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降水变化下荒漠草原植物群落共存物种根、叶功能性状的差异与权衡

Differences and trade-offs in root and leaf functional traits of coexisting plant species in desert steppe under precipitation variability

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摘要为探究荒漠草原共存植物在降水变化下的功能性状多样性及水分适应策略,以宁夏荒漠草原为研究对象,通过截雨棚模拟五种降水量处理(减少 50%(P－50%)、减少 30%(P－30%)、自然降水(PCK)、增加 30%(P+30%)、增加 50%(P+50%)),在生长季的前、中、后期分别测定了 5 种共存植物的叶片、根系功能性状及生物量性状.结果表明:(1)不同物种功能性状间协同演化形成了差异化的抗旱策略:短花针茅(S.breviflora)通过根冠比与叶片形态的协同调整,逐渐转向更为保守的水分利用模式;牛枝子(L.potaninii)依赖深根系扩展增强深层水分获取;银灰旋花(C.ammannii)采取耐旱型策略,优化根系与叶片结构以维持水分平衡;远志(Polygala tenuifolia)对水分变化反应敏感,并通过根系投资与水分储存的权衡快速适应干旱;赖草(Leymus secalinus)依赖浅层水分吸收并快速生长,二者均偏向"资源获取型"策略.除银灰旋花外,针茅、牛枝子、赖草和远志都采用了减少地上生长并增加地下生长的抗旱策略.(2)极端降水处理(P+50%和P－50%)显著提升了荒漠草原植物群落的功能多样性水平,相较于PCK处理,P+50%和P－50%处理下群落的功能丰富度指数分别提高了 839%和 350%,功能均匀度指数分别提高了 462%和 487%,功能分异度指数分别提高了 756%和 456%,Rao二次熵指数分别提高了 458%和 379%.说明极端水分条件下群落功能趋于多样化,生态位分异增强,物种间的功能差异与协同效应提升.研究为理解干旱生态系统植物群落的适应机制及稳定性维持提供了新视角.