降水变化和践踏干扰对半干旱草地一年生植物出苗的影响

作者:奈曼站  更新时间:2023-02-27

一年生植物作为干旱半干旱区的主要组成部分,需要每年建立足够的幼苗以维持种群的演替及草地生态系统的稳定。苗期是植物生活史中最敏感的时期,因而幼苗的出苗与存活易受许多环境因素的影响,其中降水变化和放牧干扰是影响草地植物出苗模式的主要因素,但其对一年生植物出苗过程的影响尚不明确。

基于此,中国科学院奈曼沙漠化研究站研究团队,通过开展模拟降水和践踏的野外控制试验,研究了践踏干扰和降水变化对不同功能群一年生植物出苗的影响。结果表明,在践踏干扰下,增雨显著提高了禾本科植物3.5-3.6倍的出苗数量,4.1倍以上的出苗密度,而在无践踏干扰下,增雨显著提高了非禾本科植物的出苗数量和密度(图1-2)。增雨30%显著提高了轻度、中度和重度践踏下禾本科植物的出苗比例,而降低了非禾本科植物的出苗比例。非禾本科植物的出苗对践踏干扰较敏感,而禾本科植物的出苗对降水变化较敏感,尤其是在践踏干扰下(图3)。增雨30%处理下,轻度或中度践踏会促进禾本科植物出苗,无践踏会促进非禾本科植物出苗(图4)。因此,在当前降水变化的大背景下,需要对以禾本科或非禾本科植物群落为主的草地分别实施针对性放牧管理措施,以促进半干旱沙质草地不同功能群植物的稳定恢复。

该成果于2023年1月25日以Effects of precipitation variation and trampling disturbance on seedling emergence of annual plants in a semi-arid grassland为题在线发表在Frontiers in Environmental Science期刊(IF = 5.411)。西北研究院奈曼沙漠化研究站刘新平研究员和皋兰生态与农业研究站何玉惠副研究员为本文共同第一作者和通讯作者。该研究获内蒙古自治区科技计划项目(2022YFHH0063)、中国科学院科技扶贫项目(KFJ-FP-202104)和国家自然科学基金(41801076)资助。

文章链接:https://doi.org/10.3389/fenvs.2022.1078541

图1 不同践踏强度下降水变化对出苗数量的影响

图2 不同践踏强度下降水变化对出苗密度和高度的影响

图3 禾本科和非禾本科植物的出苗率、出苗密度和株高对践踏干扰和降水变化的敏感性

图4 不同践踏处理下禾本科和非禾本科植物的出苗率和出苗密度对降水变化的敏感性


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