松嫩草原藻結皮的形成機制及其生態功能

《松嫩草原藻結皮的形成機制及其生態功能》是依託東北師範大學，由肖洪興擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：松嫩草原藻結皮的形成機制及其生態功能
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：肖洪興
• 依託單位：東北師範大學

項目摘要

松嫩草原地表廣泛分布的生物結皮是處於生物結皮發育早期階段的藻結皮，它是松嫩草原生態系統的重要組分之一，直接或間接影響草原生態系統的能量流動和物質循環。目前對松嫩草原生態系統的研究主要集中在種子植物種群、群落的結構及功能和牧草生態學方面,而對由低等植物藻類構成的藻結皮的形成機制和生態功能關注較少。本項目綜合運用藻類學、土壤學、植物形態學、生理學、生態學、現代分子生物學等理論與方法，針對藻結皮研究領域的核心科學問題，探討松嫩草原藻結皮的形成影響因素，揭示藻結皮形成機制，闡明藻結皮在松嫩草原不同生境條件下的生態適應性、生態功能、構成藻結皮功能藻類群的生物多樣性等，篩選出適宜的耐乾旱耐鹽鹼藻類種類及搭配模式，構建松嫩草原生態系統藻結皮的理論體系，為松嫩草原鹽鹼化和荒漠化的綜合防治，以及藻結皮資源的保護和套用提供科學依據。

結題摘要

松嫩草原是我國畜牧業發展的重要區域之一，近些年由於受到了嚴重的人為干擾，致使草場發生逆行性退化。該地區廣泛分布著藻結皮，因其所具有的重要生態功能而備受關注。本研究以藻結皮為研究對象，主要圍繞以下內容展開研究：1.藻結皮中藍藻生物多樣性及群落結構，2.藻結皮形成與發育影響因素，3.藻結皮對土壤水分的影響，4.藻結皮氮降解模擬實驗研究，5.藻結皮與種子植物的相互關係。研究結果發現：具鞘微鞘藻（Microcoleus vaginatus）和普通念珠藻（Nostoc commune）在各樣地藻結皮中均為優勢種，不同種類種子植物下的藻結皮中藍藻種類組成差別較大。水分與藻結皮的生長發育表現出了二次方冪的關係；在所選用的三種質地的土壤中，結皮厚度上：風沙土組＞鹽鹼土組＞林間土組，生物量方面：鹽鹼土組＞風沙土組＞林間土組；藻結皮的發育受光照強度的影響結果為：無論是生物量還是厚度都是不遮陰組最大，結皮生物量由大到小的順序為：完全光照＞遮陰75%組＞遮陰50%組＞遮陰25%組；結皮厚度由大到小依次為：不遮陰組＞遮陰25%組＞遮陰50%組＞遮陰75%組。結皮的存在可以在一定程度上降增加土壤表層含水量。不同植物群落下的藻結皮在降解速率上存在差異，降解速率受藻結皮厚度和生物量影響。自然條件下，藻結皮的存在抑制多年生植物羊草、星星草的定居，而有利於一年生植物鹼蒿、虎尾草、角鹼蓬的定居，分析原因與結皮影響土壤表面對種子的捕獲能力有關；藻結皮還可以促進種子植物生長。本研究對該區域藻結皮中藍藻物種組成及其生態學研究起到了很好的補充作用，豐富了草原生態系統生物結皮的研究，探討了松嫩草原藻結皮與種子植物之間的關係，探究了藻結皮的拓殖方式及形成機制、並量化分析了環境因子對接種結皮生長發育的影響；對加快受損生物結皮的恢復以及人工接種形成藻結皮提供一定的理論指導，具有一定的實踐套用價值。