矮嵩草草甸功能群植物生长特征与地表温度的相关性分析

用Ｈ Ｂ Ｏ Ｏ—Ｈ ８４通道 温湿度 数据采集器 （ ６
套 ） 录 地 表 （０ｍ） 记 １ｃ 温度 。从 ５月 份 起 每 隔 ２ ｈ 时 自动记 录 一次 ， ９月份植 物 枯 黄期 为止 ， 算 到 计 日平 均地 表 温度 。
１６ Ｅ ， ．０ｍ（ ） 圆台高度 ０ ４ 四次重复， ． ｍ， 温室外未
矮 嵩草草甸功能群植物生长特征与地表温度的相 关性分析
历年 日照 平 均 值 在 ２ ０ ｈ以 上 ， 总 辐 射 量 在 ５０ 年 ６ ３ ８～６ ９ ９ ｊｃ 冷 季 持 续 时 间 长 达 ７～ ２． ２ ． ｋ．ｍ ， ８个 做 任 何处 理 的样地 为对 照 （ Ｋ） Ｃ 。
３ 结 果
３ １ 温度 变化 ．
测的 ２ 世纪全球温度将升高 １５～ ． ￣ 的范围 ｌ ． ４ ５Ｃ
内（Ｐ Ｃ，９ ４ ， 且 各 温 棚 问 的 温 度 变 化 和 ＩＣ １ ９ ） 而
模拟增温结果表 明： 处理 间和年间温度变化 明显 ， 从对照至 Ａ温棚 ， 温度逐渐升高； ２０ 从 ０４年
升高分蘖数和叶片数逐渐减少 ， 但分 蘖数 和叶片 （ ２ ， 明黑 褐 苔 草 的 高 度 随 温 度 的升 高 而 增 表 ）说
数 与地 表 温 度 均 呈 二 次 函数 形 式 变 化 ， 明 分 蘖 加 。 因此 ， 一定 的温 度 范 围 内 ， 温有 利 于 矮 生 说 在 增 数 和 叶 片数 随地 表温 度 的 升 高先 减 少 后 增 加 。黑 嵩草 与黑 褐 苔 草 的生 长 发 育 ， 果 增 温 幅度 较 大 如 褐苔 草 的分蘖 数 和 叶片数 与地 表 温 度 呈 负相 关 关 则不 利 于该 功 能 群 植 物 的生 长 发 育 ， 持 续 增 温 但 系但 不显 著 （ ２ 。矮 生 嵩 草 和 黑褐 苔 草 的分 蘖 却有 利 于黑褐 苔草 高 度 的增 加 。 表 ）
图 １ 处理 Ｃ圆 台形开 顶式 温棚 示 意 图
２ ４ 数据分析 ． 分蘖、 叶片等的变异数均指 ８ 月份最大值与 ５ 月份最小值之差 。 所 有数 据均 用 Ｅ ｃｌＳ Ｓ ｘｅ、Ｐ Ｓ软件处 理 。
至 ２０ ０ ６年 温度逐 年升 高 （ ２ 。与对 照相 比， 表 ） ２０ 年 、 ０ 年 、 ０ 年 Ａ温棚地表温度分别平 ０４ ２ ５ ２ ６ ０ ０ 均升高了 ２ １ ２ ４ ２ １ 表 ２ 。本模 拟增 ．ｏ ． ￣ ． Ｃ、 Ｃ、 ｏ Ｃ（ ） 温试 验温 室 的增温 量 ， 在大气 环 流模 型 （ Ｃ ） Ｇ Ｍｓ 预
ｌ１
９
９
０． Ｏ． Ｏ． Ｏ． Ｏ． Ｏ ２ ４ ６ ８
３
４
５
６
２
３ 平 均 海 拔 ３０ ｍ。该 区气 候 具 有 典 型 的 高 ３Ｅ， ９０ 原 大 陆性 特 点 ， 四季 之 分 ， 有冷 暖 季 之别 ， 无 仅 冷 季 漫长 、 燥 而 寒 冷 ， 季短 暂 、 润 而 凉 爽 。温 干 暖 湿
度 年 差较 小 ， 日差较 悬 殊 ， 阳辐 射 强 烈 ， 地 而 太 各
第２ ０卷
第 ３期
青 海
草 业
Ｖ０ ． １ ２０． ． Ｎｏ ３ Ｓ ｐ． ０１１ ｅ ２
２１ ０ １年 ９月
ＱＮ Ｈ Ｉ Ｒ Ｔ Ｃ Ｌ Ｕ Ｅ ＩＧ Ａ Ａ Ａ Ｕ Ｔ Ｒ Ｐ
文章 编 号 ：０ ８—１４ （０ １ ０ ０ ０ ０ １０ ４ ５ ２ １ ） ３— ０ ２— ６
高度变异数 （ｍ ｃ）
图 ２ 矮 生 嵩草 与地表 温度 的相 关性
４
矮 嵩草草甸功能群植物生长特征与地表温度 的相 关性分析
赵建 中等
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分解 、 理特 征 及 群 落 结 构 等 对 增 温 的 响应 进 行 生
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，
已经 成为 一 个 不争 的事 实 。到 ２０ １０年 为
止， 全球气温估计将上 升大约 １４～ ． ￣ Ｌ 。资 ． ５ ８Ｃ １ ｊ
料表明 ， 藏高原近 ２ 青 ０年 来 表 现 为 升 温 ， 升 温 且 幅度较 大 。 １８ ９２—１９ ９９年 间 ， 藏 高 原 生 长 季 温 青 度 平 均 每 年 增 加 ０ ７ ℃ ，高 于 全 国 的 ．０ １ ００６Ｃ＿ 。冰芯 记 录结果 显示 ， ．４ ￣ ４ ｊ 青藏 高原 古代 和 现 代 气温 的变 化 幅度 均 比低 海 拔 地 区大 Ｊ 。同 时 有 关 研究 表 明 ， 青藏 高 原草 地植 被 活 动在增 强 ， 并 且 植 被 活动 的变 化 与气候 变化 （ 其是 温度 上 升 ） 尤 密切 相关 。而且 青藏 高原 属 于气 候 变化 的敏 感
２ １ 年 ０１
第２ ０卷
第 ３期
数变化 与叶 片数 变化 呈极 显 著 正相关 关 系 （ 表
除 了黑褐 苔草 的高度 与 地 表 温 度呈 线 性 关 系 ２ ， ） 表明分蘖数 和叶片数在地表 温度发生变 化时 外 ， 生嵩 草 与 黑 褐 苔 草 的分 蘖 数 、 片 数 、 度 关 系密切且同向变化。矮生嵩草的高度与地表温 矮 叶 高 与 地表 温 度均 呈二 次 函数形 式 变化 （ ２，） 图 ３。 变 化呈 显 著 负 相 关 关 系 （ ２） 即 随地 表 温 度 的 表 ， 度 呈极 显 著 正 相 关 关 系 （ ２） 说 明矮 生 嵩 草 的 表 ， 高度 与 地 表 温 度 呈 线 性 关 系 且 达 到 极 显 著 水 平 矮 生 嵩草 的分 蘖 数 和 叶 片数 变 化 与 地表 温 度 高度 随温 度 的 升 高 先 增 加 后 减 小 ， 黑 褐 苔 草 的 而
区 和生态 脆 弱 带 Ｊ是 研 究 陆地 生 态 系统 对 气 候 ，
了大量研究 ， 但从植物个体角度出发 ， 对不同 功 能群植 物 种 与 增 温 关 系方 面 的研 究 相 对 较 少 ，
因此 ， 研究 以青 藏 高 原 的 矮 生嵩 草 草 甸 （ ｏｒ． 本 Ｋ ｂｅ ｓ ｕ ｌ ｅｄｗ） ｉ ｈｍｉｓｍ ａｏ 为研 究 对 象 ， 用 国 际冻 原 计 ａ ｉ 采 划 Ｏ Ｃ模 拟 增 温 方 法 对 高 寒 草 甸 不 同功 能 群 主 Ｔ 要植 物种 进 行 了研 究 ， 讨 了不 同功 能群 主要 植 探 物种 生 长特 征 与 地 表 温 度 的相 关 性 ， 旨在 揭 示 不
同功能群 植 物 对 增 温 的 响 应 ， 预测 在 全 球 变 暖 条
件下 ， 矮生 嵩 草草 甸 植物 功 能群 的演 变趋 势 ， 退 为
化 草地 治 理和植 物 多样性 保 护提 供理 论依 据 。
ｌ 研 究 区 域 概 况
研究选定青海省果洛藏族 自治州玛沁县大武
乡 ， 理位 置 为 ３ 。 ９ 地 ７ ２ ～３ 。 ５ Ｎ，０ 。２ ７ ４ １ １ １ 一１ １ ０。
在 轻度退 化 的矮 生 嵩 草 草 甸 样 地 内 ， 设 面 布
积 ４ ｍ × ３ 的增温 试 验样 地 。内 置 ５个 增 温梯 ０ ３ｍ
分别在 ５种处理和对照中选定代表莎草科功 能群 的矮 生 嵩草 （ ｏｒ ｉ ｈｍ ｌ ） Ｋ ｂ ｓ ｕ ｉ 和黑褐 苔 草 ｅａ ｉ ｓ （ ａｃ ｌｆｓ ） 物 各 ２ Ｃ ｒ ａｒ ｕｃ 植 ｘ ｏ ａ ０株 。２０ ０４～２０ ０ ６年 间 的 ５月（ 返青期）～ ９月 （ 枯黄期 ） 每月对标定植 ， 物定 株观 测 记 录其 生 长 特 征 。主要 观 测 指 标 为 ： 分蘖 数 （ 分 株 计 ） 叶 片数 （ 以 、 以完 全 展 开 的 绿 叶 为准） 和高度。
２ ３ 温度 测 定 ．
度的开顶式小室（ Ｔ ） 用材料为聚氯 乙烯塑料 ， ＯＣ （ 圆台型框架用细钢筋 制作 ） 图 １ 。随机设 置 ５ （ ） 种处 理 ， 温小 室 的底部 与 顶部 直 径 依 次 为 ０ ８ 增 ．５
ｍ 和 ０ ４ Ａ） １ １ 和 ０ ７ Ｂ） １ ４ ｎ ． ０ｍ（ 、 ． ５ ｍ ． ０ｍ（ 、 ． ５ ｒ 和 １０ Ｃ） １７ ｌ １ ３ Ｄ） ２ ０ ｎ和 ．０ｍ（ 、 ．５ ｎ 和 ． ０ ｍ（ 、 ． ５ｒ
ｌ ３
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１ Ｏ １ １ ４ １ ６ ． ２ ．２ ． ．２ ． ． １ ８ ．Ｏ ２
２
２２
分蘖变wk.baidu.com数
叶片变异数
０
圭 ３
１ ２
＋
０ ６
ｌ ０
９ １ ５ ． ２． ５ ３． ５ ４． ５
变化 响应 机 制 的理想 场所 。 全球 变 暖必 将 影 响植 物 的 生 理 生 态 特 征 ， 进 而对 植物 个 体 、 群落 、 态 系统 乃 至 整个 生物 圈产 生 生 巨大影 响 Ｊ 。许 多研 究人 员采 用 了基 于 国际 冻
原 计 划 （Ｔ Ｘ） 模 拟 增 温 （ Ｔ 方 法 对 青 藏 高 ＩＥ 的 Ｏ Ｃ） 原植物生物量、 物生长特征 、 殖 、 植 繁 枯枝 落 叶 的
表１
温棚大小显著 或极显著相关 ， 说明各处 理间的模 拟增温效应是 比较理想 的 。
不 同处理年 间地 表 温度 变化
２ ４ ＯＯ ２０ ｏ５
ｌ ８１ Ｏ． １． １ ７３ １ ２０ ３． ｌ ９１ １．
９． ６Ｏ １ ７１ ０． １ ５ ２． ６
９ ３ ．６
式变化， 明少量增温有利于该功能群植物的生长发育 ， 说 但持 续增 温则不利 于该功 能群植 物的生长发
育。
关 键 词 ： 嵩草草 甸； 能群 ； 长特征 ； 矮 功 生 地表 温度 ； 关性 相 中 图分类 号 ：８ ２ ０ 文献标 识 码 ： ￥ １．５ Ａ 气 候 变 暖 作 为 全 球 变 化 的 主 要 表 现 之
１ ２２ ０． １ １ ２． ７ １ ５８ Ｏ．
９． ５ １ １ ０．１ ７ １ ． ０ １８
８． ２ ９
９． ６７ ｌ１ ３ ．９
８． ６ ６
８ ５ ．２ ｌ．３ １ １
９． ３ ４
２ｏ ０６
平 均
１ ．６ Ｏ ９
ｌ．７ ０ ３
９９ ．９
３
青海 草业 ３ ２ 莎草科 功能 群植 物 ．
矮 嵩草草甸功能群植物 生长特征 与 地表温度 的相关性分析
赵建中 ， 刘 伟 周华坤 周玉碧 杨月琴 ， ， ，
（． １ 中国科 学院 西北 高原 生物研 究所 ， 青海 西宁 ８００ ； １０ １ ２ 中 国科 学 院研 究生 院 ， ． 北京 １０ ３ ；． 海省草 原 总站 ， 海 西宁 ８００ ） ００ ９ ３ 青 青 １０ １ 摘 要 ： 于 国际 冻原计 划 （Ｔ Ｘ） 拟 增温 效应 对植 物 影响 的研 究 方 法 ， 置温 度 梯 度 ， 物 种 个体 水 平 基 ＸＥ 模 设 从 研 究了莎草科功能群植物生长特征 与地表温度的相 关性。结果表明 ： 莎草科功 能群 除了黑褐苔草的高 度与地表温度呈线性关 系外 ， 生嵩草与黑褐 苔草的分蘖数、 矮 叶片数、 高度与地表 温度均呈二次 函数 形
２ ２ 定株 观 测 ．
赵建 中等
月； 暖季 湿润 约 ４～５个 月 ， 平 均 气 温 在 Ｏ 以 年 ℃
下， 全年无 绝 对 无霜 期。年 降水 量 为 ４ ０ ｍ 一 ２ｍ ５０ ｍ， ６ ｒ 多集 中在 ６ １ ａ — ０月¨ 。
２ 研 究 方 法
２． 样 地 设 置 １