發(fā)布時(shí)間：2019-04-24 15:51

【摘要】：沙拐棗(Calligonum mongolicum Turcz.)是一種優(yōu)良的防風(fēng)固沙先鋒種,生長(zhǎng)于流動(dòng)、半流動(dòng)沙丘,是干旱區(qū)沙地植被的重要建群種和人工固沙造林的優(yōu)選物種,在保障西部生態(tài)安全中發(fā)揮了極其重要的作用。針對(duì)沙拐棗在荒漠區(qū)流沙生境上自然更新能力強(qiáng),而在沙丘固定后自然更新下降的生態(tài)現(xiàn)象,本文以干旱荒漠區(qū)(民勤西沙窩)不同風(fēng)沙環(huán)境上的沙拐棗為研究對(duì)象,較為系統(tǒng)地從種子生產(chǎn)、擴(kuò)散、種子庫(kù)、種子萌發(fā)、幼苗更新、克隆生長(zhǎng)等方面開(kāi)展其繁殖特性、自然更新策略研究,以期揭示不同生境下沙拐棗自然更新的策略,并解析沙丘固定后人工林自然更新受限原因。主要結(jié)果如下:(1)沙拐棗采取多種繁殖策略來(lái)適應(yīng)荒漠區(qū)多變的風(fēng)沙環(huán)境。首先,沙拐棗具有一年多次(2~3次)開(kāi)花結(jié)實(shí)策略,不同成熟期對(duì)果實(shí)重量有明顯影響,果實(shí)單粒重9月8月6月。其次,種子主要靠風(fēng)力擴(kuò)散,擴(kuò)散方向與風(fēng)沙流活動(dòng)密切關(guān)聯(lián);種子具有長(zhǎng)距離和短距離擴(kuò)散兩種策略,為其開(kāi)辟新的定居生境和形成土壤種子庫(kù)創(chuàng)造了可能;種子壽命較長(zhǎng),可形成持久土壤種子庫(kù),當(dāng)年生和保存3年的種子活力均高于90%,且出苗率差異不顯著。最后,種子萌發(fā)率較低(最高45%),首次出苗時(shí)間約14d,部分春季未萌發(fā)的種子可推遲至秋季出苗,沙拐棗采取謹(jǐn)慎型和兩頭下注型的萌發(fā)策略來(lái)應(yīng)對(duì)荒漠環(huán)境的不確定性;種子萌發(fā)和出苗對(duì)干旱、鹽脅迫耐性較強(qiáng),模擬干旱(PEG-6000最高濃度20.3%)和鹽脅迫(NaCl最高濃度0.8%)對(duì)其出苗率影響不大。(2)不同流沙環(huán)境下沙拐棗種群自然更新策略明顯不同。首先,風(fēng)蝕區(qū)全部以克隆繁殖更新,沙埋區(qū)以克隆繁殖為主兼有種子更新,而丘間地僅以種子更新;風(fēng)蝕區(qū)和沙埋區(qū)每年僅開(kāi)花結(jié)實(shí)2次,而丘間地每年開(kāi)花結(jié)實(shí)3次。其次,沙埋區(qū)種子雨季節(jié)動(dòng)態(tài)變化曲線(xiàn)呈單峰,風(fēng)蝕區(qū)變化平緩,而丘間地呈雙峰;在0-10cm土層中,風(fēng)蝕區(qū)土壤淺層種子庫(kù)密度遠(yuǎn)低于深層,而沙埋區(qū)都較高,丘間地土壤淺層遠(yuǎn)高于深層;2-5cm土壤層種子庫(kù)密度與樣地內(nèi)當(dāng)年生實(shí)生苗幼苗密度顯著正相關(guān)。再者,沙埋區(qū)幼苗出土率在6月和8月都較高(分別為2300和1300株/ha),而風(fēng)蝕區(qū)分別僅為2株和75株/ha且無(wú)法存活;當(dāng)年生幼苗高度、幼苗基莖、幼苗的比葉重在三種風(fēng)沙環(huán)境下無(wú)顯著差異,幼苗通過(guò)增加同化枝的節(jié)數(shù)和長(zhǎng)度以及具有較高的持水力來(lái)抵抗流沙脅迫。最后,克隆苗不僅比實(shí)生苗生長(zhǎng)迅速,且可通過(guò)與生長(zhǎng)良好沙埋子株的連接,使嚴(yán)重風(fēng)蝕脅迫下的子株能夠存活、生長(zhǎng)并完成整個(gè)生活史,對(duì)風(fēng)蝕環(huán)境表現(xiàn)出了較強(qiáng)的適應(yīng)性。(3)沙丘固定后人工沙拐棗種群自然更新策略發(fā)生了顯著變化。人工造林形成了固定沙丘后,沙拐棗不僅無(wú)克隆更新,而且種子更新的實(shí)生苗密度僅67株/ha,顯著低于流沙區(qū)的310株/ha。沙丘固定后地表風(fēng)沙流活動(dòng)降低、土壤緊實(shí)度增加限制了沙拐棗水平根的發(fā)育,使得固定沙丘無(wú)克隆繁殖。固定沙丘的土壤種子庫(kù)密度和分布模式與流沙區(qū)無(wú)差異,說(shuō)明土壤種子庫(kù)不是其自然更新的限制因素;但沙丘固定后土壤緊實(shí)度的增加導(dǎo)致了很低的幼苗出土率和幼苗存活率。因此,土壤物理屬性的改變是導(dǎo)致沙丘固定后沙拐棗更新策略變化的主要原因。綜上,沙拐棗在自然更新過(guò)程中采取一年多次開(kāi)花結(jié)實(shí)、長(zhǎng)距離種子擴(kuò)散模式、形成持久土壤種子庫(kù)、以及兩頭下注的萌發(fā)策略,并借助克隆性去適應(yīng)荒漠區(qū)惡劣多變的環(huán)境,不同風(fēng)沙環(huán)境對(duì)沙拐棗自然更新過(guò)程有重要的影響。該研究不僅系統(tǒng)地揭示了固沙先鋒植物沙拐棗的自然更新策略,而且對(duì)荒漠區(qū)沙拐棗人工林的科學(xué)管理具有重要指導(dǎo)意義。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：Q948.1

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本文編號(hào)：2464573