科尔沁沙地沙质草地与固定沙丘植物群落结构对极端干旱的响应

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2020.00065

科尔沁沙地沙质草地与固定沙丘植物群落结构对极端干旱的响应

孙一梅^,¹, 田青^,¹, 吕朋²^,³, 郭爱霞³, 李平平¹, 朱丽琴¹, 左小安²

1.甘肃农业大学林学院，甘肃兰州 730070

2.中国科学院西北生态环境资源研究院奈曼沙漠化研究站，甘肃兰州 730000

3.中国科学院大学，北京 100049

Response of structure of plant community to extreme drought in fixed dunes and grassland in the Horqin Sandy Land

Sun Yimei^,¹, Tian Qing^,¹, Lv Peng²^,³, Guo Aixia³, Li Pingping¹, Zhu Liqin¹, Zuo Xiaoan²

1.College of Forestry，Gansu Agricultural University，Lanzhou 730070，China

2.Naiman Desertification Research Station，Northwest Institute of Eco-Environment and Resources，Chinese Academy of Sciences，Lanzhou 730000，China

3.University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049，China

通讯作者: 田青（E-mail: 1620436081@qq.com）

收稿日期: 2020-03-09 修回日期: 2020-07-07 网络出版日期: 2021-01-29

基金资助:

国家自然科学基金项目. 41622103. 41571106
中国科学院青年创新促进会项目. 1100000036

中国科学院大学生创新实践训练计划

Received: 2020-03-09 Revised: 2020-07-07 Online: 2021-01-29

作者简介 About authors

孙一梅（1995—），女，甘肃张掖人，硕士研究生，主要从事水土保持与植被恢复方面的研究E-mail:1142309846@qq.com , E-mail：1142309846@qq.com

摘要

为了探究沙地植物群落结构特征对极端干旱的响应，通过野外模拟试验开展了极端干旱（生长季减雨60%与干旱60 d）对沙质草地和固定沙丘植物群落丰富度、地上生物量和叶性状等群落结构特征影响的研究。结果表明：（1）生境变化对植物群落地上生物量和叶干物质含量（LDMC）具有显著影响（P<0.05），草地地上生物量和LDMC显著高于固定沙丘，而物种数、植被盖度、高度和比叶面积（SLA）在两种生境间无显著差异（P>0.05）；（2）极端干旱处理显著影响沙地植物群落盖度、地上生物量和LDMC（P<0.05），减雨60%显著降低了植物群落盖度和地上生物量，而干旱60 d显著降低了植物群落盖度、地上生物量、高度和LDMC；植被特征和叶性状在减雨60%和干旱60 d处理间无显著差异（P>0.05）；（3）减雨60%和干旱60 d显著降低了草地和固定沙丘的植被盖度和地上生物量，而干旱60 d也降低了固定沙丘的植物高度和LDMC（P<0.05）；（4）相关分析表明，沙地植物群落地上生物量与盖度、高度和LDMC显著正相关（P<0.05）。极端干旱事件的发生会极大地改变沙地一年生为主的植物群落组成和功能，而沙地不同生境植被则通过改变植物群落组成、优势种及其关键性状的变化来适应极端干旱。

关键词： 极端干旱 ; 生境类型 ; 植被特征 ; 叶性状

Abstract

In order to investigate the response of structure of plant community to extreme drought in different habitats in sandy land， the effects of extreme drought （rain reduction 60% and 60 days drought in growing season） on vegetation community characteristics and leaf traits in sandy grassland and fixed dunes were studied. The results showed that：（1） Habitat change has a significant impact on the above-ground biomass and leaf dry matter content （LDMC） of plant communities （P<0.05）. Above-ground biomass and LDMC in grasslands are significantly higher than in fixed dunes， while species numbers， vegetation coverage， height and specific leaf area （SLA） no significant difference between the two habitats （P>0.05）；（2） Extreme drought treatment significantly affected plant community coverage， above-ground biomass， and LDMC （P<0.05）， 60% rainfall reduction significantly reduced plant community coverage and above-ground biomass， and 60 days of drought significantly reduced plant community coverage， above-ground biomass， height and LDMC； there were no significant differences in vegetation characteristics and traits between 60% rainfall reduction and 60 days drought treatment （P>0.05）；（3） 60% rainfall reduction and 60 days of drought significantly reduced the vegetation coverage and above-ground biomass of grassland and fixed dunes， and 60 days of drought also reduced the plant height and LDMC of fixed dunes （P<0.05）；（4） Correlation analysis showed that above-ground biomass of sandy plant communities was significantly positively correlated with coverage， height， and LDMC （P<0.05）. Vegetation in different habitats of sandy land adapts to extreme drought through changes in plant community composition， dominant species and their leaf dry matter content.

Keywords： extreme drought ; habitat types ; vegetation characteristics ; leaf traits

PDF (1165KB) 元数据多维度评价相关文章导出 EndNote| Ris| Bibtex 收藏本文

本文引用格式

孙一梅, 田青, 吕朋, 郭爱霞, 李平平, 朱丽琴, 左小安. 科尔沁沙地沙质草地与固定沙丘植物群落结构对极端干旱的响应. 中国沙漠[J], 2021, 41(1): 129-136 doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2020.00065

Sun Yimei, Tian Qing, Lv Peng, Guo Aixia, Li Pingping, Zhu Liqin, Zuo Xiaoan. Response of structure of plant community to extreme drought in fixed dunes and grassland in the Horqin Sandy Land. Journal of Desert Research[J], 2021, 41(1): 129-136 doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2020.00065

0 引言

人类活动的加剧显著影响全球大气循环格局，导致极端气候事件频发^［1-2］。1959—2009年中国南方降水高于正常水平，而北方降水低于正常水平，降水格局从“南干北湿”转变为“北干南湿”^［3］。中国内蒙古草原区多呈暖干化趋势^［4］。多个模型预测未来极端干旱和极端降水事件发生的频率和强度会逐渐增加^{［2，5-6］}。分布在干旱半干旱地区的沙地植物对降水变化较为敏感，一次有效的降水可能导致植物群落发生显著变化^［7］。封育作为退化沙地植被恢复和生态重建的重要措施，可以降低或完全排除人畜对草地生态系统的影响，促进植被生产力恢复^［8-9］。固定沙丘与沙质草地经过长期自然封育形成，两种生境间土壤资源差异导致植物群落特征及功能性状存在明显差异^［10-11］。

植物群落组成和结构是自然演替的结果，对生态系统的稳定性具有深远影响^［12］。在持续围封固定过程中，沙丘植物群落的物种丰富度、生物量及生物多样性等发生明显变化。大部分研究发现退化植被恢复过程中物种丰富度、盖度、密度及生物量增加^［13-15］，但也有学者认为过度封育反而会使植物群落出现逆行演替趋势，甚至退化现象^［8，16］。植物功能性状作为连接植物与环境的桥梁，反映了植物对环境变化的响应与适应以及不同性状间的相互权衡^［17］，其中比叶面积（SLA）和叶干物质含量（LDMC）是研究植物功能性状普遍适用的指标^［18］。通常情况下，不同环境中的植物会采取不同的权衡策略来适应环境，以实现资源的最优分配。

近年来，有关科尔沁沙地退化植被恢复方面的研究已经取得了许多重要进展^［19-20］，但在极端干旱条件下，该区域环境条件相对较好的沙质草地和固定沙丘植被特征及叶性状变化差异的有关研究仍然较少。因此，本研究调查了沙质草地和固定沙丘两种生境的植物群落组成、高度、盖度和地上生物量，并对其主要优势种的SLA和LDMC进行测度，旨在探讨科尔沁沙地两种不同生境中植物群落特征和功能性状对极端干旱的响应与适应，为深入了解退化植被恢复过程中植物群落特征和性状对极端干旱的响应提供一定的理论依据和实践基础。

1 材料与方法

1.1　研究区概况

研究区位于科尔沁沙地中南部内蒙古通辽市奈曼旗（42°55′—42°57′N，120°40′—120°43′E）境内，属温带大陆性季风半干旱气候，海拔约360 m，年均气温约6.4 ℃，其中1月最低气温-13.1 ℃，7月最高气温23.7 ℃，全年≥10 ℃的有效积温大于3 000 ℃，无霜期150 d，年降水量约360 mm，其中70%—80%的降水集中在6—8月，年蒸发量约1 972.8 mm。年均风速3.2—4.1 m·s^-1，春冬两季盛行西北风，夏秋两季为西南风。该研究区流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘、丘间低地等各种沙丘类型镶嵌分布，土壤类型以栗钙土为主。流动沙丘优势种为沙米（Agriophyllum squarrosum）和狗尾草（Setaria viridis）；半固定沙丘优势种为大果虫实（Corispermum macrocarpum）和差巴嘎蒿（Artemisia halodendrom）；固定沙丘优势种为冷蒿（Artemisia frigida）和黄蒿（Artemisia scoparia）；草地优势种为黄蒿（Artemisia scoparia）、砂蓝刺头（Echinops gmelini）和糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）等^［21］。

1.2　试验设计

本研究依托中国科学院西北生态环境资源研究院奈曼沙漠化研究站，选择长期动态监测的沙质草地和固定沙丘为研究对象。每种生境类型内设置不同的降雨处理：CK（自然降雨）、减雨60%（生长季5—7月）和干旱60 d（生长季5—6月）。每处理6个重复，共36个小区，试验小区在样地内随机布设。模拟极端干旱试验采用搭建遮雨棚的方法进行，其中凹槽遮雨板的材质为高透光聚碳酸酯，透光率90%。每个试验小区的遮雨棚面积为6 m×6 m，相邻试验小区间过道宽度为2 m。为保证空气畅通将遮雨棚四面敞开，在每个遮雨棚的四周挖1 m深，用包有塑料纸的金属隔板隔开以减小水分侧向干扰。为减小边际效应，周边设置1 m的缓冲区。减雨60%的处理采用条形凹槽遮雨板等间距地固定于遮雨棚顶部，干旱60 d处理则用凹槽遮雨板将试验小区全部遮盖，试验处理结束后拆除遮雨板。

1.3　植被调查及性状测定

2019年8月生物量高峰期进行调查取样，为了避免边缘效应，限制调查采样点离边界至少1 m。在每个样地内随机设置3个1 m×1 m样方，调查每个样方中植物群落物种的组成、高度、盖度，并采用齐地面刈割法分物种收获每种植物，烘干后称重获得地上生物量。在每个样方中选择优势种作为研究对象，参照植物功能性状测定标准方法^［22］，测定比叶面积（m²·kg^-1）和叶干物质含量（g·g^-1），计算公式为：SLA=单叶面积/叶干重；LDMC=叶干重/叶饱和鲜重。

1.4　数据分析

重要值=（相对高度+相对盖度+相对生物量）/3

样地物种数定义为3个调查样方中不同植物种数之和。

群落水平的植物性状值用植物群落功能性状（CWM）表示^［23］，计算公式为：

C W M = \sum_{i = 1}^{n} P_{i} \cdot t r a i t_{i}

（1）

式中：P_i是物种i在群落内的相对生物量，即物种i的生物量与群落中全部值物种生物量和的比值；trait_i是物种i的性状值。

采用单因素方差分析比较不同降雨处理间、生境类型间植被群落特征和性状差异，双因素方差分析比较不同降雨处理、生境类型及其二者的交互作用对植被群落特征和叶性状的影响，多重比较采用最小显著差异法（LSD），所有数值均为平均值±标准误。采用皮尔逊相关分析法探究各指标间的相互关系。所有数据采用SPSS 20.0进行统计分析，Origin 9.0绘图。

2 结果与分析

2.1　不同降雨处理下沙质草地与固定沙丘植物重要值

沙质草地中，对照处理下优势种为糙隐子草和砂蓝刺头，重要值分别为25.78%、23.18%；减雨60%与干旱60 d处理下优势种均为黄蒿和砂蓝刺头，其重要值分别为26.02%、20.56%（减雨60%）和26.65%、26.14%（干旱60 d）。在固定沙丘中，对照处理下优势种为砂蓝刺头和黄蒿，重要值分别为20.95%、16.65%；减雨60%处理下的优势种为尖头叶藜和黄蒿，重要值分别为25.52%、22.92%；干旱60 d处理下的优势种为砂蓝刺头和尖头叶藜，重要值分别为30.67%、25.84%（表1）。这说明减雨和短期极端干旱处理导致植物群落组成发生变化，改变了群落的竞争结构。一年生草本黄蒿的优势度在减雨和短期极端干旱条件下高于对照处理，一年生草本砂蓝刺头的优势度在短期极端干旱下达到最大，而多年生草本糙隐子草的优势度与黄蒿表现出相反的变化趋势，表明在极端干旱条件下一年生植物比多年生植物具有更大的优势度和更强的资源竞争能力。

表1 科尔沁沙地植被在极端干旱条件下重要值的变化

Table 1 Changes of important values of vegetation in Horqin sandy land under extreme drought condition

物种	重要值/%
	沙质草地			固定沙丘
	CK	减雨60%	干旱60 d	CK	减雨60%	干旱60 d
白草(Pennisetum centrasiaticum)	10.20±0.64	7.75±3.22	2.92±0.97	5.42	4.82
糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)	25.78±1.65	14.72±4.31	17.26±3.88	15.08±3.74	15.17±1.29	16.09±4.47
大果虫实(Corispermum macrocarpum)		5.43	11.48	3.59±1.26
达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)	14.13±3.02	10.38±2.55	15.88±4.31		1.13±0.02	16.27
地锦(Euphorbia humifusa)				1.81±0.21	0.43±0.07
地稍瓜(Cynanchum thesioides)	6.00	4.05	3.17±0.53	13.43
防风(Saposhnikovis divaricate)				5.63	3.39±0.20	7.14±0.54
锋芒草(Tragus racemosus)	9.60			2.64±1.45	6.08±1.89	2.18±0.84
狗尾草(Setaria viridis)	8.87±3.22	10.09±2.39	4.04±1.13	8.05±2.18	2.27±0.85	4.75±2.19
虎尾草(Chloris virgate)			0.92	7.17		5.41±3.16
画眉(Eragrostis pilosa)	2.90		2.49±1.22	7.88±2.61	2.19	2.77±0.59
黄蒿(Artemisia scoparia)	19.85±2.43	26.02±6.75	26.65±5.44	16.65±3.51	22.92±3.97	22.44±4.26
蒺藜(Tribulus terrester)	3.50	4.63±1.68	6.21±1.51	1.31±0.13	8.84±2.26	11.49±5.70
尖头叶藜(Chenopodium acuminatum)	3.95±0.05	5.85±1.86	2.97±1.52	11.51±4.50	25.52±4.49	25.84±12.23
麻黄(Ephedra sinica)				6.15	8.86	17.99±5.82
马齿苋(Portulaca oleracea)				2.86	0.84±0.30	0.82
沙葱(Allium mongolicum)				6.39±3.23	8.77±2.20	7.77±2.44
砂蓝刺头(Echinops gmelini)	23.18±2.78	20.56±2.76	26.14±3.12	20.95±3.74	14.53±5.33	30.67±4.20
牻牛儿苗(Erodium stephanianum)	7.00±2.19	14.64±3.37	10.06±4.07	9.14
五星蒿(Bassia dasyphylla)	1.30	6.65	3.04±2.46	4.94±0.77	3.46
猪毛菜(Salsola collina)	3.70±1.12	11.15±4.98	5.03±2.84	5.18±2.32	4.35±1.10	4.04
总物种数	14	14	16	20	18	15

表中无数据处代表不同处理下进行植被调查时未调查到该物种。

新窗口打开| 下载CSV

2.2　不同降雨处理下沙质草地与固定沙丘物种数、盖度及地上生物量

生境类型对植物群落地上生物量有显著影响（P<0.05），极端干旱对植被盖度和地上生物量有极显著影响（P<0.001），两者交互作用对物种数、盖度和地上生物量无显著影响（P>0.05，表2）。

表2 生境、极端干旱及其交互作用对科尔沁沙地植物群落特征和叶性状的影响（方差分析）

Table 2 Effects of habitat, extreme drought and its interactions on community characteristicsand leaf traits in Horqin Sandy Land

处理	物种数	盖度	地上生物量	高度	比叶面积	叶干物质含量
生境	0.043	1.335	5.455^*	2.239	0.125	24.332^***
极端干旱	0.639	29.854^***	21.056^***	2.607	0.168	4.914^*
生境×极端干旱	0.447	2.603	2.240	0.605	3.986^*	0.084

*表示在0.05水平上影响显著；***表示在0.001水平影响显著。

新窗口打开| 下载CSV

沙质草地植物群落地上生物量显著高于固定沙丘（P<0.05），而物种数和盖度在两种生境间无显著差异（P>0.05）。不同干旱处理下，降雨60%和干旱60 d显著降低植物群落盖度和地上生物量（P<0.05），而物种数无显著变化（P>0.05）。交互处理下，同一生境类型不同干旱处理对植物群落物种数、盖度和地上生物量有不同影响。就沙质草地而言，减雨60%和干旱60 d显著降低群落盖度和地上生物量（P<0.05），而对物种数无显著影响；固定沙丘中植物群落盖度、物种数和地上生物量在极端干旱处理下变化与沙质草地相同。相同干旱处理下不同生境间物种数、盖度和地上生物量均无显著差异（P>0.05，图1）。这说明沙质草地和固定沙丘两种生境在响应极端干旱时植物群落特征变化差异较小。

图1

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图1 不同生境、不同干旱条件及两者间交互作用下植被特征比较

*表示不同生境间差异显著，P<0.05；小写字母表示不同干旱处理间差异显著，P<0.05

Fig.1 Variation of vegetation characteristics under different habitats, drought conditions and its interaction

2.3　不同降雨处理下沙质草地与固定沙丘株高、SLA和LDMC

生境变化对植物群落LDMC有极显著影响（P<0.001），极端干旱对LDMC有显著影响（P<0.05），两者交互作用对植物群落SLA有显著影响（P<0.05，表2）。

两种生境类型间植物群落叶性状存在明显差异，其中群落高度和SLA在沙质草地和固定沙丘间无显著差异（P>0.05），而沙质草地LDMC显著高于固定沙丘（P<0.05）。不同干旱处理对群落性状有不同的影响，其中干旱60 d显著降低植物群落高度和LDMC（P<0.05），对SLA无显著影响，减雨60%对群落高度、SLA和LDMC均无显著影响（P>0.05）。交互处理后，同一生境类型不同降雨处理对叶性状有不同的影响。就沙质草地而言，减雨60%降低了植物群落高度和LDMC，增加了SLA，但影响均不显著（P>0.05）；固定沙丘中，减雨60%降低植物群落高度、SLA和LDMC，但影响均不显著（P>0.05），而干旱60 d显著降低植物群落高度和LDMC（P<0.05），SLA无显著变化。相同降雨处理不同生境间植物群落性状具有明显差异，其中高度和SLA在两种生境间无显著变化（P>0.05），而沙质草地植物群落LDMC在干旱处理下均显著高于固定沙丘LDMC（P<0.05，图2）。以上说明沙质草地和固定沙丘植物群落通过主要叶性状的变化来在响应极端干旱环境。

图2

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图2 不同生境、不同干旱条件及两者间交互作用下植物功能性状比较

*表示不同生境间差异显著，P<0.05；小写字母表示不同干旱处理间差异显著，P<0.05

Fig.2 Variation of plant functional traits under different habitats, drought conditions and its interaction

2.4　植被特征和叶性状间的相互关系

沙地植物群落性状间存在显著的相关关系。相关分析表明地上生物量与盖度、高度及LDMC显著正相关（P<0.05），盖度与物种数和LDMC极显著正相关（P<0.01），SLA与LDMC、物种数和盖度以及高度与物种数和LDMC间呈不显著的负相关关系（P>0.05），物种数与地上生物量和LDMC，SLA与地上生物量和高度以及盖度与高度间呈不显著的正相关关系（P>0.05，表3），由此表明植物群落通过不同的性状组合来响应环境变化。

表3 科尔沁沙地沙质草地与固定沙丘植被特征和功能性状间的相互关系

Table 3 Relationship between vegetation characteristics and functional traits in Horqin sandy grassland and fixed dune

	物种数	盖度	地上生物量	高度	比叶面积
盖度	0.46^**
地上生物量	0.08	0.56^**
高度	-0.29	0.21	0.34^*
比叶面积	-0.29	-0.14	0.18	0.01
叶干物质含量	0.21	0.48^**	0.40^*	-0.08	-0.02

*表示在0.05水平显著相关；**表示在0.01水平显著相关。

新窗口打开| 下载CSV

3 讨论

植物群落组成和结构对生态系统稳定性具有十分重要的作用^［24-25］。本研究发现，极端干旱处理下，沙质草地与固定沙丘中一年生植物的优势度有所增加，而多年生植物优势度有所下降，其原因可能是一年生植物通常会采取“资源快速投资利用”策略，在短时间内快速完成资源的累积，即使在水分受限或缺乏的条件下，也能充分利用仅有的资源迅速完成其生活史^［26］。因此，在极端干旱处理后养分利用效率较高的植物迅速生长，而利用效率较低的多年生植物无法适应干旱环境，从而使其生长发育受到影响，最终导致其数量的减少。

之前的大部分调查研究发现随着退化植被的恢复，植物群落高度、盖度、物种丰富度及生物量明显增加，但沙质草地和固定沙丘间变化较小^［13］。本研究发现，除地上生物量外，植物群落高度、盖度和物种数在沙质草地和固定沙丘之间差异不显著，与前人研究结果基本一致^{［13，27］}。植物叶性状能够通过改变微环境条件直接影响植物个体的响应从而间接影响群落的动态变化对环境的响应与适应^［28］。Zuo^［29］等发现，沙质草地与固定沙丘间植物群落SLA和LDMC无明显差异，而本研究中沙质草地LDMC显著高于固定沙丘间，SLA间无显著差异。同一研究区却出现不同的研究结果，造成这种结果的原因可能是由于试验时间不同导致该区域降雨量不同，而降雨量的变化会影响植物叶片本身的结构，使得叶片含水量、叶片厚度及组织密度发生变化，进一步影响LDMC^［18］。此外，由于试验时间不同，土壤资源储量存在差异，从而造成植物群落组成和结构发生变化，研究表明种间差异对植物群落叶性状变化具有重要贡献^{［10，30］}。

水分是限制干旱半干旱地区植物生长的主要因子，降水变化会引起植物群落特征发生变化^［31］。对科尔沁沙地草地和固定沙丘调查发现，极端干旱使得两种不同生境下的植被群落高度、盖度和地上生物量显著降低，这与之前的大部分研究结果相一致^［3，32］。但也有学者认为草地生物量变化与降雨量间相关性较弱^［33］，造成这种不一致的原因可能是研究区间的差异。本研究发现减雨60%对植物群落SLA和LDMC无显著影响，这可能是由于降雨量变化对植物的影响具有滞后效应^［34-35］。干旱60 d显著降低植物群落LDMC，而SLA无显著变化，说明在降水较少的沙地中植物群落通过降低LDMC来适应生长季干旱60 d，同时进一步反映了植物群落LDMC对短期极端干旱更敏感。Wilson^［18］等也认为相较于SLA，LDMC能更好地指示植物对资源的利用，而岳喜元等^［36］发现，短期极端干旱对植物群落SLA影响显著，对LDMC影响不显著，与本研究结果不一致，可能由于干旱处理方法不同或研究区不同。

沙质草地植物群落高度和LDMC在极端干旱处理下无明显变化，而固定沙丘植物群落高度和LDMC在干旱60 d处理下明显降低，这可能是由于两种生境间土壤环境差异。王明明等^［8］通过典型相关分析（CCA）发现草地植物群落物种与土壤养分间具有很强的相关性，而固定沙丘与土壤水分间关系密切，黄小^［37］等认为土壤养分对植物功能性状具有一定程度的影响。沙质草地土壤有效氮含量和含水量高于固定沙丘^［8］，这种资源分布的差异导致不同生境植物群落对降雨变化响应不同。因此外界环境发生变化时沙质草地土壤中的养分可以起到一定的缓冲作用，以补偿干旱对植物生长造成的胁迫，故没有造成沙质草地植物群落叶性状的快速变化。然而当植物自身所处环境较差，且外界环境发生不利变化时，植物为了生存繁殖只能快速调节自身性状来适应环境，因此固定沙丘植物群落叶性状对极端干旱更为敏感。

权衡关系是植物功能性状间最普遍的一种联系方式，即群落性状之间并不是相互孤立存在的，会随着环境的变化不断进行平衡，从而形成最佳的性状组合来适应环境^［38-39］。群落生产力是表示草地生态系统恢复进程最直接的指标，从沙地植物群落各特征性状间的关系来看，盖度和高度的增加显著提高沙地植物群落地上生物量，这与其他研究结果基本一致。此外，本研究通过相关分析发现，地上生物量与LDMC间也存在显著正相关关系，说明沙地植物群落叶性状的变化会影响地上生物量的累积。李玉霖等^［40］通过比较10种一年生植物和10种多年生植物的SLA和LDMC发现，一年生植物SLA与LDMC间的负相关性不显著，而多年生植物SLA与LDMC间显著负相关。本研究中SLA与LDMC间呈不显著的负相关关系，因为两种生境中均以一年生植物为主，该结果与李玉霖等^［40］的研究结果一致。

4 结论

两种生境中植被通过改变植物群落组成、优势种及关键性状来响应和适应极端干旱。沙质草地和固定沙丘中植物重要值在不同降雨处理下发生波动变化，一年生植物黄蒿和砂蓝刺头的重要值在极端干旱条件下更高，而多年生植物糙隐子草的重要值在极端干旱条件下降低，说明极端干旱环境中一年生植物具有更大的优势。沙质草地植物群落LDMC显著高于固定沙丘，而物种数、植被盖度、地上生物量及高度均无明显变化。极端干旱处理下，植物群落盖度、高度及地上生物量显著降低。生境类型与降雨交互作用下，沙质草地和固定沙丘在极端干旱处理后，植被盖度和地上生物量显著降低，且植物群落主要通过调节叶性状来适应环境，如增加SLA，降低LDMC，以增强干旱环境中植物对资源的获取能力。相关性分析表明，沙地植物群落地上生物量与盖度和高度显著正相关，且性状的改变也会显著影响沙地植物群落地上生物量。

参考文献

原文顺序

文献年度倒序

文中引用次数倒序

被引期刊影响因子

[1]

IPCC.

Climate Change 2007：The Physical Science Basis.Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change

［R］.Cambridge，UK：Cambridge University Press，2007.