荒漠绿洲过渡带沙埋和干旱胁迫对一年生草本植物的影响

来源 :山西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dhamma
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一年生草本植物是荒漠绿洲过渡带人工固沙植被建成后入侵形成的恒有植物层片,是荒漠绿洲过渡带人工固沙植物群落草本层的优势植物类群,由于风沙活动剧烈且降水稀少,沙埋和干旱成为一年生草本植物生存的关键选择动力因素。本文以河西走廊荒漠绿洲过渡带典型一年生草本植物狗尾草(Setaria viridis)、虎尾草(Chloris virgata)、白茎盐生草(Halogeton arachnoideus)和雾冰藜(Bassia dasyphylla)为研究对象,通过0(对照)、1、2、3、5、10和15 cm 7个沙埋深度试验;0(对照)、5、10和15颗不同柠条种子数量与0%(对照)、2%、5%、10%和15%不同干旱胁迫梯度的交互试验,旨在探寻沙埋深度和干旱胁迫对一年生草本植物的影响。研究结果表明:(1)4种一年生草本植物在0~1cm埋深出苗率最高,狗尾草最大出苗深度为10cm,虎尾草和雾冰藜5cm,白茎盐生草3cm。4种一年生草本植物的生长(株高和总生物量)和繁殖在2~3cm达到最大。(2)不同沙埋深度下,4种一年生草本植物的渗透调节物质(可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸)含量在2~3cm达到最高,丙二醛(MDA)含量高值主要位于3~5cm埋深,叶绿素含量在1~2cm最高,2cm后开始降低。相关分析表明,一年生草本植物的生长存活与游离脯氨酸和叶绿素含量呈极显著相关关系,表明二者对保持植物叶片水分平衡和保证光合作用、维持植物正常生长起着更关键的作用。(3)4种一年生草本植物的萌发率和萌发速率受柠条种子数量的影响显著(P<0.05),在没有柠条种子影响时萌发效果最好;生物量在干旱胁迫2%时最高,表明少量的干旱胁迫(2%)对幼苗的生长有利;根冠比随干旱胁迫的增加呈上升趋势,幼苗通过加大根部的生物量分配来寻求水分,适应干旱环境。(4)随着干旱胁迫和柠条种子数量的增加,4种一年生草本植物的根系活力和叶绿素含量在正常水分条件下最高,之后随着干旱胁迫的加剧造成地下部根系活力降低,地上部光合能力下降,共同抑制了幼苗的生长。双因素方差分析表明,藜科植物的生长(生物量、根冠比)受柠条种子数量和干旱胁迫的交互影响显著(P<0.05),这可能是藜科植物存活率低于禾本科植物的重要原因。(5)综上所述,一年生草本植物能够迅速抓住适宜的萌发条件占据有利生境。然而禾本科和藜科之间又有着不同:禾本科植物的抗沙埋能力和抗干旱胁迫能力更强,在植被群落的演替中受到多年生灌木的影响更小,使得其生存和繁殖能力更强,是一年生草本植物中的先锋种,而藜科植物更善于表现出一种推迟萌发的机制,将一部分种子留存在土壤种子库中,以保存在恶劣环境下的长期生存实力。研究可为荒漠植物的种群更新和沙地植被恢复与重建提供科学依据。
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