疏勒河流域盐渍化驱动的植物功能特征和养分计量平衡研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
31170371
项目类别：
面上项目
资助金额：
60.0万
负责人：
徐世健
依托单位：
兰州大学
学科分类：
C0303.生理生态学
结题年份：
2015
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2015-12-31

项目参与者：
张华；何文亮；孙正龙；樊晓勇；季维武；汪亚娟；王鹏；
关键词：
植物关键词功能特征疏勒河流域生态化学计量学盐渍化

项目摘要

水、盐失衡而导致的盐渍化，正成为一个世界性的生态问题，严重影响着人类生存和发展。本项目紧紧围绕干旱区盐渍化生态这一核心，以疏勒河流域中下游不同盐渍化水平的典型植物为对象，综合运用植物生理学技术、植物生态学技术、稳定同位素技术，生态化学计量学技术，通过对植物叶片功能特征、碳、氮代谢、水分生理、稳定碳同位素和C、N、P养分计量的研究，结合土壤理化性质，旨在探明内陆河流域不同盐渍化水平下功能类群植物水分利用效率、叶片功能性状和C、N、P养分计量学的变化特征，揭示这些特征与叶片13C丰度之间的关系及这些关系在不同盐渍化水平的功能类群植物间的差异；从水分代谢、养分计量角度阐释内陆河流域盐渍化引起生态变化的驱动机制及其生态过程。该研究不仅有助于理解植物功能特征与盐渍化环境之间的相互作用机制，对盐渍化过程中生态系统演化规律的研究、西部地区生态环境的变迁以及荒漠生态系统的管理具有科学意义和应用价值。

结项摘要

土壤盐渍化是世界范围内主要环境问题之一，直接关系到全球生态安全和粮食的可持续发展。全球气候变化对包括中国西北地区在内的中亚干旱区水份运动及其导致的土壤盐渍化生态已引起了科学家的普遍关注。本项目围绕干旱区盐渍化生态这一核心，以疏勒河流域盐渍化区域中的荒漠盐生植物为研究对象，综合分析了不同程度盐渍化地区植物的叶片性状、养分化学计量以及土壤理化性质，旨在阐明不同功能类群植物水分利用效率、叶片功能性状和C、N、P养分计量学随土壤盐渍化水平的变化特征，从水分代谢、养分计量角度阐释内陆河流域盐渍化引起生态变化的驱动机制及其生态过程。主要结果如下：.1. 在搜集现有文献资料上，结合野外调查，将疏勒河流域中下游不同盐渍化水平的功能植被类群划分为三类：草本植物、肉质木本植物和非肉质木本植物，确定了取样位点及其植物组成的生态学特征，揭示地带性盐渍化水平与植物多样性的关系。.2. 植物稳定碳同位素含量被认为可以较好地反映植物的长期水分利用效率。盐生植物δ13C值随着盐渍化程度的加重而增大，反映植物水分利用效率的提高，同时盐生环境会降低植物的净光合速率，从而影响植物的初级生产。.3. 与其它研究相比，本研究区的荒漠盐生植物叶片具有较高的N含量，较低的SLA、C含量、C:N和C:P，叶片P含量及N:P无显著差异。.4. 研究区三种植物功能类群之间，肉质化的木本植物相对于非肉质化的木本植物和草本植物具有显著低的C含量、C:N、C:P和显著更高的N含量，而叶片N:P在三种功能类群之间无显著差异，同时结合对研究区的植被调查证实肉质化木本植物能够更好的适应干旱区高盐渍化环境。.5. 研究区植被叶片的C、N、P含量与SLA和LDMC均呈现极显著的线性相关关系，而叶片的SLA与LDMC在不同的植物功能类群内均呈极显著的线性负相关关系。.6. 研究区植物的叶片性状及养分含量随土壤盐渍化程度的增加无显著性差异，同时结合对土壤全态及速效养分的分析结果证实，相对于土壤盐度，植物叶片N、P含量的变化主要受土壤速效N、速效P的影响。. 土壤盐渍化通过影响土壤营养水平、植物物种组成和群落结构特点，进而影响植被群落生态计量学特征，但个体性状和群落特征及环境因素对植物生态计量特征影响的比例大小，尚需更为系统的控制性实验和野外长期观测的工作。