半干旱區(qū)沙地植被動態(tài)變化及其對氣候變化的響應(yīng).pdf

1、本論文對內(nèi)蒙古奈曼旗不同類型沙地植被的組成、結(jié)構(gòu)和動態(tài)變化及其對氣候變化的光合響應(yīng)機(jī)制等開展了實驗觀測研究。以奈曼旗退耕地沙打旺(Astragalus adsurgens)和賴草(Leymus secalinus)，退牧地黃蒿(Artemisia scoparia)，半固定沙地小葉錦雞兒(Caraganamicrophylia)和差巴嘎蒿(Artemisia halodendron)為研究對象，利用LI-6400型便攜式光合儀對不同生長

2、季節(jié)植物光合作用日變化、光響應(yīng)和CO2響應(yīng)等光合特征進(jìn)行了觀測研究，測定了實驗地點的土壤含水量，調(diào)查了不同類型沙地植被的組成結(jié)構(gòu)和生長動態(tài)，通過對實驗觀察數(shù)據(jù)的分析和討論，得到如下研究結(jié)果： 一、不同類型沙地植被動態(tài)變化 1.不同類型沙地植被組成與結(jié)構(gòu) 實驗觀測結(jié)果表明，退耕地植被共有8科17屬19種植物，以藜科、豆科和禾本科植物為主，主要植物種有沙打旺和賴草等。退牧地植被共有6科12屬12種植物，以禾本科、藜科

3、植物為主，主要植物種有黃蒿等。半固定沙地植被共有6科11屬11種植物，以豆科和菊科植物為主，主要植物種有小葉錦雞兒和差巴嘎蒿等。 通過對植被生活型譜的分析可知，退耕地和退牧地以一年生植物為主，半固定沙地以一年生植物、地面芽植物和地上芽植物為主。 2.不同類型沙地植被生長動態(tài)變化 退耕地和退牧地植被以一年生草本植物為主，在5-9月生長季節(jié)，植被密度逐漸降低，植物生長高度和植被覆蓋度7-8月最高。半固定沙地以一年生草

4、本植物和灌木植物為主，植被密度隨著生長季節(jié)逐漸降低，植物生長高度和植被覆蓋度在8-9月最大。 3.不同類型沙地植被植物多樣性及其動態(tài)變化 不同類型沙地植被的植物多樣性隨季節(jié)發(fā)生變化。6-8月，退耕地、退牧地和半固定沙地植物多樣性指數(shù)最高，與奈曼旗6-8月降水較多，以及植物生長發(fā)育規(guī)律密切相關(guān)。5月，半固定沙地植物多樣性最低；9月，退耕地和退牧地植物多樣性最低，與植被中一年生植物的萌發(fā)及其生長發(fā)育過程密切相關(guān)。 二

5、、不同類型沙地植被光合特征 1.不同類型沙地植被光合作用日變化 通過比較退耕地沙打旺和賴草、退牧地黃蒿、半固定沙地小葉錦雞兒和差巴嘎蒿的光合速率日變化過程及其季節(jié)變化可知，三種類型沙地植物光合速率日變化基本上表現(xiàn)為雙峰曲線，最大值一般發(fā)生在8:00-10:00，最小值一般發(fā)生在14:00-16:00。分析影響植物光合作用日變化的環(huán)境因素可知，光照是影響植物光合速率最主要的環(huán)境因素。此外，植物光合作用日變化還受植物氣孔限制

6、與非氣孔限制的影響。 根據(jù)植物主要生長季節(jié)(6-8月)的光合速率變化可知，8月三種沙地植被光合速率均最高。該結(jié)果與植物本身處于旺盛生長期以及自然環(huán)境中適宜的溫度和較充足的水分條件密切相關(guān)。8月植物光合速率從大到小依次為：沙打旺>差巴嘎蒿>賴草>小葉錦雞兒>黃蒿。 2.不同類型沙地植被光合作用光響應(yīng)和CO2響應(yīng) 比較退耕地沙打旺和賴草、退牧地黃蒿、半固定沙地小葉錦雞兒和差巴嘎蒿的光合作用光響應(yīng)和CO2響應(yīng)特征可知，

7、飽和光照強(qiáng)度下植物的光合速率明顯小于飽和CO2濃度條件，說明CO2濃度升高對植物光合作用的促進(jìn)作用顯著大于光照強(qiáng)度。 此外，三種沙地植被光合作用的光響應(yīng)和CO2響應(yīng)存在季節(jié)差異。 三、不同類型沙地植被對氣候變化的響應(yīng) (一)不同類型沙地植被對溫度升高的響應(yīng) 1.溫度升高條件下植物光合速率日變化 在增溫條件下，退耕地沙打旺和賴草、退牧地黃蒿和半固定沙地小葉錦雞兒和差巴嘎蒿的光合速率日變化和自然環(huán)境下

8、變化趨勢相同。在6-8月植物的主要生長季節(jié)中，增溫條件下，沙打旺和黃蒿的光合速率小于自然環(huán)境；而6月和8月賴草光合速率大于自然環(huán)境，7月小于自然環(huán)境；6月和7月小葉錦雞兒和差巴嘎蒿光合速率大于自然環(huán)境，8月小于自然環(huán)境。由此可知，不同植物種在不同生長季節(jié)對溫度升高的光合響應(yīng)不同。 2.溫度升高條件下植物光合作用光響應(yīng)和CO2響應(yīng) 在植物生長最旺盛的7月，增溫條件下植物光合作用的光響應(yīng)中，退耕地沙打旺、賴草、半固定沙地小葉

9、錦雞兒和差巴嘎蒿的最大凈光合速率均小于自然環(huán)境；而退牧地黃蒿大于自然環(huán)境。增溫條件下植物光合作用的CO2響應(yīng)中，沙打旺和差巴嘎蒿最大凈光合速率小于自然環(huán)境；而賴草、黃蒿和小葉錦雞兒大于自然環(huán)境。 溫度升高時，在飽和光照和CO2濃度條件下，CO2濃度升高對植物光合作用的促進(jìn)作用明顯大于光照強(qiáng)度的影響。 (二)不同類型沙地植被對CO2濃度升高的響應(yīng) 1.CO2濃度倍增條件下植物日變化 在CO2濃度倍增條件下，