南方石漠化区先锋植物形成保育功能的生态机制

Pioneer plant are the most common and important nurse plant in degraded ecosystems and other extreme habitats. In the rocky desertification areas of southern China,some pioneer plants could have the conservation fucntion that promotes the successful establishment of target plants and increases the efficiency of vegetaion restoration.However, little attention has been paid to the ecological mechanisms underlying the formation of conservation function of these pioneer plants,which makes them difficult to play their due role in vegetaion restoration. Based on our previous research of nurse plants, the present project will use the multiple methods of quadrat survey,plot experiment, control experiment,dynamic invesitigation and laboratory analysis, select the pioneer species that has the conservation fuction, observe the target plants'functional traits such as growth and physiology and micro-environemntal variables of soil with and without the co- occurrence of nurse plants, analyse the internal and external factors that affect and restrict the conservation function, and finnaly reveal the ecological mechanisms underlying the formation of conservation function of pioneer plant.The achieved results will provide important theroretical base for the rational use of the conservation function of pioneer plant and play a very important role in the enrichment of the vegetaion restoration theory,the improvement and modification of the vegetaion restoration techniques, and the enhancement of our confidence in rocky desertification controls.

先锋植物是退化生态系统或其他极端生境最为常见而重要的保育植物。在南方石漠化区，某些先锋植物可能具有促进目标植物成功定居和提高植被修复效率的保育功能，但目前对这些先锋植物形成保育功能的生态机制还缺乏研究，使其难以在植被修复中发挥应有的作用。本项目主要是在申请人前期保育植物的研究基础上，根据保育植物研究的基本理论和方法，拟采取样方调查、小区试验、控制实验、动态监测和实验室分析等方法，通过筛选具有保育功能的先锋植物，观测在有无保育植物共生条件下目标植物的生长和生理等特征以及土壤微环境的变化特点等，分析影响和制约先锋植物保育功能的内生和环境因素，从而揭示先锋植物在石漠化区形成保育功能的生态机制。项目研究成果可为南方石漠化区合理利用先锋植物保育功能提供重要理论依据，对丰富植被修复理论、改进和完善植被修复技术以及增强人们治理石漠化的信心等都具有非常重要的意义。

先锋植物是退化生态系统及其他脆弱生境极为重要的保育植物。在南方石漠化区，某些先锋植物具有促进目标植物成功定居和提高植被恢复效率的保育功能，但相关研究仍比较缺乏，使其在植被修复中难以发挥应有的作用。本项目以桂西南石漠化山区为背景，采取样方调查、小区试验和盆栽实验等方法，研究其先锋植物保育功能的基本特征、作用机理和影响因素等，为合理利用先锋植物、提高植被修复效率提供重要的理论依据。主要研究内容与结果如下：① 先锋群落种间联结特征。初步发现灌木群落中，潺槁树、粗糠柴和朴树等乔木树种之间及其与其他先锋植物之间存在显著正相关的种对14个。② 先锋植物保育功能基本特征及影响因素。先锋植物保育功能主要表现在提高目的植物种子萌发率、幼苗保存率和植株生长量等，对同一目的植物的保育功能是木本群落或木本植物大于草本群落或草本植物，同一先锋植物对演替后期种的保育功能大于演替前期种；具有化感作用的先锋植物对某些目的植物存在比较强烈的抑制作用；先锋植物适口性、坡向、坡位、目的植物的相对方位和相对距离、干旱胁迫、土壤肥力和放牧等对其保育功能均有较为明显的影响。③ 先锋植物保育功能作用机理。先锋植物保育功能源于其具有减弱强光、降低气温和土壤温度，提高空气相对湿度和改善土壤物理性质等作用，为目的植物种子萌发和幼苗生长营造了较好的微环境。④ 先锋植物对目的植物生理生态学特性的影响。在先锋植物下，目的植物主干的高茎比和平均节间长度、平均单叶面积、叶片SPAD值、比叶面积、叶片N含量、最大光合效率和表观量子效应等较大，叶片C/N值、光补偿点、光饱和点和暗呼吸速率等较小。.本研究揭示了南方石漠化区先锋植物保育功能的基本特征及其作用机理等，筛选和总结出多个促进目的植物生长的“保育植物+目的植物”新模式，首次发现外来先锋树种银合欢对蒜头果具有强烈抑制作用等，这些研究成果对石漠化区生物多样性保护与恢复、改进和完善植被修复技术、增强治理石漠化信心等具有非常重要的意义。