全 文 ：BU L LE I TN OF BO A TN IC A LE RSE A C RH
第以 卷 , 第 2 期
y 班 . 1 1 . N o . 2
1 9 马l 年
A P r i l
.
4 月
19 9 ;
二
羊草种群的热值及其能量贮藏特点
祖 元 刚
T HE C HAR AC T E R! S T IC O F EN E R G Y S T O R A E G A N D C AL O R ! E
V AL U E S O F T HE L E Y MUS C H !N E N S!5 P O P U L AT旧 N
曰协
Z u Y
u a n 一 g a n g
曰.
〔提要〕 为 了获得有关中国东北 羊草草原生态系统能贡学方 面 的基拙数据 , 作
者 对该草原的建群植被— 羊草种群进行 了热值含量的浏定 , 在此基拙上 , 对单位面积上的羊草种群热位含 1 进行 了计葬 , 以便分析在 自然条件下 , 羊草种群的能童贮藏
特 .点。 研究结果表明 , 羊革 ( eL g m : : C几i n en s玄: ) 种群的果德与其各器官相 比 , 具
有最高的热值含童 , 为 48 98 . 28 ca l / g D W , 其活枝条与羊革种群的各部分相比 . 具
有最 高的热值含童 , 为 4 7 1 1 . 8 6 ca l / g D W 。 羊草种群将其截获的绝大部分太阳辐 肝
能贮藏在地下部分以便为种群 的安全越冬和第二年 生长季节开始对其地上部分的 垮
发提供充足的能蚤 。
A B S T R A C T
分
`
I n o r d e r t o o b t a i n b a s i e d a t a f o r e l a r i f y i n g P o p u l a t io n E n e r g e t i e s i n
t h e L e夕m u s c h了,: e n s f s g r a s s l a n d e e o s y s t e ln i n ’ N o r t h e a s t C h i n a , d e t e r m i n a -
t i o n o f e a l o r i f i e v a l u e s w e r e e a r r i e d o u t o n t h e L e夕m u s e 儿f n e ): 5 15 p o p血l a t i o n
w h i e h 15 t h e e o n s t r u e t i v e v e g e t a t i o n i n t h a t g r a s s l a n d
.
F u r t h e r m o r e
,
心 n e r g y s t o r a g e i n P o P u l a t i o n m a t e r i a l s o n a 一i n i t l a n d a r e a w e r e e a l e u l a -
一
t e d t o a s e e r t a i n i t s e h a r a e t e r i s t i e o f e n e r g y s t o r a g e u n d e r t h e n a t u r a l e o n
-
,
d i t io n
-
A s t h e r e s u l t s o f t h i s s t u d y
, e a r o f t h e L 。 , m u s c h艺n e : 5 1 5 p o p u l a t i o n
, o s s e s s e d t h e h i g h e s t e a l o r i f i e v a l u已 a nt o n g t h e v a r i o u s o r g a n s , 、 t h a t w a s
城8。容. 2 8 e a l / g D W a n d l i v i n g s h o o t a p p e a r e d m a 二 i m u m e a l o r i f i e v a l u e a m o n g
本文作考工 作单位 : 中国 , 黑龙 江 , 胎尔缤 , 东北林业大学 ( N o r t h e a s t F o r e s t r y U n i ; e r s i t y , H a r七二n ,
百 e 1 0 . 吐j宜a . 店 P r o v i n e e . C h i n a . 1 5 0 0 4 0 ) .
一 1 0 9 一
t he e o mP on net s oft h
eL o g m u s c i hn en s i sP oP u lat i on
, w h i e h w a s 4 7 1 1
。
8 6 :
e a l / g D W
。
M o s t o f t h e s o l a r r a d i a t i o n e a p t u r e d b y t h e L 。 , m u : c h i。 。 n s i s
P o P u l a t i o n w a s s t o r e d u P i t s U n d e r
一 g r o u n d f o r l主v i n g t h r o u g h t h e w i n t e r
s a f e l y a n d P r o v i d i n g s u f f i e i e n t e n e r g y t o s P r o u t i n g o f i t s A b o v e
一
g r o u n d
’
a t t h e b e g i n n i n g o f t h e g r o w t h s e a s o n
, n e x t y e a r
-
:
IN T R O D U C T I O N
F o r s t u d y o f p l a n t p r o d过e t i o n , q u a n t i t i e s o f v e g e t a t i o n a r e u s u a l ly
e x p r e s s e d i n t e r m s o f d r y m a t t e r
。
T h
e e a l o r i e e q u i v a l e n t o f p l a n t p r o d u e
-
t i o n 15 a l s o f r e q u e n t l y o b t a i n e d
。
T h e s e v a l u e s a r e u s e f u l f o r e o m P a r a t i v e
:
5 t u d i e s o f p l a n t p r o d u e t i v i t y o r f o r a s e e r t a i n i n g t h e a e e r u a l o f e n e r g y o r
t o t a l d r y m a t t e r i n a n e e o s y s t e m
.
M e a s u r e m e n t o f t h e e n e r g y e o n t e n t o f
-
o r g a n i e m a t t e r i n d i f f e r e n t o r g a n s a n d d i f f e r e n t P a r t s o f t h e P o P u l a t i o n
w h i e h 15 b
a s i e f u n e t i o n a l u n i t o f e e o s y s t e m a r 弓 b e e o m i n g i n e r e a s i n g ly
i m P o r a n t a s t h e s t u d y o f e e o l
o g y l a y s g r e a t e r e m P h
a s i s u P o n e n e r g y f l o w
i n e e o s y s t e m s
.
T h a t
尹 s j〔 s t t h e p o i n t , t h e e a l o r i e v a l` e s o f P o p u l a t i o n i 、 ·
a b s o l u t e l y n e e e s s a r y d a t a t o s t u d y o n t h e e e o s y s t e m s
。
I n t h e P r e s e n t P a P e r
, t h e e a l o r i e v a l u e s i n d i f f e r e n t o r g a n s a n d d i f f e
-
r e n t P a r t s o f t五e L e对m左 5 c h i n e n s i s P o P o l a t i o n w h i e h 15 t h e d o nr i n a n t s P e e i e s
o f t h e L e奋m u s c h i ” e n s i s g r a s s l a n d e e o s y s t e m i n N o r t h e a s t C h i n a h a s b e e n
m e a s “ r e d i n o r d e r t o o b t a i n t h e f “ n d a m e n t a l d a t a f o r e s t i m a t i o n o f e n e r g y
f l o w i n g r a s s l a n d
。
M o r e o v e r
, e n e r g y s t o r a g e i n t h e P l a n t m a t e r i a l s o n a
u n i t l a n d a r e a b a s i s a l s o h a s b e e n e a l e u l a t e d t o s t u d y t h e e e o l o g i e a l e o u
-
n t e r m e a s u r e a b o u t e n e r g y s t o r a g e o f t h e L e夕机 u s c丙i n o n s i s p o P u l a t i o n .
口曰
` .
S T U D Y M E T H O D
T h i s s t u d y b e g a n i n M a y 1 9 8 3
。
T h e
C h a n g l i n g
5 t u d y P l o t 絮犷a s
L 萝脚 u s e h i九e n s i s g r a s s l a n d a t S t 吐d F a r m , J i l i n
i n s i d e a n a t u r a l
P r o v i n e e
,
C h i n a
( 4 4
0
3 5
`一 44 “ 4 5 ` N l a t 。 , 1 2 0 0 3 1 `一 2飞。 1 0 ’ E l o n g . ) .
T h e b i o m a s s s a m P l e s o f s i x P l o t s
w e r e e o l l e e t e d a n d s a m P l i n g i n t e r v a l
a r e a
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d a y s
P l o t
f r o m
w a s 工 m Z
a b o u t
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M
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O e t o b e r
, 1 9 8 3
.
T h e b i o m a s s s a m P l e s w e r e i n t o d i f f e r e n t o r g a
t o
,
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(
e a r , l e a f
, a n d s t e m e t e
。
) a n d d i f f e r e n t P a r t s ( l i
v i n g s h o o t
,
d e a d s h o o t
,
1i t t e r
, e t e
。
)
a n d d r i e d i n a n
u n d e r t h e l a b o r a t o r y e o n d i t i o n
w e i g h t
。
T h
e n e t a b o v e
一 g r o u n d
w a s a s e e r t a i n e d b y m a x i m ` rn
t i o n d u r i n g t h e g r o w t h s e a s o n
o v e n S e t
u n t i l t h e
P r o d o e t i o n
a t 8 0℃ f o r m o r e t h a n 2 h o u r s
s a m p l e w e i g il t b e e a m e e o n s t a n t
o f t h e L份月 u s c几i n e 左5 15 p o P u l a t i o n
v a l“ e o f
a n d t h e
5 t a n d i n g e r o P o f t h e P o P u l a
-
江n d e r 一 g r o u n d P r o d u e t i o n 、 味 a s
一 1 1 0 一
。
d
et erm i n ed by di f f
r e en e eb etw e en t h em a xi m u m va lu ea n dm i ni m u m
0 f t h es ta n di n go r ePo f t h
ePo Pu
s a es o n
。
T ha e elo ri eva lu s eo f t h e
la ti o u n n d r e
一 grou n d du ri n g
Po Pu la ti o nw r e em ea su r ed by
t h e
t h e
va lu e
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-
3 5 0 0O XY E GN
一
BO M O B L C AR IM T R E E
。
R ES U L T AN DY S S N L A A !
肠协
1
。
T H E C ALO R I EV ALU S EO F T H ED IF F ER EN TO R GN AS O F T H E
{Y L EM U S H C !N N ES IS O P PU L AT 0 1N
T ha e elo ri eva lu es o f t h eL ey m u s ehi n es ni s Po Pu la ti o a n r edi s ti n et ly
d 1f f r n e eti n t h edi f f r e en to r ga s n ( Ta b l e 1
.
):
Ta b l el
。
T h eca lo ri v ea lu es o f t h edi f f er en to r ga ns o f t h eL即爪理 s
e
h泥 n e介 5 15 Po pu la ti o n ( Au gu s t 24, 198 3 )
口
0 r g a n s
5 t a n d i n g C r o p
( g D W )
C a l o r i e V a l u e s
( e a l /g D W )
5 t a n d i n g C r o P o f E n e r g y
( k e a l /m
忽 )
E a r
L e a f
5 t e m
C r o w n
R o o t
4
。
9
1 5 2
.
3
9 6
.
6
6 9
.
2
1 6 5 7
.
6
4 8 9 8
.
2 8 士 9 5 。 1
4 7 6 9
.
5 4 士 1 1 3 . 8
4 7 4 8
。
9 1 士 6 8 。 5
4 5 3 7
.
7 8 土 1 4 8 . 8
4 3 0 6
。
4 7 土 1 94 . 2
2 4
.
0 0
7 2 6
.
4 0
4 5 8
.
7 5
3 1 4
.
0 1
7 1 3 8
.
4 1
口.
巨
T a b l e 1
.
P r e s e n t s t h e e h a n g e o r d e r i n t h e e l o r i f i e v a l u e ( p e : 9 D W
七a s i s i n e l u d i n g a s h ) o f d i f f e r e n t o r g a n s o f t h e L : , m u s c h i n e n s i s P o p u l a t i o n
i n e x p e r i m e n t a l p l o t s
.
T h e e h a n g e o r d e r 15 E a r > L e a f ) S t e m ) C r o w n )
R o o t a n d t h e 。 h a n g 。 r a n g e 15 f r o m a m a x i m u fn v a l u e o f 4 8 9 5 . 2 8 。 a l / g D W
t o a m i n i m u m v a l o e o f 4 3 0 6
。
4 7 e a l / g D W
。
T h e e a r o f t h e L e万二 u s c h: n e n s i s
p o p u l a t i o n p o s s e s s e d t h e h i g h e s t e a l o r i f i e v a l u e a m o n g t h e v a r i o u s o r g a n s
。
A r a e t a l
.
( 1 9 8 2 ) h a v e s h o w n th a t t h e e n e r g y e o n t e n t o f e r u d e f a t 15 a r o
-
u n 《1 9 4 0 0 c a l / 9 w h i 。 h 15 m o r e t h a n t h a t o f C a r b o h y d r a t e s ( 4 1 5 0 。 a l / g ) a n d
p r o t e i n s ( 5 6 5 0
e a l / g )
。
B l i s s ( 1 9 6 2 ) h a s a l s o s h o w n t h a t t h e h i g h e r l i p i d
P e r e e n t a g e s r e f l e e t e d i n t h e h i g h e r e a l o r i e e o n t e n t s m a y P r o v i d e t h e e n e r g y
n e e e s s a r y w h i e h p e r m i t s t h e r a P i d r a t e o f d e v e l o Pm e n t a n d g r o w t h o f P l a n t
.
T h e r e s u l t s o f t h i s P a P e r d e m o n s t r a t e t h a t t h e e a r o f t h e L
刁
y舰 u s c h i n n s i s
P o P u l a t i o n h a s h i g h e r e r u d e f a t e o n e e n t r a t i o n s b e e a u s e i t s e a l o r i f i e v a l u e
15 t h e l一i g h e s t a m o n g t h e i t s o r g a n s .
2
.
T HE C A L O R I E V A L U E S O F T H E D番F F E R E N T P A R T S O F T HE L〔 YM U S
心 H 1N E N S IS P O P U L A T 10 N
T h e e a l o r i e v a l u e s t h e d i f f e r e立 t P a r t s o f t h e L 夕 y m u s 。 7] i n 产 n 、 ; 5 P o P u l a -
t i o n h a v e b e e n m e a s u r e d a n d e a l e江 l a t e d ( T a b l e 2 . ) :
一 1 1 1一
T ab l e 2
.
T h e c al r o ; e val u e s o ft h e di f fer en t p ar t s o ft h e二盯婉“ ;
eh in e
n s i ap op ul at in o门 8 9 3 )
P l an t P r at s
口垃
C al or i e val u e s
( C al l gD W )
5t an din g Cr op or En r e g y
( k e al l m
里 )
L i vi刀 9 5五 o ot ( L S )
D e a dS五。 ot ( D S )
L it t r e( L )
5t ern B a s e( SB )
Cr o wn ( C )
Ro ot S y st e犯 ( S R)
Net b A o ve一 gr on u d
P r o du et in o( NAP )
Net Un der
一
gr n o u d
尸r o du et i on ( NUP )
T ot al Net P
r o du et i on
( T NP )
4 7 1 1
。
68 士 6 1. 6 2
4 29 7
。
24 士 6 8 3. 98
4 1 3 1
。
4 21 34
。
24
4 6 9 2
。
8 3土 2 2, 4 3
4 6 5 3
。
2 5 土 1 1 。 6 9
4 3 0 6
。
4 7 士 1 9 4 . 2 4
1 0 0 2
.
6 8
1 97
.
6 7
2 1 0
.
7 0
3 0 0
.
8 1
2 0 8
.
4 7
2 94 0
.
8 9
4 5 5 4
。
7 1 土 2 9 8 . 9 8 1 4 1 1 。 0 5
4 3 6 0
。
3 7 士 2 2 5 。 5 2 3 4 5 2 . 5 3
月翻
44 17
。
4 2 士 25 7 . 17 4 8 6 3 . 5 8
T a b l e Z
。 s h o w s t h a t t h e e h a n g e o r d e r o f d i f f e r e n t p a r t s o f t h e L o y m u s
e丙f , 。 n s艺5 p o p u l a t i o n 15 L S> S B ) C ) R S > D S > L a n d t h e e h a n g e r a n g e 15
.
f r o m a m a x i m u m v a l u e o f 4 7 1 1
。
8 6 。 a l / g D W t o a m i n i m u m v a l o e o f 4 1 3 1
。
4 2
e a l / g D W
.
T h e l i v i n g s h
o o t a p p e a e s m a x i m u m e a l o r i f i e v a l u e a m o n g t h e
v a r i o u s p a r t s a n d t h e l i t t e r 二h a s m i n i m 以 m e a l o r i f i e v a l u e a m o n g t h e m 。
A k i y a m a e t a l
.
( 1 9 8 3 ) p o i n t e d o “ t t h a t l e a v e s e o n t a i n m o r e f a t a n d l e s s
f i b e r P r o d u e t i n g h i g h e r e a l o r i e v a l u e s
.
K u e e r a e t a l
.
( 1 9 6 7 )
a n d S i m s e t
a 1
.
( 19 7 8 ) a l s o h o l d t h a t t h e e a l o r i e v a l u e s o f Ii t t e r 1 5 l o w e r b e e a u s e i t s
e n e r g y a n d n u t r i t i o n a r e d e e o m P o s e d g r a d u a l ly b y t h e 5 0 11 m i e r o o r g a
-
n i s m
。
T h a t p r o v e s t h a t t h e l i v i n g s h o o t o f L : 夸m u 、 e人i n o n ; 15 p o p u l a t i o n n o t
o n ly h a s h i g h e r e n e r g y e o n t e n t b u t a l s o h i g h e r e o n e e n t : a t i o n o f e r u d e f a t
a n d P r o t e i n
。
3
.
T H E C H AR AC T E R , S T! C O F 乙E N E RG Y S T O R AG E O F T H E L E Y M U S
C H! N E N S! 5 P O P U L A T旧 N
F r o m T a b l e l
。 , w e e a n k n o w t h a t t h e r e a r e o b v i o u s l y d i f f e r e n t i n
t h e e n e r g y s t o r a g e o r t h e d i f f e r e n t o r g a n s
.
T h e e h a n g e o r d e r o f e n e r g y
、 r o r a g e 15 r o o t ) l e a f ) s t e m ) e r o w n ) e a r , r a n g i n g f r o m 2 4 k e a l / m Z t o
7 1 3 8
。
4 1 k e a l / m
2 . E n e r g y s t o r a g e i n t h e r o o t s h o w s t h (
。
h i g h e s t v a l u e
a l t h o u g h e a l o r i e v a l u e o f p e r 9 D W i
n t h e e a r 15 t h e h i g h e s t a m o n g t h e
O t g a n S
。
T a b l e 2
. a l s o P r e s e n t s t h e e n e r g y s t o r a g e i n t h e r o o t s y s t e m h a s t h e
h i g h e s t e o n e e n t r a t i o n a l t h o u g h t h e e a l o r i e v a l u e o f P e r 9 D W i
n t h e
月 `
曰
一 1 1 2 一
一
11 v ing
一
5 to rag e
sho o t15 t he
in d if fe re n t
h ig he st
Pa r to s
am o ng t he Pa r t s
。
T he e ha ng e o r de ro fe e n rg y
f t he Po Pu la t io na r
·
eS R >S L >S B> L >C > DS
,
r a n g i n g f r o m 1 9 7
。
6 7
T h e s t u d y r e s u l t s
k e a l / m
Z t o 2 9 4 0
.
8 9 k e a l / m
2 .
c h i n e n s i s P o P u l a t i o n 15
s h o w s t h a t R S / T N P
o f e n e r g y s t o r a g e o f t h e L : 鲜, u :
0
.
6 1 a n d N A P / N U P 1
5 0
.
4 1
.
B e s i d e s
,
t h e r h i z o m e
s y s t e m o f t h e L : y爪 u s c h i l: e n s i s P o P u l a t i o n ( S + C ) m a k e s u p d e f i n i t e P r o P o r -
t i o n
,
w h i C h 15 1 4
.
7 5 % o f N U P a 。 e o r d i n g t o T a b l e Z 二 J u d g i n g f r o m t h i s ,
m o s t o f t h e s o l a r r a d i a t i o n e a P t u r e d b y t h e L : g 沉 u s c几i n e n : 15 P o P u l a t i o n a r e
5 t o r e d u p i t s n e t u n d e r
一
g r o u n d p r o d u e t i o n
。
T h e L : 夕爪 u s c丙i n e n s i s g r a s s l a n d i n N o r t h e a s t C h i n a 15 s i t u a t e d i n t h 。
s e m i
一 a r i d z o n e
.
T h e l i m i t f a e t o r s i n f l u e n e i n g d e v e l o P m e n t a n d g r o w t h o f
v e g e t a t i o n 15 w a t e r f a e t o r a m o n g t h e e n v i r o n m e n t a l e o n d i t i o n
。
M
o s t o f
e n e r g y s t o r a g e o f t h e L e y m u s c h i n : 1: 5 15 P o P u l a t i o n a r e a l l o t t e d i n i t s w e l l
-
d e v e l o P e d r o o t s y s t e m 5 0 a s t o rn o e t t h e d e m a n d f o r r o o t s y s t e 卫 a b : o r b i n 孟
w a t e : a n d n 。 t r i t i血 f r o tn : 0 11 u n d e r t if e s e m i 一 a r i d c l i m a t i 。 。 。 n d i t i o n .
T h e r e a r e t h e e l i m a t i e e h a r a e t e r i s t i e s o f v e r y l o n g a n d s e v e r e e o l d
w i n t e r a n d s e r i o u s a r i d s P r i n g i n t h e L o g邢 u s e h i n e n s i s g r a s s l a n d i n N o r -
t h e a s t C h i n a
.
T h e L :夕滋 u s e h i n e n s i s P o P u l a t i o n s t o r e s u P a g r e a t q u a n t i t y
· 0 f e n e r g y i n i t s r h i z o m e s y s t e m t h a t h a s t h e e a P a e i t y o f a s e x u a l
r e P r o d u t i o n a n d r o o t s y s t e m w h i e h h a s a b s o r b i n g f u n e t i o n f o r i t s U n d e r
-
.
g r o u n d l i v i n g t h r o u g h w i n t e r s a f e l y a n d i t s A b o v e
一 g r o u n d s P r o u t i n g a t t h e
七e g i n n i n g o f t h e g r o w t h s e a s o n , n e x t y e a r 。
L I T E R A T U R E C IT E D
哎 1 〕 A k i y a m a , T . e t a l . , l , 5 3 , E e o l o g i e a l e f f i e i e n e ie ; o f e n e :盯 e o n v e r s i o n i n p 、 , t u r e v l . C h a n -
g e , i n e a l o r i f i e v a l u e ; o f s e , e , a l p
a , t o r e p l a n t , a n d
e n e r g r s t o r a g e i n g r , , , l
a n d
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J a p a n
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l
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V o l
.
2 。 , N o . 1 . 2 5一 3 7 .
: 〔 2 〕 B l i s : , L . C . , 10 52 , C a l o r s。 a n d l i p i J 。 o n t e n t i n 。 l p i n e t 。 n d r a p l a n t , , E e 〕 10 9了 , V o l . 4 3 , N o .
4
,
7 5 3一 7 5 7 .
〔 3 〕 G o l le 了 , F . B一 9 3 1 , E n e馆了 v a l o e ; o f e e o lo g i c a l m a t e r达 15 , E e o l o g y , v o l . 4 2 . N o . 3 , 5 8 2一 5 , 5 .〔 4 〕 G o l l e y , F . B . , l , 5 9 , C a l o r i e v a l o e o f w e t t r o p i e a l f o r e ; t v e j e t a t i o n , E e o l o名v , V o l . 5 0 , N o .
3 , 5 1 7一 5 1 9 .〔 5 〕 K u e e r a , C . L . a o d R . C . D a h lm a n , 2 0 6了 , T o t a l n e t p r o d u e t iv i t了 a n d t u r 皿 o v e r o n a n e n e r g y
b a s is f o r t a l lg r a s s p r a it ie
,
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l o g了 , V o l . 4 5 , N o . 4 , s s e一5 4 1 .
( 6 〕 5 i m s , P . L . a n d 1. 5 . S i n g h , 1 0 7 5 , T五e s t r u e t u r e a n d f o n e t王o n o f t e n w e ; t r n N o r t h A m e r三e a n
g r a s s l
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d : 11
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t o r n 。甲 e r a n d e f f i e i e n e i e s o f e n e r g y e a p t u r e a n d w a t e r u s e
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E e o l
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V o l
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e 6 , 5 7 3一 5 0 7 .
托 7 〕 5 1皿 s , P . L . a n d J . 5 . S i o g h , 一。7 5 , T h e s t r u e t o r e a n d F u n e t i o n o f t e n w e s t e r n N o r t h A 斑 e r i“ a n
g r a s s l a n d : I V
.
C
o m p a r t m e n t a l t r a n s f e r s a n d e n e : g了 f l o w w it h i n t h e e e o ; y s t e 皿 , J . E e o l 二 v o [ .
6 6 , 9 8 3一 1 0 0 9 。
一 1 1 3 一