《草原生態系統C:N:P化學計量驅動蝗災發生的水分調控機理》是張光明為項目負責人，中國科學院植物研究所為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：草原生態系統C:N:P化學計量驅動蝗災發生的水分調控機理
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張光明
- 依託單位：中國科學院植物研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
歷史上蝗災曾帶給人類巨大災難。蝗災防控一直是困擾各國政府和人民的世界性難題。最近中美兩國科研工作者聯合提出了放牧驅動草原蝗災發生的植物低氮調節假說,為我們認識蝗災生態機理、高效開展蝗災防控提供了十分有益的啟發。但是根據傳統知識和我們野外觀察，這一調節過程可能受水分直接制約。為了檢驗這一假說並在實驗支持下對其加以修訂，本項目擬於內蒙古草原生態系統中研究近20年來最主要的成災蝗種亞洲小車蝗在放牧壓力變化形成的土壤水分梯度上同植物之間的C:N:P化學計量相互作用，並特別聚焦於水分在調節土壤-植物-蝗蟲關係中的關鍵性生理生態作用。本研究將結合自然水分梯度和降水格局變化、多物種群落效應和單種食料植物同蝗蟲的細緻關係、蝗蟲生活史對策和生理生化機制（分子機理）相互適應等方面，通過進行幾個緊密聯繫、互補互證的野外到室內實驗，去研究我國北方草原放牧驅動蝗蟲-植物相互作用中的土壤水分和降水調控過程
結題摘要
歷史上蝗災曾帶給人類巨大災難。蝗災防控一直是困擾各國政府和人民的世界性難題。最近中美兩國科研工作者聯合提出了“放牧驅動草原蝗災發生的植物低氮調節”假說,為我們認識蝗災生態機理、高效開展蝗災防控提供了十分有益的啟發。但是根據傳統知識和我們野外觀察，這一調節過程可能受水分直接制約。為了檢驗這一假說並在實驗支持下對其加以修訂，本項目於內蒙古草原生態系統中研究近20年來最主要的成災蝗種“亞洲小車蝗”在放牧壓力變化形成的土壤水分梯度上同植物之間的C:N:P化學計量相互作用，並特別聚焦於水分在調節“土壤-植物-蝗蟲”關係中的關鍵性生理生態作用。本研究結合自然水分梯度和降水格局變化、多物種群落效應和單種食料植物同蝗蟲的細緻關係、蝗蟲生活史對策和生理生化機制（分子機理）相互適應等方面，通過進行幾個緊密聯繫、互補互證的野外到室內實驗，研究發現：（一）亞洲小車蝗產卵地點、頻次、數量同特定地段土壤濕度、硬度關係密切。亞洲小車蝗夏初卵孵化同前一年降雨總量、降雨格局具有關；（二）在內蒙古錫林郭勒草原生態系統中，亞洲小車蝗的取食和活動對生態系統中的水分狀況具有顯著的調控作用；隨著蝗種密度增大（蝗災發生），植物群落的相對水分含量、土壤的水分均線性增加；（三）在亞洲小車蝗密度梯度上，不但其食料植物（Host plants）和非食料植物（Non-host plants）的C:N:P化學計量特徵出現了趨異反應，而且這兩類植物的含水量也出現了非常顯著的分異；（四）植物C:N比變化是水分調節蝗災程度的中間狀態；（五）植物C:N化學計量特徵對蝗災的影響受土壤水分主導作用很強烈。本項目研究我國北方草原放牧驅動蝗蟲-植物相互作用中的土壤水分和降水調控過程，在充分考察蝗蟲生活史和種群動態基礎上發現蝗災發生的水分調控關鍵環節，探尋到基於水分調節和C:N:P化學計量調控的草原蝗災治理方法，可指導草原管理和蝗災防治實踐。
