贝加尔针茅对盐碱和刈牧的响应

论文摘要

贝加尔针茅是松嫩草原的代表之一，它是地带性草原植被的建群种。在松嫩平原中，贝加尔针茅草原受到的干扰最为严重，现在只能见到大面积分布的盐碱土羊草草地，却见不到大面积分布的贝加尔针茅草地。土壤盐碱化和过度放牧已经成为草地退化的主要限制因子，以往对于羊草的抗盐碱性和耐牧性的报道已有很多，而对于贝加尔针茅如何退化的研究很少见报道。至今其抗盐碱性，特别是在刈割和盐碱干扰的双重胁迫下的响应机制未见系统性报道。然而在松嫩草原上的原位实验，根本未见研究者涉及。所以贝加尔针茅对盐碱和刈割胁迫的响应机制研究将有助于我们探讨植物耐盐耐牧机制，本实验结合生理学以及形态学的研究揭示松嫩草原代表植物对胁迫环境适应的生态对策，为草地的恢复和放牧的管理提供理论依据，具有重要的生态意义和经济价值。本实验在天然的贝加尔针茅群落中采取两因素处理：盐碱（NaCl: NaHCO3: Na2CO3=1:1:1）和刈割（刈割掉60%的地上生物量），每个处理三次重复，共12个小区。试验测定了地上、地下生物量、光合作用及其他各项生理指标。研究表明，轻度盐碱胁迫有增加贝加尔针茅高度，促进其分蘖的作用。在刈割作用下盐碱胁迫显著降低了针茅光合作用进程，最终导致地上生物量降低，而地下生物量受两胁迫影响较小。茎和叶片中的Na+积累量最大，有盐条件下根部的Na+含量显著高于无盐碱条件，在刈割处理下，Na+含量增加的更为显著。盐碱处理显著降低根部K+含量，然而刈割处理有增加K+含量的趋势的作用。地上部分的K+/Na+比值随盐碱而升高，地下部分比值反而降低。本研究中并未体现阴离子在植株内的积累。另外，刈割处理加速植物可溶性碳水化合物的消耗，在盐碱胁迫同时存在的情况下，针茅地上留茬部位脯氨酸和根系的可溶性糖含量显著减少。这些指标的变化表明贝加尔针茅是一种非耐牧耐盐碱型的禾草，过度放牧可能是造成贝加尔针茅群落退化的最主要原因。因此，草地恢复中应采取可持续利用的有效措施对草地进行科学管理，即围栏封育和划区轮牧的方式，实现草地资源的合理利用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 引言
• 1.1 植物对于不同胁迫的形态学响应
• 1.1.1 植物对放牧的形态学响应
• 1.1.2 植物对盐碱胁迫的形态学响应
• 1.2 植物对于不同胁迫的生理学响应
• 1.2.1 植物对放牧的生理学响应
• 1.2.2 植物对盐碱胁迫的生理学响应
• 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 研究地点
• 2.2.1 地理概况
• 2.2.2 气候概况
• 2.3 实验设计
• 2.3.1 样地设计
• 2.3.2 刈割处理设计
• 2.3.3 盐碱胁迫条件设计
• 2.4 取样方法
• 2.4.1 植被调查
• 2.4.2 植物取样
• 2.4.3 土壤取样
• 2.5 测定方法
• 2.5.1 生理指标测定
• 2.5.2 形态指标测定
• 2.6 数据分析
• 结果与分析
• 3.1 土壤指标的变化
• 3.1.1 土壤电导率和 pH 值的变化
• 3.1.2 土壤阴阳离子含量的变化
• 3.2 刈割干扰和盐碱胁迫对贝加尔针茅生物量的影响
• 3.2.1 地上和地下净初级生产力对刈割和盐碱胁迫的响应
• 3.2.2 各部位生物量分配对刈割和盐碱胁迫的响应
• 3.3 刈割干扰和盐碱胁迫对贝加尔针茅形态学指标的影响
• 3.3.1 单株和株丛密度对刈割和盐碱胁迫的响应
• 3.3.2 高度对刈割和盐碱胁迫的响应
• 3.3.3 比叶面积和叶面积指数对刈割和盐碱胁迫的响应
• 3.3.4 比根长对刈割和盐碱胁迫的响应
• 3.4 刈割干扰和盐碱胁迫对贝加尔针茅光合作用的影响
• 3.4.1 光合日动态对刈割和盐碱胁迫的响应
• 3.4.2 光合季节动态对刈割和盐碱胁迫的响应
• 3.5 刈割干扰和盐碱胁迫对贝加尔针茅有机溶质生理指标的影响
• 3.5.1 脯氨酸对刈割和盐碱胁迫的响应
• 3.5.2 可溶性糖对刈割和盐碱胁迫的响应
• 3.6 刈割干扰和盐碱胁迫对贝加尔针茅离子含量的影响
• 3.6.1 阳离子含量对刈割和盐碱胁迫的响应
• 3.6.2 阴离子含量对刈割和盐碱胁迫的响应
• 讨论与结论
• 4.1 贝加尔针茅对盐碱胁迫和刈割处理的形态学响应机制
• 4.2 贝加尔针茅对盐碱胁迫和刈割处理的生理学响应机制
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间公开发表论文及著作情况