球变化生物学研究的热点话题。干旱导致草地植物群落组成变化主要体现在优势种的更替上,对其生物学机制目前还不清楚。植物功能性状及其根际过程在植物群落构建中起着极其重要作用,但由于原位监测草地植物群落根系、根际存在诸多困难,以往的研究主要集中叶片功能性状,对地下部分,尤其是发生相互更替的优势种根系性状及其根际过程如何响应干旱的生理生态过程还不清楚。本项目在青藏高原高寒草原控雨试验长期观测结果的基础上,以长期干旱导致常见种赖草取代优势种紫花针茅为切入点,通过针对性的设计紫花针茅和赖草的同质园试验,并结合两个试验平台,比较紫花针茅和赖草叶片性状、根系性状、根际过程响应干旱胁迫的差异,从根系吸收水分策略、叶片控制水分散失的策略、根际活化矿质养分策略等方面揭示赖草取代紫花针茅的生物学机制,为高寒草原植被群落适应未来环境变化的演替提供理论依据。
英文摘要
The responses of grassland community composition to drought events have been a hot topic in the study of global change biology. It has been well established that drought-induced shifts in plant community composition occurred across different types of grasslands worldwide by re-ordering in the dominant species, while little is known of how root traits and rhizosphere of dominant species respond to prolonged drought due to technical challenge in determination of root traits and rhizosphere. A long-term observation from manipulated precipitation platform in Alpine steppe of the Tibetan plateau is shown that the dominant species Stipa purpurea was replaced by common species Leymus secalinus under prolonged drought. To address the key issues, a common garden experiment will be established to specifically compare their leaf traits, root traits and root exudation, and further understand their contrasting strategies on water acquisition by root systems, water-loss reduction by leaves, and nutrition activation by rhizospheres under the drought. The proposed project aims to unravel the mechanisms underlying the drought-induced re-ordering of dominant species. The outcomes of the projects will contribute to our effective management of grasslands under the scenarios of global changes of precipitation pattern.
草地植物群落对极端干旱响应十分敏感,特别长期干旱导致植物群落优势种更替,但对其生物学机制不清楚。本项目发现,在高寒草原,长期的干旱改变植物群落的组成,主要体现在:优势种紫花针茅被常见种赖草取代。本项目通过研究优势种紫花针茅和赖草叶片性状和吸收细根性状,结果发现:在干旱处理下,赖草叶片变窄,扎根更深,吸收根呼吸降低,但根分泌有机碳、羧酸、磷酸活性酶速率增加,特别赖草分泌更多的柠檬酸。可是针茅这些性状并未发生改变。这些性状的改变提高赖草获取地下土壤养分和水分能力,降低蒸腾,提高了抗旱能力。因此,本项目发现为高寒草原紫花针毛被赖草取代提供了机制的理解,为未来全球变化背景下管理高寒草原提供了理论支持。
青藏高原高寒草地草本植物根性状种间变异及其对低磷土壤适应策略的研究
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批准号:32360252
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:32万元
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批准年份:2023
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负责人:郑智
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依托单位:
国内基金
海外基金