【摘 要】
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人类活动导致的全球气候变化加剧的同时,极端干旱事件发生的频次与强度也大幅增加,对陆地生态系统产生深刻影响。作为对降水极为敏感的内蒙古干旱半干旱草原,研究草原植物对极端干旱的响应具有重要意义。本论文依托极端干旱联网实验平台,从植物叶片光合色素角度系统研究了内蒙古荒漠草原、典型草原、草甸草原群落对极端干旱的不同响应。首先,沿自然干旱梯度,研究了草原植物叶片光合色素含量与组成的变化特征;其次,通过极端干
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人类活动导致的全球气候变化加剧的同时,极端干旱事件发生的频次与强度也大幅增加,对陆地生态系统产生深刻影响。作为对降水极为敏感的内蒙古干旱半干旱草原,研究草原植物对极端干旱的响应具有重要意义。本论文依托极端干旱联网实验平台,从植物叶片光合色素角度系统研究了内蒙古荒漠草原、典型草原、草甸草原群落对极端干旱的不同响应。首先,沿自然干旱梯度,研究了草原植物叶片光合色素含量与组成的变化特征;其次,通过极端干旱处理的控制实验:即为期4个月减雨66%（chronic drought,CHD）、为期2个月减雨100%（intense drought,IND）,研究6个草原群落常见物种及群落水平光合色素的差异性响应。主要研究结果如下:（1）自然干旱梯度下,按年均降水量（mean annual precipitation,MAP）和干旱指数（aridity index,AI）,把研究样带划分为轻度干旱（MAP 336～400 mm;AI 0.17～0.25）、中度干旱（MAP 331 mm;AI 0.40～0.42）、重度干旱（MAP 136～257 mm;AI 0.49～0.51）,发现中度干旱的典型草原常见植物和群落水平的叶绿素（a、b及总量）和类胡萝卜含量显著高于重度干旱的荒漠草原及轻度干旱的草甸草原。（2）自然干旱梯度下,轻度干旱环境中植物叶片叶绿素总量与叶片C、N含量呈正相关,类胡萝卜含量与叶片C含量呈正相关;中度、重度干旱环境中植物叶片叶绿素总量、类胡萝卜含量与叶片C含量均呈正相关、与叶片N含量均呈负相关。（3）中度干旱区植物常见种叶片叶绿素、类胡萝卜含量对CHD、IND处理较敏感。CHD处理下,植物通过提高叶绿素含量以适应干旱胁迫;IND处理下,植物采取减少叶绿素的合成来维持生存。植物叶绿素总量、类胡萝卜含量,在所有6个样点中均与叶片C含量正相关,在年均降水量400 mm的样点叶片N正相关,在其他5个样点与叶片N含量负相关或不相关。（4）草原植物群落光合色素含量对CHD、IND处理的响应受到种内变异与种间变异的共同调控,总体而言,群落种内变异的影响大于种间变异。CHD、IND处理下,类胡萝卜素含量随群落生物量的增加而降低。上述研究结果可为预测极端干旱事件下中国北方草原植物群落光合效率及植物地上生产力提供数据支持,为系统研究草原生态系统植物群落应对极端气候变化提供理论依据。
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