梭梭萌发定居过程中的致死因素与存活策略研究

【摘要】水是荒漠生态系统的首要限制因素,影响着生态系统生态过程的各环节。荒漠区植物在应对水分缺乏的环境压力时,表现出不同的适应策略。近20年来,全球气候变化以及人类活动的加剧导致古尔班通古特沙漠南缘原始盐生荒漠地区的降水与地下水位发生显著的改变；这些改变必然引起荒漠植物用水策略的适应性调整。而植物群落的关键种、建群种的萌发、幼苗期对外界条件的改变最为敏感,其变化对生态系统的整体影响也最显著。因此,本研究以中亚地区关键种梭梭Haloxylonammodendron为研究对象,探讨在水分条件不断变化的自然生境中,梭梭从种子萌发到幼苗定居过程中的主要致死因素与存活策略。实验于2008-2013年在古尔班通古特沙漠南缘的典型原始生境中展开。2008年3-6月,设置了9个水分处理(3×3：3倍降雪、正常降雪、无降雪条件与人工降雨、自然降雨、无降雨处理的交叉组合),同步监测梭梭萌发、存活数量动态及春季短命植物数量。以确定多水湿润的短命植物物候期梭梭幼苗死亡的主要原因。2009年4-9月,对一年生梭梭幼苗的所处环境气象因子、土壤含水率、幼苗死亡动态变化进行了全生长期的连续监测研究,以确定炎热干燥的无短命植物期梭梭幼苗的致死因素。2010-2013年,从种子萌发起,对气象因子、梭梭地上高度、地下根系深度、生物量等进行了长期的连续监测,直至梭梭完成定居,以探寻梭梭在水分胁迫下的适应策略。实验结果表明,梭梭定居过程中的死亡主要发生在萌发后第一年的幼苗期,并大多发生在多雨湿润的短命植物物候期。短命植物萌发数量与积雪量呈显著正相关,而梭梭幼苗萌发数量与积雪量增加无显著相关关系。在水分条件较好时,由于短命植物竞争,幼苗成活率未必高；反之,在水分条件较差时,梭梭幼苗与短命植物萌发数量都降低,短命植物消耗的水分减少,梭梭幼苗存活率反而高。也就是说,在梭梭幼苗的生长初期,它在与短命植物的水分竞争中处于劣势,直接的降水增加并不能提高其存活率。在炎热干燥的无短命植物期,土壤与大气干旱是导致梭梭幼苗死亡的主要原因。当土壤含水率高于1.25%时,幼苗可以耐受大气干旱,幼苗死亡主要由土壤表层含水率决定；当土壤含水率在0.82-1.25%之间时,大气干旱程度主导幼苗死亡率的波动；当土壤含水率低至0.82%时,无论大气干旱程度如何,幼苗死亡率都急剧升高。据此我们可以推测：当土壤表层含水率低于1.25%时,大气干旱程度决定死亡率的变化；反之,则土壤水分主导。有效的形态调节是梭梭维持光合能力及适应干旱胁迫和水分变化的关键,主要表现为在遭遇干旱时,梭梭以同化枝凋落的个体形态调节方式有效地维持了根系供水与地上部分需水之间的平衡,保证了存活同化器官的光合能力。同时,梭梭以牺牲地上部分生长为代价将更多的光合产物转向根系,使得根系能够获得更多的水分保证其生长、生存。这种随环境水分有效性的变化所发生的根系形态结构的可塑性改变、地上部分光合器官面积和生物量累积的调整以及光合产物在根冠之间分配比例的变化,旨在达成吸收根表面积和同化器官面积之间的动态平衡。本研究表明,幼苗期是梭梭定居过程中最脆弱、死亡率最高的阶段。且梭梭应对水分胁迫和环境水分有效性的改变时,具有高效的自我协调与适应能力,主要通过改变个体形态特征来实现,体现为吸收根表面积和同化器官面积之间动态平衡的主动维持,光合器官与水分吸收器官的相互协调,协同实现水分利用与碳获取的最优化。本研究为预测荒漠生态系统在水分条件改变时的动态变化提供了关重要理论依据。
【作者】田媛；
【导师】塔西甫拉提·特依拜；
【作者基本信息】新疆大学，生态学，2014，博士
【关键词】梭梭；土壤水分；气候变化；死亡率；个体形态调节；

【参考文献】
[1]裴氏芳草.借鉴长株潭经验的越南城市发展模式研究[D].湖南师范大学,人口、资源与环境经济,2014,硕士.
[2]郑瑞清.智能型电致伸缩液压悬置隔振特性研究[D].吉林大学,车辆工程,2004,硕士.
[3]袁响雷.几乎完美非线性函数的设计与分析[D].湖北大学,基础数学,2011,硕士.
[4]张军龙.非心脏手术患者围手术期心血管风险评估与HRV、METs及CRE的研究[D].苏州大学,麻醉学（专业学位）,2014,博士.
[5]马蓉.山西省普通本科院校软式排球开展现状及对策研究[D].山西师范大学,体育教育训练学,2014,硕士.
[6]刘芳.洛阳市秸秆综合利用现状及发展对策分析[D].河南科技大学,食品加工与安全（专业学位）,2012,硕士.
[7]魏灿刚.仿竹结构薄壁管的耐撞性设计和分析[D].吉林大学,农业机械化工程,2014,硕士.
[8]黄祖梁.东北亚各国矿产资源分析[J].东北亚论坛.1993(02)
[9]张茜.《爵士乐》的叙事时空分析[D].大连海事大学,英语语言文学,2014,硕士.
[10]高建宏.吡啶并噁嗪酮和吡啶并嘧啶酮类化合物的合成与生物活性研究[D].华中师范大学,有机化学,2014,硕士.
[11]成纪予.亚热带地区影响糖液贮存诸因素的研究[D].广西大学,制糖工程,2004,硕士.
[12]张文杰.氧化石墨烯及表面修饰的Fe_3O_4纳米颗粒的合成和应用研究[D].湖南大学,2011.
[13]李彬.高效课堂下的文言文教学模式[D].内蒙古师范大学,学科教学（专业学位）,2013,硕士.
[14]张燕妮.基于高性能网络处理器的存储控制模块的设计与验证[D].西安电子科技大学,软件工程,2012,硕士.
[15]牛国红.解构主义建筑的美学研究[D].西安建筑科技大学,艺术设计,2013,硕士.
[16]林长云.我国人口对可持续发展的影响与对策研究[D].北京林业大学,农林经济管理,2003,硕士.
[17]董晓峰.链际竞争下的房地产供应链成本管理研究[D].西安建筑科技大学,工程经济与管理,2013,硕士.
[18]周胜.A公司DTS生产资源管理系统的改善研究[D].苏州大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[19]张丽娜.麻醉对大鼠海马及脑脊液中tau蛋白的影响及关联性研究[D].华中科技大学,神经病学,2013,硕士.
[20]马云鹏.虚拟环境中人体运动实时重现逼真性研究[D].首都师范大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[21]张玉.玉米和水稻根系的空间分布特性及栽培调控研究[D].广西大学,作物栽培学与耕作学,2014,博士.
[22]徐旭,梁艳春,时小虎,刘淑芬.基于输入输出回归神经网络的超声马达辨识和速度控制(英文)[J].自动化学报,2003,04:509-515.
[23]房德刚.我国国有企业功能与经营边界研究[D].首都经济贸易大学,财政学,2014,硕士.
[24]张彩华.含氟分子晶体中有机氟氢键的理论表征及成键本质的研究[D].山东师范大学,物理化学,2013,硕士.
[25]袁丹纯.从协同角度探讨写作指令对二语写作的影响[D].广东外语外贸大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[26]韩颖洁.电视娱乐节目主持人的角色塑造[D].山西师范大学,戏剧戏曲学,2014,硕士.
[27]向坚持.数据仓库技术及其应用研究[D].湖南大学,2001.
[28]张超.SrCe_(0.9)Yb_(0.1)O_(3-α)高温质子导体薄膜的制备和性能研究[D].北京有色金属研究总院,材料科学与工程,2013,硕士.
[29]何伟.使用随机投影技术发现生物序列特征的算法[D].郑州大学,2002.
[30]片山怜.来华韩国留学生群体人际交往研究[D].吉林大学,人类学,2013,硕士.
[31]吴智.建筑施工企业成本控制问题研究[D].对外经济贸易大学,2005.
[32]王黎荣.天地电子邮件系统的设计[D].西安电子科技大学,信号与信息处理,2010,硕士.
[33]关学丰.铝牙膏管毛坯的生产工艺[J].轻合金加工技术.1990(12)
[34]万中奇.永磁同步发电机预测直接转矩控制策略研究[D].浙江大学,电机与电器,2013,硕士.
[35]甘立琴.辽河坳陷清水洼陷深层有效储层特征及形成机制[D].东北石油大学,矿产普查与勘探,2013,硕士.
[36]柯玲.从复杂系统建模角度研究信息经济测度[J].西南交通大学学报(社会科学版),2005,04:95-99.
[37]马月萍.基于FPGA与DDS的磁共振成像射频脉冲发生器的研制[D].北京化工大学,控制工程（专业学位）,2013,硕士.
[38]萧艳.国际旅游目的地价格竞争力评价研究[D].湖南师范大学,旅游管理,2013,硕士.
[39]王楠.谷氨酸信号通路在表皮细胞伪足形成及黑素小体转运中的作用研究[D].大连医科大学,皮肤病与性病学,2012,硕士.
[40]王颖.《左传》中的盟誓研究[D].西北大学,中国古代文学,2013,硕士.
[41]李洪英.法国日本荷兰高等教育投资绩效评价制度的启示[D].东北大学,教育经济与管理,2010,硕士.
[42]赵璘.山东省篮球后备力量储备与培养的研究[D].山东体育学院,运动训练,2011,硕士.
[43]刘建华,许晓鸣,张伟江.有色噪声作用下非线性系统的PNN滤波[J].自动化学报,1997,06:75-78.
[44]田燕飞.小型三相永磁无刷直流电动机分析与设计[D].广东工业大学,电气工程（专业学位）,2014,硕士.
[45]许威.基于事件模型的产品功能设计研究及应用[D].西安电子科技大学,机械制造及其自动化,2014,博士.
[46]王晓芳.基于格式塔理论的关中小城镇传统街巷空间研究[D].长安大学,建筑与土木工程（专业学位）,2013,硕士.
[47]张玉萍.基于ARM测试转台控制系统的设计[D].郑州大学,电磁场与微波技术,2013,硕士.
[48]王海霞.华桥外国语学院师资队伍建设对策研究[D].吉林财经大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[49]孙大伟.新国际主义语境下的当代中非关系分析[D].河北师范大学,国际政治,2013,硕士.
[50]刘荣.数控电喷镀工艺试验研究[D].南京农业大学,机械制造及其自动化,2011,硕士.