腾格里沙漠人工固沙植被区藓类植物形态演变特征

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2023.00119

摘要/Abstract

摘要：

形态演变特征能够反映植物体对环境变化的适应策略。为了解藓类植物适应干旱沙区环境演变的形态变化特征，以腾格里沙漠东南缘人工固沙植被区内的真藓（Bryum argenteum）、土生对齿藓（Didymodon vinealis）和齿肋赤藓（Syntrichia caninervis）为研究对象，采用空间代时间的方法，解析了不同植被年龄区（35、41、66年）的藓类植物在叶片、个体、种群和群落水平的形态特征和数量特征的变化规律。结果表明：随着植被年龄的增加，3种藓的形态性状呈现出一定的差异性。突出体现在土生对齿藓的叶面积、叶尖长和株高不断下降，而真藓和齿肋赤藓表现出非持续性变化，这可能与种内和种间的资源竞争有关。尽管如此，从整体特征来看，腾格里沙漠人工固沙植被区藓类植物在生态系统修复过程中普遍经历了由茎叶体小、密度大向茎叶体大、密度小的演变趋势。

关键词: 藓类植物, 形态适应, 植被演替, 干旱区

Abstract:

Morphological evolution features can reflect the adaptive strategy of plants to environmental changes. To understand the morphological variations of mosses in adapting to arid sandy area environment， we select three moss species （Bryum argenteum，Didymodon vinealis and Syntrichia caninervis） in the artificial stabilized sand vegetation area on the southestern edge of the Tengger Desert. Using the method of “space replacing time”， we analyzed the morphological and quantitative characteristics of mosses at for levels： leaf， individual， population， and community， in different vegetation age zones （35， 41 and 66 years）. The result revealed certain differences in the morphological traits of the three moss species at the study levels as the vegetation age increased. Specifically， D. vinealis exhibiteda continuous decrease in leaf area， awns， and plant height， while S. caninervis and B. argenteum showed non-continuous variations. The patterns of variation may be to resource competition within and between species. Nevertheless， considering the overall morphological traits， mosses in the artificially stabilized sand vegetation area of the Tengger Desert generally undergo an evolutionary trend from smaller stem-leaf shoots with higher density to larger stem-leaf shoots with low density during the process of ecosystem restoration. This study provides insights into the morphological adaptation strategies of mosses during ecosystem restoration and serves as a scientific basis for species selection of mosses in ecosystem restoration.

Key words: mosses, morphological adaptation, vegetation succession, arid zone

中图分类号:

Q948.1

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图/表 7

表1 藓类植物茎叶体结构特征比较

Table 1 The difference of stem and leaf structure among three species of mosses

藓种	茎叶体	茎	叶片	叶尖
真藓	密集丛生	茎直立且分支	叶片覆瓦状排列，干燥时黑色或褐色紧贴于茎，吸水后呈绿色，叶全缘	具透明短毛尖
土生对齿藓	密集丛生	茎直立且分支	叶片轮生，长舌状，干燥时黑色或褐色紧贴于茎，吸水后呈墨绿色或绿色一定角度展开呈“五角星”状，叶全缘	叶尖狭长
齿肋赤藓	密集从生	茎直立且分支	叶片莲座状集生，干燥时黑色或褐色紧贴于茎，吸水后叶片青色或绿色，呈莲座状展开，叶全缘	透明长毛尖且具齿

图1 腾格里沙漠人工固沙植被演替过程中3种藓叶片形态演变特征注：不同大写字母表示同种藓类不同植被年龄差异显著（P<0.05），不同小写字母表示同一植被年龄不同种藓差异显著（P<0.05）

Fig.1 Leaf morphological variations of three mosses along succession of the artificial sand-fixing vegetation in Tengger Desert

图2 腾格里沙漠人工固沙植被演替过程中3种藓株高和密度演变特征注：不同大写字母表示同种藓类不同植被年龄差异显著（P<0.05），不同小写字母表示同一植被年龄不同种藓差异显著（P<0.05）

Fig.2 Plant height and Density variations of three mosses along succession of artificial sand-fixing vegetation in Tengger Desert

图3 腾格里沙漠人工固沙植被演替过程中3种藓地上生物量演变特征注：不同大写字母表示同种藓类不同植被年龄差异显著（P<0.05），不同小写字母表示同一植被年龄不同种藓差异显著（P<0.05）

Fig.3 Aboveground biomass of individual and population variations of three mosses along succession of artificial sand-fixing vegetation in Tengger Desert

图4 腾格里沙漠人工固沙植被演替过程中3种藓群落指标演变特征

Fig.4 Community indices variations of three mosses along succession of artificial sand-fixing vegetation in Tengger Desert

图5 腾格里沙漠人工固沙植被年龄与演替过程中3种藓各水平指标间Spearman相关性注：Va：植被年龄； La：叶面积； Ll：叶长； Lt：叶尖长； Ln：叶片数量； Bi：个体地上生物量； Bp：种群地上生物量； H：株高； D：密度； C：盖度

Fig.5 Spearman correlation analysis of relevant indexes of three mosses in different levels along succession artificial sand-fixing vegetation in Tengger Desert

图6 腾格里沙漠人工固沙植被演替过程中3种藓形态变化可能机理

Fig.6 Possible mechanism of morphology variations of the three mosses along the succession of artificial sand-building vegetation.

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