黑河流域降水从山区的400-600 mm到下游额济纳旗的30-40 mm,这样大的水分梯度导致了沿黑河流域截然不同的植被类型。本研究从复杂多样的植被系统中选择具有高光效和水效的C4植物,通过野外调查、模拟实验和室内分析,明确黑河流域C4植物种类组成及其分布格局,揭示C4植物分布格局与水文过程的相互作用机理。研究得出,祁连山区有1种半灌木和6种草本植物属于C4植物,半灌木珍珠分布在浅山区和中低山阳坡;草本植物中亚滨黎、刺沙蓬、白茎盐生草、白草、虎尾草和狗尾草,主要分布在低山干旱河谷。荒漠植被中C4植物主要在藜科和蓼科,木本C4植物如梭梭、沙拐枣等,主要分布在沙漠及戈壁;草本植物如猪毛菜、虎尾草等,主要分布在潜水埋深较浅,水分条件较好的区域。同属C4木本植物比C4草本植物具有更显著的干旱适应特征,具有更高的水分利用效率。当土壤水分为田间持水量的50%左右时梭梭的光合能力最强,升高或降低土壤水分,其光合能力都下降。同种植物过高的δ13C值指示着植物的衰退和生境的严重胁迫。植物适应干旱环境是沿着有利于提高水分利用效率的方向发展。该研究为干旱区植被保育和生态恢复提供了重要理论依据和应用资料。
英文主题词Inland Heihe River; C4 plant; ecological pattern; hydrological process; interaction mechanism