Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 石羊河下游衰败人工固沙林中红砂定居过程及其驱动机理研究 | |
| 何芳兰 | |
| 完成单位 | 甘肃省治沙研究所 |
| 登记(发布)日期 | 2018 |
| 中文摘要 | 1、课题来源与背景 “石羊河下游衰败人工固沙林中红砂定居过程及驱动机理研究”(31360203)是国家自然科学基金委于2013年9月批准立项,由甘肃省治沙研究所承担的地区科学基金项目,经费51.00万元。 2、研究目的与意义 本项目拟以石羊河下游衰败人工固沙林为研究对象,通过对衰败固沙林中红砂定居的生境条件、种子特性、种子传播、种子萌发、幼苗定居、植株生理生态、植株形态结构、土壤种子库、种群密度、种群年龄结构等进行调查研究,掌握红砂定居的生境条件和红砂种子-幼苗阶段定居能力,阐明红砂对荒漠区衰败人工固沙林林下极端生境的生理生态适应性策略,耦合红砂种子种子传播、种子萌发、幼苗定居位置、成株物候等与生境因子之间的关系,揭示红砂种群在石羊河下游衰败固沙林中成功定居驱动机制。项目研究结果对保护当地脆弱生态系统,减缓、防治该区域人工固沙林进一步衰败退化,打破极端生境下人工固沙林更新限制,恢复重建石羊河下游完善的固沙林体系具有重要意义。 3、主要结论与论据 3.1 人工固沙林衰败过程中植物群落的动态变化 石羊河下游人工固沙林衰败过程中,林地地上植被和土壤种子库植物物种一直表现出多数种属于少数科,少数种属于多数科的特征;人工固沙林衰败过程中林地植被与土壤种子库均未出现衰败现象,且均出现了由沙生植物向沙旱生植物的演替;地上植被与种子库具有很强依赖性,种子库具有很强恢复能力。 3.2 人工固沙林衰败过程中生物土壤结皮、土壤质地及微生物动态变化 人工固沙林由未衰败向轻度、中度及重度演变过程中,林地生物土壤结皮相应地发生了由结皮前期向物理-藻类结皮阶段、藻类-地衣结皮阶段、地衣-藓类结皮阶段的演替;林地浅层土壤细粒和粘粒含量增加,粗粒含量减少,土壤全氮、速效磷、速效钾及有机质养分含量增大;林地浅层土壤细菌、真菌以及放线菌数量先增大后减小,而土壤藻类含量一直大。 3.3 红砂种子定居及其与生境因子的耦合关系 红砂种子传播距离与方向与常年盛行风呈正相关;红砂单位面积种子库密度与母株距离呈负相关、与林地光滑度成负相关;种子定居、幼苗萌发与林地结皮相关,只有结皮覆盖区域才有幼苗成功定居;红砂种群保苗率与土壤粘粒成正相关;红砂幼苗死亡率与株龄成负相关;红砂种群空间分布与风向、沙丘坡向有关,在沙丘迎风坡和沙丘坡脚区域种群密度较大,依次为沙丘坡中、坡顶;此外,土壤结皮厚度与红砂植株生长量呈负相关。 3.4 红砂Na+积累与抗旱性 干旱、高温以及风沙流胁迫均诱导了红砂吸收和积累大量Na+。红砂在干旱、高温、风沙流环境下根系能吸收大量Na+,通过木质部导管运输到叶片,利用其离子区域化功能将大量的Na+区域化到液泡中,一方面防止过多的Na+对植物器官产生毒害,另一方面提高叶片中盐离子阳离子含量,增大细胞溶质浓度,降低渗透势,提高植物根系在土壤水分吸收能力,从能提高其抗逆性。 3.5 红砂成功定居的驱动机制 石羊河下游频繁的大风驱使红砂种子在人工固沙林中侵入,人工固沙林表面生物土壤结皮的形成驱使种子成功定居;沙区植物生长节的大型降雨均能满足红砂种群种子萌发;庞大红砂种子库确保了幼苗存活量;红砂超强的吸收Na+能力和渗透调节能力确保了红砂植超强的抗旱能力;红砂超强自我调节物候能力确保了成熟植株年年有大量种子库。 4、创见与创新 采用野外监测调查与室内测定相结合方法,从种子 →幼苗→成株个体→种群、植物生理生态适应与生境变化、时间过程和空间结构综合考虑,揭示石羊河下游衰败固沙林中红砂定居成功的驱动机理。 5、社会经济效益、存在问题 本项目为基础性研究,并未产生直接社会经济效益,但产生了一定间接社会经济效益。在本项目实施过程中,凝练一套干旱沙区红砂人工种群建植技术。在此技术体系的支撑下本单位在铁路甘-武线建植了大面积红砂防风固沙与水土保持护坡林;此外,这套技术还在阿拉善左旗沙生植物园种质资源圃建设中被应用。这些红砂人工种群的建植将对改善区域生态环境具有一定作用,并能间接地产生一定的社会经济效益。 6、历年获奖情况 无 7、成果简介 本项目采用野外观察和室内测定相结合的方法,对石羊河下游衰败人工固沙林中红砂定居生境条件、种子——幼苗定居特征、幼林植株抗逆生理、成株响应干旱形态及生理策略等进行研究,掌握了人工固沙林衰败过程中林地植被及土壤种子库的演变规律,摸清了驱动红砂种子种子撒布、种子定居、种子萌发、幼苗存活的的生境因子,阐明了红砂幼林植株适应干旱、高温、风沙流胁迫的主要生理策略,耦合了环境因子与红砂种子萌发、幼苗生长及其成株开花结果关系,揭示红砂打破衰退人工固沙林更新限制并能够成功定居的驱动机理。 |
| 中文关键词 | 石羊河下游 ; 人工固沙林 ; 红砂 ; 生理生态 ; 环境因子 |
| 成果类型 | 基础理论 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | S718.5 |
| URL | http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001780398 |
| 来源机构 | 甘肃省治沙研究所 |
| 资源类型 | 成果 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243916 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 何芳兰. 石羊河下游衰败人工固沙林中红砂定居过程及其驱动机理研究[Z]. 基础理论,2018. |
| 条目包含的文件 | 条目无相关文件。 | |||||
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