额济纳绿洲胡杨根系特征与根蘖繁殖发生机制

我国极端干旱区绿洲不仅是当地居民生存的依靠，也是周边区域乃至我国北方地区生态安全的保障。而绿洲植被退化已导致如沙尘暴等严重环境问题。本项目选择典型极端干旱区和沙尘暴的发源地额济纳，针对其绿洲退化胡杨林的保护与恢复过程中，胡杨根蘖繁殖发生机制这一关键性问题，采用生态学与发育生物学等原理与方法，研究胡杨根系分布特征；根系不定芽是如何发育的，是随机发生还是环境因素诱导的，制约因素是什么；进而探讨不定芽是如何发育为根蘖的，影响根蘖发育和生长的主要因素是哪些，作用的过程是怎样的，以揭示胡杨根蘖繁殖机制。目前，额济纳绿洲胡杨林主要依赖根蘖更新来维持，所以本项目通过研究试图给出人工促进根蘖更新的一些重要影响因素控制的技术参数，并进行一定的人工培育试验。研究成果不仅可丰富极端环境下植物适应的理论；且可为林业部门制定有效的植被恢复方案、保护脆弱的绿洲生态系统提供科学的依据。

干旱区绿洲环境退化已成为全球关注的焦点。我国极端干旱区绿洲不仅是当地居民生存的依靠，也是周边区域乃至我国北方地区生态安全的保障。而绿洲植被退化已导致如沙尘暴等严重环境问题。本项目选择典型极端干旱区和沙尘暴的发源地额济纳，针对胡杨根蘖繁殖发生机制这一关键性问题，运用地下生态学原理，采用根系样方法、根系观察窗法、微根管以及探地雷达等方法和技术，并结合野外和实验室控制试验，研究了胡杨不同生境、不同年龄胡杨根系特征以及空间分布，根系不定芽及根蘖的发生机制。.研究中确定了胡杨的根系具有主根发达和主根不发达两种类型，但中龄林由于主要来源于无性繁殖而主要是横走根发达的类型。同时，胡杨是浅根系树种，具有庞大的根系,一般水平分布半径可达35-40m，有的甚至达到100 m以上，但水平分布根系占绝对优势，主要集中在20～80cm土层中；根深度一般在5.5米左右；但胡杨粗大根(直径在5cm以上)较少。同时，胡杨细根的根长密度、根表面积密度，随深度增加呈现指数函数分布。提出了“繁殖根系”的概念，并研究胡杨的繁殖根系特征和根蘖的发生。对比不同林龄不同根序上的根蘖芽发现：二级根上不定芽个数均是同组一级根上不定芽个数的3～4倍；细根对胡杨根系构型有重要的影响。.通过野外和实验室控制试验选取了土壤含水量、含盐量、肥力、林龄、根段径级等因子，得出水分是根蘖发生和生长的限制因子，土壤盐分是主要因子，土壤含水量15%以上，土壤肥力20g. pot-1，含盐量低于100mmol.pot-1，径级在0.1—2cm范围内，均能产生不定芽和根蘖，随着盐分梯度的增加，根蘖发生和不定芽生长严重受到抑制；同时，人工诱导有20%的根段生根，解决了人工培育根蘖苗生根问题。胡杨幼苗控制和栽培试验得出胡杨幼苗根系构型整体上呈现鱼尾形分枝，生境因子对于幼苗生长根系构型，根木质化和存活率有显著影响。.综合上述结果，胡杨根系上不定芽和根蘖的发生具有一定随机性，但主要受到环境因子诱导的影响，而土壤水分、盐分等是根蘖发生的主要因子。本研究在荒漠绿洲胡杨林研究尝试了多种根系的根蘖发生的研究方法，将形成系统的荒漠植物根系的研究理论和方法，为荒漠地区的地下生态学的研究提供坚实的理论。同时，在胡杨林保护方面提出了很多定量经营指标，这些成果不仅为进一步研究提供了理论和技术支撑，同时对未来胡杨林保护和恢复也具有重要的意义。.