天山1号冰川前缘小冰期以来的植被演替模式及适应机理研究

由于人类活动的加剧和全球气候变化导致了大量原生裸地的产生，这些原生裸地的植被恢复的问题日益受到人们的关注，而植被原生演替理论是原生裸地植被恢复的理论基础。冰川前缘是研究原生演替的理想区域，也是调查如植物定居和种群建立等基本生态过程的模型系统。本项目选择乌鲁木齐河源区天山1号冰川连续的冰碛剖面，应用传统的生态学和现代生物学手段，对植物多样性及其群落结构进行系统分析，探讨植物演替和土壤发育的时空变化特征，阐明小冰期以来冰缘区生态系统发育与土壤环境和气候变化的演变规律，明确植被演替的主要影响因子及植被适应的生理生态学机制。研究结果可为极端环境条件下生态系统对全球变化的响应研究以及乌鲁木齐河源区生态系统的生态环境建设、以及退化生态系统的恢复与重建提供理论依据。

本项目以乌鲁木齐河源区天山1号冰川前缘裸露地为研究区域，系统分析了植物群落结构随裸露年龄的变化规律，同时结合土壤微生物群落结构和理化性质分析结果，阐明了小冰期以来冰缘区植被演替模式，揭示了生态系统发育与土壤环境的演变规律，主要结果如下：.（1）通过连续三年对天山1号冰川前沿裸露地植被样方调查，结合土壤理化因子的分析，阐明了小冰期以来冰缘区植被由菊科→石竹科→禾本科→莎草科逐渐演变的典型特征，指出了土壤发育程度是植物群落演替的直接决定因素。.（2）分析了冰川前沿裸露地微生物数量及群落结构特征，揭示了微生物数量及群落结构随土壤裸露年代的变化规律，而植物群落演替、植物多样性及其初级生产力是影响土壤微生物数量及群落结构的主要因素。.（3）研究了冰川前沿裸露地植被生理生化特性，探讨了植被适应的生理生态学机制，表明冰缘植物积累不同种类和不同含量水平的游离氨基酸是其适应环境变化并发生演替的主要机理。