木本猪毛菜和雾冰藜对达坂城长期强风环境的响应

针对干旱区长期强风地区植被恢复先锋植物种选择的关键问题，以我国第二大风口达坂城地区自然极端风环境中的典型抗风植物木本猪毛菜（Salasola arbuscula）和雾冰藜（Bassia dasyphylla）为研究对象，通过野外观测、室内实验和风洞实验，从地上部分的茎解剖结构和硬度、根系构型可塑性、植冠种子库种子脱落时间和机理、土壤种子库的空间格局四个方面，及其相互之间的内在联系，来揭示这两种植物对长期强风在个体和种群层面上的适应对策，比较多年生灌木和一年生草本对长期强风适应对策的差异。为植物风生态学理论提供案例，为干旱区长期强风地区植被恢复先锋植物种的选择提供依据。

提出了植物风生态学研究的重要方法，即采用三种途径（在野外自然大风区建遮风障作遮风处理、实验田模拟不同强度的长期风、野外直接观测）相结合来研究植物形态结构对长期大风的响应，从而克服了国内外目前所用单一方法的局限性。在此基础上，研究了木本猪毛菜和霸王对长期大风环境的响应，结果表明，大风作用下，木本猪毛菜和霸王植株矮化、不对称生长，叶片长度、主茎弯曲角度、枝倾角、叶倾角均减小，另外，霸王的叶柄变短、变粗，韧性增强；大风作用下，这两种植物的叶表皮、栅栏组织、叶脉和贮水细胞增厚，霸王尤为明显，木本猪毛菜还增加叶脉及含晶细胞厚度，从而使叶的总厚度增加。这些形态结构有利于减小枝与叶的受力面积从而减小阻力，增大光合作用的面积，减小水分丧失，减缓风力造成的机械损害。风作用下，这两种灌木的根系分布因生长阶段的不同而不同，在幼龄阶段，无论遮风试验还是达坂城长期大风环境，其根系迎风面与背风面的侧根数、侧根长及侧根直径差异不显著，即根系并非不对称分布。在幼苗阶段，总的侧根数、长度、直径均比遮风条件下大，说明风促进了霸王总根系的生长；但在壮龄阶段，根系在自然大风下出现了明显的不对称分布，背风面的根幅为迎风面的2倍多，背风面的侧根数、长度、直径分别是迎风面的3倍左右，这与飓风作用下的乔木的响应相反。说明木本猪毛菜和霸王主要通过调整地上部分的形态结构而不是调整根系构型来适应大风干旱环境，这是干旱区灌木适应长期大风的一种策略。