古尔班通古特沙漠南缘沙垄不同坡位草本植物对极端降水的响应
文献类型：学位论文
| 作者 | 臧永新 |
| 答辩日期 | 2020-06-30 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 马剑英 |
| 关键词 | 温带荒漠 不同坡位 极端降水 短命植物 Cold desert Different sand dune slope positions Extreme precipitation Ephemeral plants |
| 学位专业 | 理学博士 |
| 其他题名 | Response of ephemeral plants to extreme precipitation on different slope positions of the sand dune in the Southern Margin of the Gurbantunggut Desert |
| 英文摘要 | 极端降水是生态系统功能改变的主要驱动因素之一，在气候变化的背景下，极端降水发生的频率将不断增加。 极端降水与局部地形相互作用，可能缓冲或加剧极端降水对植被的影响程度。 本研究于古尔班通古特沙漠南缘沙垄四个不同坡位（西坡底、西坡中、东坡中、东坡底）处， 建立了 65%的减雨和收集雨水的装置系统，在连续四年的时间里， 通过开展测量土壤质地、养分、 水分，短命植物草本层片特征、生物量积累和优势物种的物候、功能性性状、 生物量分配模式等工作， 试图了解极端干旱或湿润如何影响古尔班通古特沙漠南缘沙垄不同坡位短命草本层片的组成和生产力， 地形对极端降水的调节程度，以及生态系统恢复到干旱之前功能状态所需的时间。 以期揭示在研究区极端降水发生频率增加的背景下，荒漠短命草本层片的植被动态。 实验结果如下：（1） 坡位对土壤理化性质、温度和土壤含水量的影响。 沙垄不同坡位土壤质地存在显著（P < 0.05） 的差异，表现为西坡和坡底的土壤质地较细腻（粘粒和粉粒含量高），而东坡和坡中的土壤较粗糙（砂粒含量高）。较高的土壤粘粒含量有助于土壤养分的积累，因此， 沙垄坡底的土壤养分（有机碳、 全氮、全磷）含量均显著（P < 0.05） 高于坡中。 沙垄不同坡位土壤含水量在极端干旱处理下存在显著的差异， 表现为东坡的土壤含水量显著（P < 0.05） 高于西坡，此外，东坡土壤含水量对降水的敏感性显著（P < 0.01） 小于西坡。（2） 降水变化对沙垄不同坡位草本层片特征和地上生物量的影响。 减雨或增雨处理均显著（P < 0.01） 改变了草本层片地上生物量，且相对减少量是相对增加量的 1.23 倍。沙垄不同坡位草本层片地上生产力对减雨处理的敏感性存在差异，西坡显著（P < 0.05） 强于东坡。此外， 沙垄不同坡位草本层片对降水处理具有一定稳定性，体现在草本层片优势物种没有改变，其次物种多样性改变不显著。极端干旱使优势物种尖喙牻牛儿苗（Erodium oxyrhinchum） 地上干物质分配到繁殖器官的量显著（P < 0.05） 增加， 而且显著（P < 0.05） 提高了优势物种种子萌发率。（3） 降水变化对沙垄不同坡位优势物种尖喙牻牛儿苗植物功能性状的影响。 降水处理显著（P < 0.05） 改变了沙垄不同坡位优势物种功能性状（株高、比叶面积、 叶片干物质、 叶片氮含量、 叶片磷含量、 叶片 δ13C、 叶片气体交换特征）， 以及叶片 δ13C 与株高、 比叶面积和叶片干物质的含量的关系。（4） 沙垄不同坡位草本层片特征和地上生产力对极端干旱的恢复力。 极端干旱后的第一年，恢复组草本层地上生物量不到对照组草本层片地上生物量的66.0%，极端干旱后的第二年，恢复组草本层地上生物量达到对照组草本层片地上生物量的 79.6%。以上结果表明： 古尔班通古特沙漠南缘沙垄不同坡位草本植物对极端降水响应敏感，体现在地上生物量的显著改变。草本层植物在极端降水（尤其是极端干旱） 处理下，仍然可以保持稳定： 分别体现在物种通过改变自身功能性状使得草本层丰富度和群落组成保持不变；优势物种通过分配更多的干物质到繁殖器官，并且提高后代的萌发率使得自身的优势地位保持不变。 研究区荒漠草本地上生产力对极端降水的变异以负效应为主； 沙垄西坡草本层片地上生产力对减雨处理的敏感性显著强于东坡。此外， 荒漠草本植物对极端干旱具有较强的恢复力。本研究通过探究极端降水对不同坡位短命草本层片特征、生物量积累和优势物种的物候、功能性性状、 生物量分配特征等多方面的影响，深化了对荒漠草本植物-水分关系的认识和理解。 |
| 学科主题 | 生态学 |
| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.xjlas.org/handle/365004/15470]  |
| 专题 | 中国科学院新疆生态与地理研究所 新疆生态与地理研究所_研究系统 |
| 作者单位 | 中国科学院新疆生态与地理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 臧永新. 古尔班通古特沙漠南缘沙垄不同坡位草本植物对极端降水的响应[D]. 北京. 中国科学院大学. 2020. |
入库方式： OAI收割
来源：新疆生态与地理研究所
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