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新闻公告
临泽站科研人员发现不定根是极端干旱区灌丛沙堆生存的关键
作者: 临泽站 更新时间: 2019-09-09

        灌丛沙堆是植物灌丛拦截风沙后所形成的一种独特景观类型,在我国西北地区广泛分布。其不仅可以拦截风沙减少风沙灾害,还在荒漠区动植物多样性保护方面有重要作用。灌丛沙堆的形成及发育是植物和风沙相互作用的过程,风沙活动是灌丛沙堆形成的必要条件,而不定根系是植物适应沙埋的重要策略。然而迄今为止,灌丛沙堆适应极端干旱生境的内在机理及不定根系在灌丛沙堆发育过程中的重要作用还尚不明确。

        鉴于此,中国科学院西北生态环境资源研究院临泽站科研人员以临泽站周边荒漠区泡泡刺灌丛沙堆为研究对象,用灌丛沙堆大小来表征其发育阶段,利用全根系挖掘的方法探讨了不定根系在灌丛沙堆不同发育阶段的重要作用,目的是验证不定根系是灌丛沙堆在极端干旱生境存在和发展的关键因素的假设。结果表明:1)随着灌丛沙堆的发育,泡泡刺灌丛叶片和茎所占比例增加,而根系比例下降,表明随着灌丛沙堆的发育,泡泡刺投资更多的生物量给叶片和茎以适应沙埋干扰;2)对于发育初期的灌丛沙堆来说,不定根系中直径小于2mm细根比例低于原生根系中的细根;而对于发育后期的灌丛沙堆,不定根系中细根比例更高。这表明在灌丛沙堆发育后期,泡泡刺灌丛会将更多的生物量投资给不定根系以保证可以吸收足够的土壤水分和养分;3)不定根系和原生根系化学计量元素含量在灌丛沙堆不同发育阶段也明显不同,随着灌丛沙堆发育,不定根系中的N和K含量显著高于原生根系,表明灌丛沙堆发育后期不定根系吸收能力强于原生根系。以上发现表明,尽管不定根系是灌丛遭遇一定程度的沙埋后的产物,但却是灌丛沙堆在极端干旱生境存活和发展的关键因素,这对荒漠区灌丛沙堆保育和管理非常重要。

        相关研究成果以Adventitious roots are key to the development of nebkhas in extremely arid regions为题发表在Plant and Soil杂志。临泽站助理研究员罗维成为第一作者,研究员赵文智为通讯作者。

 

图1. 泡泡刺灌丛沙堆个体及景观特征


 

图2. 泡泡刺灌丛沙堆示意图


 

图3. 灌丛沙堆不同发育阶段泡泡刺灌丛各部分生物量变化特征


图4. 灌丛沙堆不同发育阶段不定根系和原生根系化学元素特征

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