雨养人工梭梭种群动态对关键环境因子脉动的响应机制

Artificial Haloxllon ammodendron is the pioneer species in sand fixation in arid regions in China as it is effective in stopping mobile sands. However, there is also a bottleneck problem for Haloxllon ammodendron: it cannot develop sustainably and healthily as its quality is dropping. So, is the Haloxllon ammodendron community which is rebuilt scientifically rational? what are the key factors deciding the sustainable and positive development of Haloxylon ammondendron system?The key point for the sustainable development of artificially rebuilt communities is the virtuous circle of artificial communities. It is not only related to the micro-environment of the system, also closely related to the rather unstable precipitation, aeolian environment and maximum/minimum temperatures. Therefore, this study, through making clear the correlation between the growth, development, reproduction and renewal of artificial Haloxllon ammodendron community with different ages and the mutated environmental factors, aims to disclose the key environmental factors impacting the growth, development, reproduction and renewal of artificial Haloxllon ammodendron community; to make clear the response mechanism of artificial Haloxllon ammodendron community to key environmental factors; to determine the threshold value of artificial Haloxllon ammodendron community and its fluctuation mechanism. This study will offer a scientific reference for the rebuilt and rational management of existing Haloxllon ammodendron forest in arid regions.

人工梭梭种群是我国干旱区植物固沙的主要建群种，固沙效果良好。但随着时间的推移，人工梭梭种群出现质量效益下降、不能持续健康发展的瓶颈问题。那么干旱区人工重建的梭梭固沙群落是否科学合理？能否稳定存续且重建生态系统朝正向发育的关键因子是什么？人工重建群落能否稳定存续的关键是人工种群动态的良性循环，其不仅受到重建系统的微环境影响，且与干旱区极不稳定的降水、风沙环境及极端气温密切相关。因此，本项目通过研究不同林龄人工梭梭种群生长发育、繁殖更新过程与高变异环境因子的关系；揭示影响人工梭梭种群生长发育、繁殖更新过程的关键环境因子；探明人工梭梭种群动态对关键环境因子脉动的响应机制；确定人工梭梭群落稳定性阈值及其波动机制；为干旱区人工梭梭林重建及对现有人工梭梭林合理经营提供科学依据。

科学建设人工植被群落对干旱区植被恢复生态意义重大。干旱区环境因子具有极不稳定的特点，人工重建植被群落对其响应敏感。人工重建植被群落能否稳定存续的关键是人工种群动态的良性循环。其不仅受到重建系统的微环境影响，且与干旱区极不稳定的降水、风沙环境及极端气温密切相关。本项目通过对民勤不同林龄雨养人工梭梭种群更新苗动态及其与环境因子关系研究，对比分析天然梭梭林特征及其更新能力，分析不同种源种子及其幼苗对水分、盐分胁迫的差异性。得出以下结论：（1）研究区降水量脉动特征：小降水事件（﹤5mm）是降水事件的主体，占到降水事件的79.4%。≧5mm的降水事件较少，但对年降水量贡献较大，占全年降水量的76.6%；（2）土壤水分脉动特征：土壤浅层（0~50cm），水分变化与降水、群落植被盖度有较好的对应关系。土壤深层（70~190cm），随着时间的推移，土壤水分逐年减小；（3）人工梭梭群落物种多样性指数表现为随时间增加后又减小的变化趋势，梭梭种群稳定密度为700株/hm2；（4）在一定范围内，上年冬季降水量（10至次年3月，下同）对更新苗数量影响极显著（P﹤0.01），生长季（4至9月，下同）降水量对更新苗的死亡率影响极显著（P﹤0.01）；（5）当年5至8月大于5mm 的降水量对一年生草本沙米种群相对密度影响极显著（P﹤0.01），拟合方程为二项式函数关系；（6）天然梭梭林物种组成相对简单，梭梭与白刺相伴而生。一年生草本随小环境的不同而随机分布。种群更新状况良好；（7）梭梭种子萌发的土壤体积含水率区间为2%~30%，萌发率在30%时达到最大值。幼苗存活率在15%时最大。（8）内蒙古、民勤和新疆的梭梭种子耐盐阈值分别为0.6 mol.L-1、0.6 mol.L-1、0.4 mol.L-1。不同生境梭梭幼苗生长耐盐阈值均为0.6 mol.L-1。不同生境的梭梭种子耐盐性从高到底序列为：内蒙古>民勤>新疆。该研究加深了对雨养人工梭梭种群稳定存续关键因子的了解，增强对干旱区人工荒漠生态系统稳定性评判的认识。为干旱区人工梭梭林重建及现有人工梭梭林经营管理提供科学依据。