Responses of growth and biomass allocation of Artemisia ordosica to desertification in Mu Us Sandyland

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2021.00129

Journal of Desert Research ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (1): 123-133.DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2021.00129

Responses of growth and biomass allocation of Artemisia ordosica to desertification in Mu Us Sandyland

Yingtao Sun¹(), Yanpeng Yue¹, Long Cheng¹, Yingjun Pang¹, Heju Zhao¹, Bingqiang Fei¹, Xiaomin Xiu¹, Bo Wu¹, Yuxing Zhao², Lin Shi², Jinjun He², Xiaohong Jia¹()

^1.Institute of Desertification Studies / Key Laboratory of Desert Ecosystem and Global Change / Institute of Ecological Conservation and Restoration，Chinese Academy of Forestry，Beijing 100091，China
^2.Ordos Forestry and Grassland Research Institute，Ordos 017000，Inner Mongolia，China

Received:2021-07-09 Revised:2121-10-09 Online:2022-01-20 Published:2022-01-28
Contact: Xiaohong Jia

Abstract

Abstract:

The resource allocation pattern of plants can reflect the ecological adaptation strategies of plants to the environment. In this study， Artemisia ordosica a dominant semi-shrub in the Mu Us Sandyland was selected as the research object. The growth characteristics and biomass allocation law of A. ordosica in different degrees desertification （potential， slight， moderate， and severe） were systematically analyzed by the sample plot survey method. The results showed that：（1） With the intensification of desertification， the density of A. ordosica population per unit area and above-ground biomass decreased， and the mortality rate increased. （2） The intensification of desertification will promote the growth of A. ordosica individuals. The total above-ground biomass increased from 374.4 g·plant^-1 （potential） to 2 999.6 g·plant^-1 （severe） that year， increase by 701.18%； this During the process， the reproduction and distribution of A. ordosica increased significantly， and the nutrient distribution was significantly reduced （P<0.05）. The reproduction and distribution of Art. The reproduction and distribution of A. ordosica reached 40.6% and 62.4% in the stage， which were much higher than the potential desertification stage. （3） The diameter， length and biomass of the vegetative branches and reproductive branches of A. ordosica increased with the increase of the degree of desertification， but the biomass of the vegetative branches of Art. The desertification stage is about 2.0 and 0.7 times the two. （4） Facing the intensification of desertification， the indicators （leaf biomass， stem biomass， ear biomass， leaf density and ear density） of A. ordosica vegetative branches and reproductive branch components showed an overall increasing trend， but A. ordosica The proportion of leaf distribution decreased significantly （P<0.05）， and the proportion of stem distribution increased first and then decreased. The proportion of stem distribution for vegetative growth of A. ordosica in the mild desertification stage was the largest （41.1%）， while the reproductive branch component in the ear （seed） The proportion of distribution continues to increase. Therefore， the development of desertification seriously affects the survival and development of A. ordosica populations， but the individual growth and biomass distribution patterns of A. ordosica will be adjusted and weighed as the degree of desertification intensifies. The individual growth strategy of A. ordosica will shift from vegetative growth. The main reproductive growth is transformed.

Key words: desertification, biomass, reproductive allocation, vegetative allocation, resource allocation pattern, trade-off

CLC Number:

Q948.11

Yingtao Sun, Yanpeng Yue, Long Cheng, Yingjun Pang, Heju Zhao, Bingqiang Fei, Xiaomin Xiu, Bo Wu, Yuxing Zhao, Lin Shi, Jinjun He, Xiaohong Jia. Responses of growth and biomass allocation of Artemisia ordosica to desertification in Mu Us Sandyland[J]. Journal of Desert Research, 2022, 42(1): 123-133.

Figures/Tables 8

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沙漠化程度	植被覆盖度/%	流沙面积占比/%	一定时间内流沙面积年均扩大占该地面积/%	结皮盖度 /%	植物群落特征		地形特征
沙漠化程度	植被覆盖度/%	流沙面积占比/%	一定时间内流沙面积年均扩大占该地面积/%	结皮盖度 /%	优势种	草本	地形特征
潜在	>60	<5	<1	64.38	油蒿	狗尾草、灰绿藜、针茅、沙葱、蒺藜	未见沙丘或风蚀坑
轻度	30—60	5—25	1—2	30.21	油蒿	狗尾草、阿尔泰狗娃花、刺藜、细叶苦荬菜、乳浆大戟	较平缓沙地、固定沙丘，出现小面积风蚀坑
中度	10—30	25—50	2—5	13.42	油蒿	虫实、沙米、乳浆大戟	平缓沙地、半固定沙丘，出现较大风蚀坑
重度	<10	>50	>5	0	油蒿	沙米	大、中型裸沙丘，大型风蚀坑，半流动或流动沙丘

沙漠化程度	植被覆盖度/%	流沙面积占比/%	一定时间内流沙面积年均扩大占该地面积/%	结皮盖度 /%	植物群落特征		地形特征
沙漠化程度	植被覆盖度/%	流沙面积占比/%	一定时间内流沙面积年均扩大占该地面积/%	结皮盖度 /%	优势种	草本	地形特征
潜在	>60	<5	<1	64.38	油蒿	狗尾草、灰绿藜、针茅、沙葱、蒺藜	未见沙丘或风蚀坑
轻度	30—60	5—25	1—2	30.21	油蒿	狗尾草、阿尔泰狗娃花、刺藜、细叶苦荬菜、乳浆大戟	较平缓沙地、固定沙丘，出现小面积风蚀坑
中度	10—30	25—50	2—5	13.42	油蒿	虫实、沙米、乳浆大戟	平缓沙地、半固定沙丘，出现较大风蚀坑
重度	<10	>50	>5	0	油蒿	沙米	大、中型裸沙丘，大型风蚀坑，半流动或流动沙丘

沙漠化程度	生长情况
沙漠化程度	密度/(株·m^-2)	高度/cm	冠幅/m²	枯死率/%	地上生物量/(g·m^-2)
潜在	1.32±0.04^a	40.23±2.00^c	0.63±0.06^c	14.32^ab	706.10^a
轻度	0.96±0.01^b	46.53±1.74^b	0.90±0.12^b	12.10^b	528.05^b
中度	0.42±0.00^c	45.53±1.25^b	0.84±0.03^b	17.41^a	389.35^c
重度	0.09±0.00^d	55.08±1.80^a	1.34±0.08^a	1.12^c	279.96^d

沙漠化程度	生长情况
沙漠化程度	密度/(株·m^-2)	高度/cm	冠幅/m²	枯死率/%	地上生物量/(g·m^-2)
潜在	1.32±0.04^a	40.23±2.00^c	0.63±0.06^c	14.32^ab	706.10^a
轻度	0.96±0.01^b	46.53±1.74^b	0.90±0.12^b	12.10^b	528.05^b
中度	0.42±0.00^c	45.53±1.25^b	0.84±0.03^b	17.41^a	389.35^c
重度	0.09±0.00^d	55.08±1.80^a	1.34±0.08^a	1.12^c	279.96^d

枝条类型	指标	沙漠化程度
枝条类型	指标	潜在	轻度	中度	重度
营养枝	直径/mm	2.14±0.04^c	2.27±0.04^b	2.33±0.48^b	2.58±0.04^a
营养枝	长度/cm	33.90±0.89^c	36.07±0.85^c	42.16±1.22^b	46.68±1.09^a
生殖枝	直径/mm	1.83±0.03^c	1.89±0.06^c	2.09±0.04^b	2.58±0.07^a
生殖枝	长度/cm	24.49±0.51^c	26.20±0.84^b	28.31±0.82^b	35.01±0.85^a

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