草地沙化裸斑借助芽库进行植被恢复的尺度效应

Bud bank plays an important role in population maintenance and regeneration in perennial grasslands worldwide. Understanding the role of bud bank in vegetation restoration of bare patches in grassland and its scale-dependent effect is not only essential for exploring the ecological function of different bud bank types and promoting the theoretical development of clonal plants functional ecology, but also an important practical problem regarding the maintenance of natural grassland and the restoration of desertified grasslands. This program will select bare patches with different size and shape in Horqin grassland of Inner Mongolia as the study object. By comparing the roles of different bud bank types in vegetation restoration and exploring the regulation of patch characteristics on bud bank and its regenerative contribution, this program aims to determine the threshold of vegetation restoration in bare patches via bud bank, elucidate the role of bud bank in the vegetation restoration of bare patches and the scale effect of patches on the vegetation restoration via bud bank. This program is very useful for exploring the ecological functions of different bud banks, enriching the functional ecology theories of clonal plants, and providing guidance for grassland maintenance and restoration in semi-arid grasslands.

以芽库为基础的营养繁殖在多年生草地植物种群维持与更新中发挥重要作用。探讨芽库在草地沙化裸斑植被恢复中的作用以及裸斑借助芽库进行植被恢复的尺度效应，不仅是阐明不同类型芽库生态功能、推动克隆植物功能生态学理论发展之所需，而且是与草地生态系统维持与退化草地恢复密切相关的实践问题。鉴于此，本项目拟以内蒙古科尔沁草地沙化裸斑为研究对象，通过野外调查、定位监测与室内分析相结合的方法，比较不同类型芽库在裸斑植被恢复中的作用，探讨草地沙化裸斑属性对植物借助芽库进行植被恢复的调控，确定沙化裸斑借助植物芽库进行自然植被恢复的阈值，阐明不同类型芽库在植物拓殖草地沙化裸斑中的作用及调控因素与芽库在草地沙化裸斑植被恢复中的尺度依赖，揭示不同类型芽库的生态功能，丰富克隆植物功能生态学理论，为退化草地生态恢复与草地生态系统维持提供理论依据。

以芽库为基础的营养繁殖在多年生草地植物种群更新与群落演替中发挥重要作用。明确植物克隆性状与芽库特征有助于揭示物种分布格局与群落构建法则，阐明芽库大小与组成对环境胁迫与干扰的响应有利于揭示并预测群落演替方向与速率，为草地管理与退化草地恢复提供重要依据。鉴于此，本项目1）借助于内蒙古草地样带调查，初步系统刻画了内蒙古草原植物克隆性状与芽库多样性格局；2）以科尔沁沙地不同类型沙丘生态系统为研究对象，比较了不同类型芽库对干扰和环境的适应能力以及在沙丘植被恢复中的相对贡献；3）以草地退化演替序列不同植物群落类型为研究对象，通过分析不同退化演替阶段植物芽库特征，比较了不同类型芽库的响应差异及其对植被更新的相对贡献，明确了芽库对退化草地植被演替的调控过程与机制。研究表明：1）地下长根茎与地表短根茎为内蒙古草地最为常见的克隆生长器官，持久性为2-4年和横向扩展能力较弱的克隆植物最为常见；2）沙丘生态系统中，根茎芽在湿润和轻度干扰生境中更具优势，分蘖芽更易抵御沙埋，而根蘖芽更适应于风蚀；3）沿草地退化演替序列，优势物种羊草种群总芽密度无显著变化，分蘖芽显著减少，根茎芽显著增加；4）沿草地放牧演替序列，植物群落整体芽库密度无显著变化，各类型芽库均发生显著变化，放牧演替前期以根茎芽为主，中期以分蘖芽为主，后期以根蘖芽为主。本项目初步构建了内蒙古草地植物克隆性状与芽库数据库，为下一步系统整合研究奠定了基础，明确了不同类型芽库对环境和干扰的响应差异以及对植被更新的相对贡献，为多年生草地管理与退化草地恢复提供理论依据。