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鄂尔多斯高原3种固沙灌木水分利用效率的时空变化特征

吴风燕, 吴永胜, 陈晓涵, 冯骥, 卢丽媛, 查斯娜, 王超宇, 孟元发, 尹强

植物生态学报 2024, 48 (9): 1180-1191. DOI: 10.17521/cjpe.2023.0266

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为评价固沙植物北沙柳(Salix psammophila)、黑沙蒿(Artemisia ordosica)和柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)在不同水热梯度上的适应性, 分别在鄂尔多斯市达拉特旗、乌审旗和榆林市靖边县境内设置固定样地, 测定了上述3种固沙植物7-9月叶片碳稳定同位素组成(δ¹³C)和水分利用效率(WUE), 分析不同类型固沙植物WUE与气温、降雨量和干旱指数(AI)之间的关系。结果表明: (1)柠条锦鸡儿叶片δ¹³C和WUE最高, 北沙柳次之, 黑沙蒿最低, 且7月份3种固沙植物叶片δ¹³C和WUE均显著高于8和9月份; (2)北沙柳叶片δ¹³C和WUE随着AI的增加无显著差异, 而AI最高的达拉特旗, 柠条锦鸡儿和黑沙蒿叶片δ¹³C和WUE显著高于乌审旗和靖边县; 多因素方差分析结果表明, 固沙植物种类及其所处空间差异对植物叶片δ¹³C和WUE的影响最大; (3)线性回归分析结果表明, 除柠条锦鸡儿WUE对气温变化无显著响应外, 气温、降雨量和AI均显著影响了植物WUE。其中, 柠条锦鸡儿WUE对AI变化的响应最为敏感, 北沙柳对气温变化的响应更为敏感, 而黑沙蒿WUE对上述环境因子变化的响应较平稳。

影响因素 Influencing factor	df	WUE		影响因素分布值 Distribution values of influencing factor (%)
影响因素 Influencing factor	df	F	p	影响因素分布值 Distribution values of influencing factor (%)
月份 Month	2	7.120	0.001	9.00
地点 Region	2	13.627	<0.001	16.15
物种 Species	2	35.816	<0.001	25.26
月份×地点 Month × region	4	2.129	0.079	1.20
月份×物种 Month × species	4	2.772	0.028	1.55
地点×物种 Region × species	4	22.667	<0.001	12.70
月份×地点×物种 Month × region × species	8	3.892	<0.001	4.35

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表4 物种、月份、地点对固沙植物叶片水分利用效率(WUE)影响的多因素方差分析结果

正文中引用本图/表的段落

7-9月份, 北沙柳、黑沙蒿和柠条锦鸡儿WUE介于50.30-99.95 μmol?mol-1之间, 平均值为(69.31 ± 0.77) μmol?mol-1 (表2)。北沙柳、黑沙蒿和柠条锦鸡儿WUE均值分别为(72.33 ± 1.05)、(60.96 ± 0.70)、(74.79 ± 1.50) μmol?mol-1。在不同月份, 黑沙蒿WUE均显著低于北沙柳和柠条锦鸡儿, 且7月份显著高于8、9月份(图2A)。不同类型固沙植物WUE在空间上也表现出一定差异(图2B)。同一类型固沙植物在不同水热梯度上的表现为, 北沙柳WUE无显著差异, 达拉特旗黑沙蒿和柠条锦鸡儿WUE则显著高于乌审旗和靖边县(图2B)。在同一地区, 黑沙蒿WUE显著低于北沙柳和柠条锦鸡儿, 达拉特旗北沙柳显著低于柠条锦鸡儿, 乌审旗北沙柳显著高于柠条锦鸡儿, 靖边县北沙柳和柠条锦鸡儿无显著差异(图2B)。多因素方差分析结果表明, 除月份和地点之间的交互作用对固沙植物WUE无显著影响外, 其他因子均对植物WUE产生明显影响。其中, 物种和地点对植物WUE影响也是最大的(表4)。

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