古尔班通古特沙漠草本植物生物量分配特征

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2021.00123

摘要/Abstract

摘要：

草本植物层片是古尔班通古特沙漠早春生产力的主要贡献者，为深入了解荒漠草本植物在群落水平上对荒漠环境的整体适应性，分析了沙漠中部1 hm²样地中草本植物层片地上与地下生物量分配关系，并验证了草本植物层片生物量与根冠比、物种丰富度以及植株密度之间的关系。结果表明：（1）类短命植物囊果苔草（Carex physodes）是优势物种，密度为137.68株·m^-2，相对密度为72.16%，相对频度为39.29%，地上生物量占层片总生物量的近50%，地下生物量占99%；（2）层片水平草本植物根冠比具有个体大小依赖性；（3）草本植物层片地上与地下生物量无显著异速生长关系，地上生物量具有显著的密度制约关系，根冠比与植株密度之间为线性正相关关系，物种丰富度与地下和总生物量之间为倒U型关系，而地上生物量与丰富度之间为单峰关系；（4）去除层片内的类短命植物囊果苔草后，草本植物层片地上与地下生物量之间为等速生长关系，地下生物量具有显著的密度制约关系，根冠比与植株密度之间为显著的负相关关系，而物种丰富度与生物量之间均呈显著的单峰关系。研究结果在群落/层片水平上明确了荒漠草本植物生物量分配关系及其内在规律。

关键词: 荒漠, 草本植物, 生物量分配, 异速生长关系, 根冠比

Abstract:

Herbaceous plant layer are the main contributors to early spring productivity in the Gurbantunggut Desert. In order to understand the overall adaptability of desert herbaceous plants to the desert environment at community level， the herbaceous plant layer in the 1 hm²large plot in the middle of the desert was analyzed. The relationship between aboveground and belowground biomass distribution， and the relationship between herbaceous plant layer biomass and root-shoot ratio， species richness and plant density were verified. The results showed as follows：（1） The ephemeral plant Carex physodes was the dominant species with a density of 137.68 （plant·m^-2）， a relative density of 72.16%， a relative frequency of 39.29%. The aboveground biomass accounted for nearly 50% of the total biomass， while the belowground biomass accounted for 99%. （2） The root-to-shoot ratio of herbaceous plants at the community level was individual size-dependent. （3） There was no significant allometric growth relationship between the aboveground and belowground biomass of herbaceous plants， and the above-ground biomass had a significant density-constraining relationship. There was a linear positive correlation between root-shoot ratio and plant density. The relationship between species richness and belowground biomass and total biomass was an inverted U-shaped relationship， while the relationship between aboveground biomass and abundance was a unimodal relationship. （4） After removing the ephemeral plant C. physodes in the community， the herbaceous plants had a constant growth relationship between the aboveground and belowground biomass. The belowground biomass had a significant density-constraining relationship， and the root-to-shoot ratio and plant density were significantly negative correlation， and there was a significant unimodal relationship between species richness and biomass. The results of the study clarified the biomass distribution relationship and internal laws of desert herbaceous plants at the community/layer level.

Key words: desert, herbaceous plants, biomass allocation, allometric relationship, root to shoot ratio

中图分类号:

Q948

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图/表 8

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物种	密度/(株·m^-2)	频度	相对密度/%	相对频度/%
囊果苔草（Carex physodes）	137.68	99	72.16	39.29
尖喙牻牛儿苗（Erodium oxyrhinchum）	31.20	73	16.35	28.97
琉苞菊（Hyalea pulchella）	0.56	4	0.29	1.59
刺沙蓬（Salsola ruthenica）	0.72	13	0.38	5.16
齿稃草（Schismus arabicus）	10.44	14	5.47	5.56
旱麦草（Eremopyrum triticeum）	4.24	9	2.22	3.57
角果藜（Ceratocarpus arenarius）	3.84	20	2.01	7.94
黑鳞顶冰花（Gagea nigra）	0.04	1	0.02	0.40
疏齿千里光（Senecio subdentatus）	0.04	1	0.02	0.40
土大戟（Euphorbia turczaninowii）	0.08	2	0.04	0.79
对节刺（Horaninowia ulicina）	0.56	5	0.29	1.98
弯果葫芦巴（Trigonella ammophilus）	0.08	2	0.04	0.79
假狼紫草（Nonea caspica）	0.28	4	0.15	1.59
条叶庭荠（Alyssum linifolium）	0.68	4	0.36	1.59
沙蓬（Agriophyllum squarrosum）	0.36	1	0.19	0.40
总体	190.8	252	100	100

物种	密度/(株·m^-2)	频度	相对密度/%	相对频度/%
囊果苔草（Carex physodes）	137.68	99	72.16	39.29
尖喙牻牛儿苗（Erodium oxyrhinchum）	31.20	73	16.35	28.97
琉苞菊（Hyalea pulchella）	0.56	4	0.29	1.59
刺沙蓬（Salsola ruthenica）	0.72	13	0.38	5.16
齿稃草（Schismus arabicus）	10.44	14	5.47	5.56
旱麦草（Eremopyrum triticeum）	4.24	9	2.22	3.57
角果藜（Ceratocarpus arenarius）	3.84	20	2.01	7.94
黑鳞顶冰花（Gagea nigra）	0.04	1	0.02	0.40
疏齿千里光（Senecio subdentatus）	0.04	1	0.02	0.40
土大戟（Euphorbia turczaninowii）	0.08	2	0.04	0.79
对节刺（Horaninowia ulicina）	0.56	5	0.29	1.98
弯果葫芦巴（Trigonella ammophilus）	0.08	2	0.04	0.79
假狼紫草（Nonea caspica）	0.28	4	0.15	1.59
条叶庭荠（Alyssum linifolium）	0.68	4	0.36	1.59
沙蓬（Agriophyllum squarrosum）	0.36	1	0.19	0.40
总体	190.8	252	100	100

指标	参数	全部物种	除去囊果苔草	囊果苔草
地上生物量/(g·m^-2)	生物量范围	0.690—17.616	0—17.058	0.135—11.243
地上生物量/(g·m^-2)	均值±标准误	5.599±0.268	2.316±0.305	3.283±0.212
地下生物量/(g·m^-2)	生物量范围	1.147—129.820	0—2.048	1.414—129.820
地下生物量/(g·m^-2)	均值±标准误	42.687±2.936	0.316±0.039	42.371±2.955
总生物量/(g·m^-2)	生物量范围	2.958—140.283	0—19.106	1.550—140.283
	均值±标准误	48.286±2.976	2.632±0.341	45.654±3.135
根冠比	范围	0.165—34.436	0—0.476	4.420—34.436
根冠比	均值±标准误	8.799±0.623	0.162±0.009	12.883±0.567

指标	参数	全部物种	除去囊果苔草	囊果苔草
地上生物量/(g·m^-2)	生物量范围	0.690—17.616	0—17.058	0.135—11.243
地上生物量/(g·m^-2)	均值±标准误	5.599±0.268	2.316±0.305	3.283±0.212
地下生物量/(g·m^-2)	生物量范围	1.147—129.820	0—2.048	1.414—129.820
地下生物量/(g·m^-2)	均值±标准误	42.687±2.936	0.316±0.039	42.371±2.955
总生物量/(g·m^-2)	生物量范围	2.958—140.283	0—19.106	1.550—140.283
	均值±标准误	48.286±2.976	2.632±0.341	45.654±3.135
根冠比	范围	0.165—34.436	0—0.476	4.420—34.436
根冠比	均值±标准误	8.799±0.623	0.162±0.009	12.883±0.567

数据类型	相关生长指数				等速生长检验
数据类型	R²	P	α	95%CI	F	P	类型
全部物种	0.011	0.296	—	—	—	—	—
去除囊果苔草	0.855	<0.001	0.9232	0.845—1.009	3.219	0.077	等速关系
囊果苔草	0.841	<0.001	1.151	1.062—1.247	12.123	0.001	异速关系