草地矿物元素 草地矿物元素（发现草地植物中矿物元素营养蓄积分异具有“饥饿效应”现象）

内容简介

本书在总结草地矿物元素分布格局及蓄积分异行为等基础上，提出生物矿物元素“饥饿效应”理论，阐释了草地矿物元素蓄积分异行为的内外动力学机制，给出了草地演替进程中矿物元素蓄积分异行为的数学模型，并介绍了草地矿物元素在可持续利用方面的实践指导作用。

目录

引言1
1青海湖北岸草地资源与生态概况3
1.1青海湖北岸草地是重要的畜牧业基地3
1.1.1青海湖地理位置与草地资源3
1.1.2青海湖北岸草地畜牧业生产与发展现状4
1.2青海湖流域草地生态系统的重要性6
1.2.1青海湖流域生态环境现状6
1.2.2青海湖流域退化草地恢复与修复8
1.3草地生态系统中矿物元素营养与循环9
1.3.1矿物元素是植物生长发育所的营养9
1.3.2草地矿物元素的生物地球化学循环9
1.3.3矿物元素是草地畜牧业食物链中重要的营养成分10
1.3.4矿物元素贯穿于草地生态系统演替的全过程10
1.4科学问题11
1.5研究目的与意义11
1.5.1研究目的11
1.5.2研究意义11
2草地矿物元素国内外研究现状13
2.1青海湖流域草地生态系统研究现状13
2.1.1青海湖流域草地植被与植物资源研究13
2.1.2青海湖流域草地生态系统演替研究15
2.1.3青海湖流域草地生境恶化与退化草地修复研究16
2.2植物矿物元素营养研究现状18
2.3矿物元素铁的营养与药用基础研究19
2.4矿物元素锌营养的生理与药理作用研究20
2.5青海湖地区草地植物矿物元素研究21
3研究内容与方法23
3.1自然概况23
3.2研究内容与方法26
3.2.1研究内容26
3.2.2研究方法27
3.3研究目标30
3.4拟解决的关键问题30
3.5技术路线30
4草地矿物元素特征32
4.1问题的提出32
4.2材料与方法32
4.2.1样地选择32
4.2.2样品采集34
4.2.3元素分析34
4.2.4数据处理35
4.3结果与讨论35
4.3.1天然草地植物中矿物元素特征35
4.3.2退化与封育草地中矿物元素特征40
4.4结论46
5草地矿物元素分布格局48
5.1问题的提出48
5.2材料与方法48
5.3结果与讨论48
5.3.1空间分布格局48
5.3.2时间分布格局57
5.4结论59
6草地矿物元素蓄积分异行为60
6.1问题的提出60
6.2材料与方法60
6.3结果与讨论61
6.3.1植被中矿物元素蓄积分异行为61
6.3.2土壤中矿物元素蓄积分异行为62
6.3.3同种植物中矿物元素蓄积分异行为63
6.3.4同科植物中矿物元素蓄积分异行为65
6.4结论67
7封育草地中重金属元素蓄积分异行为68
7.1问题的提出68
7.2材料与方法68
7.3结果与讨论68
7.3.1植被中重金属元素的蓄积分异行为68
7.3.2同种植物中重金属元素蓄积分异行为69
7.3.3同科植物中重金属元素蓄积分异行为71
7.3.4土壤中重金属元素蓄积分异行为72
7.4结论76
8草地矿物元素蓄积分异行为的内动力77
8.1问题提出77
8.2草地矿物元素“饥饿效应”假说77
8.3矿物元素蓄积分异行为的内动力——“饥饿效应”79
8.4对草地中矿物元素特征的解释81
8.4.1对矿物元素与株高负相关的解释81
8.4.2对空间分布格局的解释81
8.4.3对草地演替进程中矿物元素响应的解释82
8.5结论83
9草地矿物元素蓄积分异行为的外动力84
9.1问题提出84
9.2气候变化下草地矿物元素的蓄积分异行为84
9.3人类活动干扰下草地矿物元素的蓄积分异行为85
9.4结论88
10矿物元素蓄积分异行为的数学模型89
10.1问题提出89
10.2含有LC等储能元件的过渡过程89
10.3退化演替进程中矿物元素蓄积分异行为的数学模型91
10.4封育演替进程中矿物元素蓄积分异行为的数学模型92
10.5结论92
11作物种植试验93
11.1问题提出93
11.2材料与方法94
11.2.1样地选择94
11.2.2试验材料95
11.2.3种植试验与样品采集95
11.2.4元素分析与数据处理95
11.3结果与讨论95
11.3.1大坂山地区作物种植试验95
11.3.2拉脊山地区作物种植试验99
11

摘要与插图

8.2 草地矿物元素“饥饿效应”假说
　　　矿物元素“饥饿效应”是对生物体内矿物元素营养供给与平衡关系的一种假设，当生物体内矿物元素营养的供给量不能满足其生理需要量时，生物体内便蓄积部分矿物元素，其目的是方便其生理急需时所用，因为矿物元素是生命体生长发育所营养成分，矿物元素既是生命体组织器官必要的结构成分，又是生命体新陈代谢等生理生化反应所的营养成分，而这些的矿物元素是生命体不能自身合成产生，惟有通过体外营养食物链等途径从环境中摄取获得。因此，生长发育中的生命体在摄取来自于体外空间的矿物元素，并适应所依赖的生活环境过程中，若某一矿物元素营养的供给不能满足其生理所需或不能及时得到供给，生命体处于一种对于某一矿物元素营养的“饥饿”状态，生命体为了适应这种对于矿物元素的“饥饿”的状态或环境，及时调节对矿物元素的需求量并适量储存于体内，以满足自身生命活动对于矿物元素的及时所需。即生命体为了应对这种对于矿物元素的“饥饿”状态，体内便蓄积矿物元素的这种现象，形象地称为生物矿物元素的“饥饿效应”。一个生命体就是一个生存智慧体，适者生存，生命的本能促使生命体以限度地调节自身，改造环境来完成一代又一代生命体的遗传与延续，并不断地智慧地提高自身生存质量，适应生存环境，实现与环境融洽与和谐。对于食物营养供给的“饥饿效应”现象较为常见，如：澳大利亚西南部缺钠地区的欧兔于非生殖季节期间，在自己组织中对于矿物元素钠的储备，这些储备钠通常会在生殖季节结束前后被耗尽；生活在干旱缺水的沙漠环境中骆驼体内对食盐的储备。有些喜钙植物体内的含钙量并不一定很多。退化草地植物中矿物元素蓄积分异性也可以说是草地植物中矿物元素的“饥饿效应”所致。
　　　需要说明的是，草地矿物元素“饥饿效应”仅仅是为了解释草地矿物元素蓄积分异性而提出的一种假说，尚待进一步试验验证。其次，对于每一种植物来说，各种矿质营养元素生理生态作用都存在点、点和点。任何一个矿质营养元素短缺或过量都会对植物生长发育产生重要的生理影响，因此植物正常生长发育需要适量组合的矿质营养元素。美国生态学家Shelford V E(1913)耐性定律认为每株或每种植物对影响它的每一项生态因子都有耐受的上限和下限，上下限之间为耐性范围。矿物元素的“饥饿效应”是指生命体对于矿质营养在其耐性范围内供给相对较少，即某一矿物元素营养的供给不能充分地满足其生理所需或不能及时地得到供给，处于对于某矿物元素需求的相对短缺或者说是“饥饿”状态，并非耐性范围的上下限或者说是对矿物元素的短缺或过量（图8-1），短缺会使植物因某一矿物元素供给不足而出现相应元素缺失的病症状态，而过量也会因的某一矿物元素供给过量而出现相应元素中毒的病症状态。