柴达木盆地荒漠植被格局及其与水分因子关系研究

柴达木盆地是青藏高原气候变化幅度最大的区域之一，该区荒漠植被对气候变化敏感，是研究全球变化背景下生态系统区域响应的理想地区。目前，大尺度植被-气候关系研究较多，荒漠植被-环境关系研究多关注小尺度，兼顾大气候因子和小生境的景观尺度植被-环境关系研究较少，特别是荒漠植被水分来源尚存争议。本项目以柴达木盆地东部主要荒漠植被类型为研究对象，按降水梯度自东向西布设两条样带进行植物群落调查和取样；采用植物群落排序法，在多尺度环境因子中筛选影响荒漠植被分布的主要因子，实现荒漠植被格局的定量化表达；运用植物叶片稳定性碳同位素技术，通过植物水分利用效率间接反映生境的干湿程度；根据植物水与降水、河水、地下水、土壤水稳定性氢氧同位素值的对比，定量分析优势物种的水分来源及其时空变化，阐明荒漠植被格局及其与水分因子的定量关系，为柴达木恢复古植被古气候、预测未来植被变化趋势提供现代过程依据。

柴达木盆地是青藏高原气候变化幅度最大的区域之一，该区荒漠植被对气候变化敏感，是研究全球变化背景下生态系统区域响应的理想区域。目前，大尺度植被—气候关系研究较多，荒漠植被—环境关系研究多关注小尺度，兼顾大气候因子和小生境的景观尺度植被—环境关系研究较少，特别是荒漠植被水分来源尚存争议。本项目以柴达木盆地东部主要荒漠植被类型为研究对象，按降水梯度自东向西布设两条样带和5个典型样地。在植物群落调查和取样的基础上，采用植物群落排序法（DCA）及与环境因子相关分析法，发现：降水、干燥度等水分因子是影响柴达木荒漠植被分布的关键环境因子，小生境因子如土壤含水量、土壤容重、土壤pH值、土壤有机质、土壤可溶性全盐也表现出对植被格局的影响。植物叶片δ13C值与海拔、土壤含水量、30年均温显著相关，生长前期相关性大于生长后期。因此，荒漠植物叶片δ13C值反映的是土壤环境的干湿程度。根据植物茎杆水与河水、地下水、降水、土壤水稳定氢氧同位素值的对比，发现荒漠植物水分利用来源与区域水源供应情况、植物种类及局地地形条件等有关：盆地底部（如格尔木、诺木洪站），降水量较低，地下水位较高，植物水分来源以地下水、河水为主。海拔较高、地下水位相对较低的站点（如德令哈），植物水分来源以土壤水为主。较高大的植物，如麻黄、沙拐枣利用较多的地下水、河水水源；较低矮的灌木，如驼绒藜、合头草、盐爪爪，利用水源情况随所在地水分供给而有区别，与较高大灌木竞争地下水、河水水源方面劣势。白刺可利用地下水、河水、土壤水等多种水源，柽柳主要利用50-70cm土壤水。都兰样地植被低矮主要利用河水可能与采样地地形低洼，距河较近有关。根据上述植被—环境关系分析，未来气候增温增湿情景下柴达木盆地垂直带上的植被有向下移动的可能，水平地带上的典型荒漠植被有从东南向西北方向移动的可能。