風(fēng)沙環(huán)境下沙拐棗(Calligonum mongolicum)自然更新策略研究.pdf

1、沙拐棗（Calligonum mongolicum Turcz.）是一種優(yōu)良的防風(fēng)固沙先鋒種，生長于流動、半流動沙丘，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。針對沙拐棗在荒漠區(qū)流沙生境上自然更新能力強，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象，較為系統(tǒng)地從種子生產(chǎn)、擴散、種子庫、種子萌發(fā)、幼苗更新、克隆生長等方面開展其繁殖

2、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：
　?。?）沙拐棗采取多種繁殖策略來適應(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）開花結(jié)實策略，不同成熟期對果實重量有明顯影響，果實單粒重9月<8月<6月。其次，種子主要靠風(fēng)力擴散，擴散方向與風(fēng)沙流活動密切關(guān)聯(lián)；種子具有長距離和短距離擴散兩種策略，為其開辟新的定居生境和形成土壤種子庫創(chuàng)造了可能；種子

3、壽命較長，可形成持久土壤種子庫，當年生和保存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，沙拐棗采取謹慎型和兩頭下注型的萌發(fā)策略來應(yīng)對荒漠環(huán)境的不確定性；種子萌發(fā)和出苗對干旱、鹽脅迫耐性較強，模擬干旱（PEG-6000最高濃度20.3%）和鹽脅迫（NaCl最高濃度0.8%）對其出苗率影響不大。
　?。?）不同流沙環(huán)境下沙拐棗種群自然更

4、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)每年僅開花結(jié)實2次，而丘間地每年開花結(jié)實3次。其次，沙埋區(qū)種子雨季節(jié)動態(tài)變化曲線呈單峰，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)土壤淺層種子庫密度遠低于深層，而沙埋區(qū)都較高，丘間地土壤淺層遠高于深層；2-5cm土壤層種子庫密度與樣地內(nèi)當年生實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

5、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且無法存活；當年生幼苗高度、幼苗基莖、幼苗的比葉重在三種風(fēng)沙環(huán)境下無顯著差異，幼苗通過增加同化枝的節(jié)數(shù)和長度以及具有較高的持水力來抵抗流沙脅迫。最后，克隆苗不僅比實生苗生長迅速，且可通過與生長良好沙埋子株的連接，使嚴重風(fēng)蝕脅迫下的子株能夠存活、生長并完成整個生活史，對風(fēng)蝕環(huán)境表現(xiàn)出了較強的適應(yīng)性。
　?。?）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

6、化。人工造林形成了固定沙丘后，沙拐棗不僅無克隆更新，而且種子更新的實生苗密度僅67株/ha，顯著低于流沙區(qū)的310株/ha。沙丘固定后地表風(fēng)沙流活動降低、土壤緊實度增加限制了沙拐棗水平根的發(fā)育，使得固定沙丘無克隆繁殖。固定沙丘的土壤種子庫密度和分布模式與流沙區(qū)無差異，說明土壤種子庫不是其自然更新的限制因素；但沙丘固定后土壤緊實度的增加導(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