克隆整合调控根茎型沙生植物对单次重度与多次浅层风蚀的差异化响应机制

【字体: 时间:2025年08月08日 来源:Plant and Soil 4.1

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  为解决风蚀频率与强度对克隆植物影响的科学盲区,研究人员通过模拟单次重度(16 cm)与多次浅层(8 cm×2或4 cm×4)风蚀场景,发现克隆整合显著缓解了沙生植物羊草(Leymus secalinus)的生存压力,证实单次重度风蚀破坏性更强。该研究为沙地生态修复中克隆植物的选择提供了关键理论支撑。

  

风蚀作为沙丘植被组装的关键环境筛选器,其作用模式存在显著差异:单次重度风蚀(一次性移除16 cm土层)与多次浅层风蚀(分次移除8 cm或4 cm土层)对根茎型克隆植物羊草(Leymus secalinus)的影响机制大不相同。通过精巧设计的实验,研究者构建了四组风蚀模拟系统,在保留或切断分株间根茎连接(即克隆整合功能存在/缺失)的条件下,观察到惊人现象——单次重度风蚀导致受体分株存活率和生物量暴跌,而多次浅层风蚀虽造成累积等效的土壤流失,但植物损伤显著减轻。

进一步研究发现,克隆整合(Clonal integration)如同地下"生命补给线",能通过根茎网络将未受侵蚀分株的资源输送给受损分株,使其存活率提升23%-41%。特别是在单次重度风蚀组中,保持根茎连接的植株生物量达到切断组的1.8倍。这一发现揭示了克隆植物在沙地环境中的进化优势:根茎系统不仅是繁殖器官,更是应对突发性环境灾难的应急响应系统。

研究建议在植被恢复初期采用防风固沙措施,优先选择克隆整合能力强的物种。羊草等根茎型植物因其"风险分摊"机制,在频繁风蚀区展现出特殊生态价值,这为干旱区生态工程提供了新的物种筛选维度。

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