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准格尔黄土丘陵沟壑区铁杆蒿(Artemisia sacrorum Ledeb.)种群特征与生态适应性研究

张雷  
【摘要】: 内蒙古铁杆蒿(Artemisia sacrorum Ledeb.,又称白莲蒿)草原主要见于草原区的山地(大兴安岭南部山地、冀北山地、大青山、蛮汗山)以及黄土丘陵沟壑区(辽西黄土丘陵区和阴山以南黄土丘陵沟壑区)。铁杆蒿群落是黄土高原生态脆弱带植被恢复中需要重点研究的天然植物群落之一。作为重要的沟谷植被类型之一,它对防治水土流失、增加沟谷植被的生物多样性有着非常重要的作用。因此本文通过对准格尔黄土丘陵沟壑区沟坡上分布的铁杆蒿群落的群落特征、种群特征、根系分布、生理生态特征等方面进行了深入研究,旨在对该地区植物资源的合理利用、植被的重建和水土保持等方面提供理论依据。研究结果如下: 1.砒砂岩生境上土壤水分含量较高,机械组成复杂、砾石和粗沙粒含量较高,可蚀性高;黄土生境上土壤水分含量较低,机械组成以细沙粒为主,可蚀性较砒砂岩稍低。这两种基质都有高可蚀性特征。 2.在研究区域内,铁杆蒿群落分布于峁坡、阳坡和阴坡;但阴坡分布最广,可形成较大面积的铁杆蒿群落。砒砂岩生境上的铁杆蒿群落不仅生物多样性(H)和单位面积生物量明显高于黄土生境上的铁杆蒿群落,而且类型组成更复杂。这两种生境上的群落盖度均较高,黄土生境上可达50%左右,砒砂岩生境上的群落则可达80%以上。 3.铁杆蒿种群年龄结构砒砂岩生境上为稳定型,而黄土生境上则为增长型;铁杆蒿在两种生境上各年龄平均生物量均在7龄、8龄左右时达到高峰且差异不明显。繁殖方面,铁杆蒿最早在5龄时可以进行有性繁殖,砒砂岩和黄土生境上结实量分别达到了20597(粒/m~((2)))和18083(粒/m~((2)));铁杆蒿从4龄开始出现无性繁殖,被埋枝条距主茎的总长度分别为91.44(cm/m~((2)))和32.32(cm/m~((2))),在6-8龄之间达到最大值,并且其多年生枝条在掩埋半个月左右时可生出不定根。 4.铁杆蒿一龄生有主根,二龄开始弱化、腐烂,生出不定根;成年个体则以不定根为主。铁杆蒿的根冠比较小,根不甚发达,根系主要分布在0-20 cm,占到根系总量的90%左右;到50 cm左右基本上没有了根的分布。铁杆蒿细根的重量和长度之间具有极显著的线性相关。铁杆蒿0-20cm的根系长度占到根系总长度的75%左右,并且铁杆蒿的根系中细根(<1mm)的长度最长,占到根系总长度的75%左右。 5.铁杆蒿净光合速率日变化曲线为“单峰”曲线,到10:00左右净光合速率达到最大值,无“午睡”现象。铁杆蒿蒸腾速率日变化曲线也呈“单峰”曲线,在12点时达到最大值。而铁杆蒿水分利用效率(WUE)最大值则出现在早晨8:00左右,并且铁杆蒿的WUE整体偏低。同时计算铁杆蒿与环境因子的相关性表明,光合有效辐射(PAR)是影响该地区净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)的最重要的环境因子。


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