高寒草甸不同演替阶段优势种叶片光合性状研究

摘要：

围封年限不同导致形成以不同优势种植物建立的群落样带.按照植被的演替序列(围封1、3、5、15、30 a),在甘南高寒草甸选择不同演替阶段的优势植物:刺儿菜(Cirsium setosum)、披碱草(Elymus nutans)、紫花苜蓿(Medicago sativa)、沙蒿(Artemisia desertorum)和金露梅(Potentilla fruticosa),对其叶片光合性状进行了测定,探究植物叶片光合性状与环境因子之间的关系,旨在确定演替过程中控制植物光合性状变化的主要环境因子,为进一步促进高寒草甸草地恢复年限的设定及草地资源的可持续利用提供科学依据.结果表明,随着植被演替的进行,群落形成了以草本→半灌木→灌木为主的演替序列.表层(0～20 cm)土壤含水量(SWC)随演替进行呈增大趋势,变化范围为0.323～0.390 g·g?1;土壤温度(ts)和光照强度(Il)在前期最大(23.974℃;90.382 lx),后期最小(20.310℃;65.220 lx).各演替阶段优势种光合特征值在时间尺度上除相对叶绿素外均存在明显差异,草本群落优势种(刺儿菜、披碱草、紫花苜蓿)净光合速率(Pn)高于灌丛群落优势种(金露梅),瞬时水分利用效率(WUEi)与Pn变化规律相似.蒸腾速率(Tr)与稳定碳同位素(δ13C)呈缓慢降低趋势,分别降低2.128 mmol·m?2·s?1、4.359‰.各演替群落优势种叶片气孔导度(Gs)随演替的进行逐步升高,最大值为0.155 mol·m?2·s?1;叶片含水量呈先升高后降低趋势,演替15年最大(5.207 g·g?1);而相对叶绿素(SPAD)呈先降低后稳定趋势.在植被演替进程中,LWC、Gs与SWC呈正相关,δ13C、Tr、Pn、WUEi、SPAD与SWC呈负相关,ts、Il与SPAD、Tr、Pn、WUEi、δ13C呈正相关,与LWC、Gs呈负相关.环境因子对植物叶光合性状的影响大小为Il>SWC>ts,这表明光照度是该区演替发生及影响光合性状的主要因子.综合分析表明,群落演替是物种扩散和环境综合作用的过程,该围封地由物质获得能力强的群落向物质保持能力强的群落过渡,围封5～15 a群落环境最优.

关键词：高寒草甸、演替阶段、环境因子、光合性状

所属期刊栏目：27

分类号：Q945.79;X173(植物学)

资助基金：国家自然科学基金项目31760135,31360114

在线出版日期：2019-03-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2225-2233