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我國典型沙漠區(qū)主要優(yōu)勢植被亟待修護(hù)

位于新疆南疆的塔里木盆地是我國沙漠化最嚴(yán)重的地區(qū)之一。該區(qū)氣候干旱,降水稀少,蒸發(fā)強(qiáng)烈,植被稀疏。這里的植物區(qū)系組成貧乏——各類草甸、灌叢和荒漠河岸林生長在低洼地和河流兩岸。它們是一類典型的荒漠河岸植被,其生存主要依賴于地下水,構(gòu)成了隱域性植被。這些多年生植被不僅是保護(hù)綠洲的生態(tài)屏障,而且是當(dāng)?shù)刂匾姆拍翀鏊?對當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)發(fā)展有著重要的貢獻(xiàn)。20?世紀(jì)下半葉,由于人口的快速增加和過度開墾,荒漠-綠洲過渡帶的多年生植物遭到了大面積的破壞,繼而導(dǎo)致了風(fēng)沙災(zāi)害,使得大面積耕地被流沙吞沒,并產(chǎn)生了飼料短缺等嚴(yán)重問題。因此,研究區(qū)域優(yōu)勢植物的生理生態(tài)學(xué)特性,揭示植物與水分的關(guān)系及穩(wěn)定修復(fù)機(jī)制?,對退化荒漠生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)經(jīng)營具有重要意義。

位于新疆北疆的準(zhǔn)噶爾盆地被公認(rèn)為是對全球變化最敏感的地區(qū)之一。該地區(qū)降雨量和蒸發(fā)量反差巨大,年均降水量僅為?60—250?mm,年蒸發(fā)量則在?2?000?mm?以上;由于冬季有穩(wěn)定的積雪覆蓋,最大積雪厚度多在?20?cm?以上,早春融雪為荒漠植物的生長發(fā)育提供了有利的條件。降水格局的變化會(huì)導(dǎo)致土壤水分時(shí)空分布的動(dòng)態(tài)變化?,影響到土壤種子庫的萌發(fā),進(jìn)而補(bǔ)充和更新幼苗?。這些變化也必將影響植物的生長和生理生態(tài)特性,進(jìn)而有可能影響到旱地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能屬性。因此,水分影響著荒漠生態(tài)系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié),以及荒漠區(qū)的植被恢復(fù)與重建。梭梭(Haloxylon ammodendron C. A. Mey.)是我國西北荒漠半荒漠地區(qū)的珍貴植物資源。梭梭集中分布區(qū)在準(zhǔn)噶爾盆地,約占我國梭梭總面積的?68.2%。梭梭植被是農(nóng)耕綠洲的天然屏障,具有不可估量的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。在氣候變化和人類活動(dòng)的影響下,準(zhǔn)噶爾盆地天然梭梭林分布面積減小,蓋度下降。保護(hù)干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境,防止沙漠?dāng)U展,拯救、保護(hù)梭梭已迫在眉睫。

分布于內(nèi)蒙古科爾沁沙地和渾善達(dá)克沙地的疏林草原植被,不僅是防風(fēng)固沙、保護(hù)沙區(qū)生態(tài)環(huán)境和周邊土地資源的一種重要的植被,也是耐旱沙生植物的重要物種基因庫和草原野生動(dòng)物的重要避難所和棲息地。天然疏林草原中榆樹(Ulmus pumila L.)具有強(qiáng)抗旱性特征及較大遺傳多樣性變異潛力。然而,近年來榆樹群落正處于嚴(yán)重的退化狀態(tài),主要表現(xiàn)為天然更新嚴(yán)重不足。這與過度放牧下牲畜啃食幼苗幼樹、人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的過度干擾等造成榆樹種子失去了萌發(fā)所需要的位置穩(wěn)定性有關(guān),當(dāng)然也與氣候變化導(dǎo)致生境惡化存在一定的聯(lián)系。

我國不同典型區(qū)主要優(yōu)勢植被的穩(wěn)定修復(fù)途徑

新疆塔里木盆地

塔里木盆地南緣區(qū)域降水極少,荒漠優(yōu)勢植物通過根系直接或間接與地下水相連通或從地下水毛細(xì)上升區(qū)獲得持續(xù)穩(wěn)定的水分來源,基于水勢差調(diào)節(jié)、滲透調(diào)節(jié)、形態(tài)調(diào)整等多種調(diào)節(jié)方式來應(yīng)對干旱脅迫,從而實(shí)現(xiàn)植物的穩(wěn)定維持和有效修復(fù)。因此,維持區(qū)域地下水穩(wěn)定是保障優(yōu)勢植物可持續(xù)經(jīng)營的重要前提。

在塔里木盆地南緣荒漠-綠洲過渡帶分布有?5?種優(yōu)勢植被類型(圖?1):疏葉駱駝刺(Alhagi sparsifoliaShap.)、胡楊(Populus euphratica Oliv.)、多枝檉柳(Tamarix ramosissima Ledeb)、頭狀沙拐棗(Calligonum caput-medusae Schrenk)和蘆葦(Phragmites australis Trin.。這些植物的分布特征和群落構(gòu)成與地下水埋深密切相關(guān)。研究表明,在地下潛水埋深?15.7?m?地段,疏葉駱駝刺在群落中占有絕對優(yōu)勢,并且呈均勻分布狀態(tài);在地下水埋深?8.8?m?地段,植被由多枝檉柳形成的單一植物群落組成,但多枝檉柳的頻度、相對多度和蓋度值都非常低,群落中有大片空白地;在地下潛水埋深?6.3?m?地段,同樣是以多枝檉柳為主的群落,但群落蓋度有較大程度的增加、生物多樣性升高。從群落的數(shù)量指標(biāo)分析,多枝檉柳在群落中占有絕對優(yōu)勢的地位,但分布上并不均勻。在地下水埋深?6.0—4.7?m?地段,是胡楊優(yōu)勢群落。在地下水埋深?4.5?m?地段,群落的蓋度和組成成分增加,多枝檉柳的密度甚至超過胡楊,但胡楊仍占絕對優(yōu)勢(圖?2)。在地下水埋深?3.3?m?地段,多枝檉柳雖然在群落中占據(jù)明顯優(yōu)勢,但密度下降,而蘆葦?shù)闹匾悦黠@上升。當(dāng)?shù)叵滤裆钌叩?2.1?m,蘆葦成為群落的主要成份。盡管群落中仍有多枝檉柳和疏葉駱駝刺出現(xiàn),但重要性明顯下降。

 新疆準(zhǔn)噶爾盆地

新疆準(zhǔn)噶爾盆地優(yōu)勢植物梭梭的維持水源具有多途徑特點(diǎn),地下水、融雪、降雨形成的淺層土壤水是其主要水源。處于不同林齡和不同生長時(shí)段的梭梭對不同水源利用形式的轉(zhuǎn)換是維持其正常生存和生長的重要途徑。研究表明,幼齡梭梭在每年?4?月主要利用淺層土壤水,利用比例為?62%—95%;幼齡梭梭在每年?5?月主要利用?0—50?cm?土層的土壤水,利用比例達(dá)?67.5%;成株梭梭在每年?7?月主要利用?250—400?cm?土層的土壤水,利用比例達(dá)?94.2%。在每年?5—9?月梭梭主要利用地下水,利用比例為?68%—100%(圖?3)。由冬季融雪和春季降水補(bǔ)給的淺層土壤水和地下水是梭梭種群可利用的?2?類重要水源,而梭梭對不同時(shí)期發(fā)生的?2?場相似量級的降水具有不同程度的響應(yīng)。梭梭的水分利用動(dòng)態(tài)反映了其對干旱環(huán)境的適應(yīng)。

內(nèi)蒙古科爾沁沙地和渾善達(dá)克沙地

實(shí)行季節(jié)性倒場放牧和草原承包制背景下的保護(hù)性利用,可有效恢復(fù)草地植被,實(shí)現(xiàn)草地的可持續(xù)經(jīng)營利用。研究表明,近年來內(nèi)蒙古西遼河流域科爾沁沙地和渾善達(dá)克沙地東部的榆樹群落正處于嚴(yán)重的退化狀態(tài),主要表現(xiàn)為天然更新嚴(yán)重不足(圖?4a)。封育保護(hù)對榆樹自然落種更新十分有利,其存活曲線趨向于?Deevey I?型(圖?4b)。林下草地植被既是疏林草原的重要組成部分,也直接影響著榆樹疏林的自然恢復(fù)。 

此外,沙地半灌木蒿類植被是沙地植被中最有代表性的主體組成部分,它與生物氣候條件的變化相適應(yīng)并表現(xiàn)出明顯的區(qū)域性特征,從半干旱到干旱區(qū)依次分布有科爾沁沙地的差巴嘎蒿(Artemisia halodendron Turcz.et Bess.)、渾善達(dá)克沙地的褐沙蒿(Artemisia intramongolica H.C.Fu)和毛烏素沙地向西深入到騰格里沙漠西緣的油蒿(Artemisia ordosica Krasch)等植被,在區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)和農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)方面發(fā)揮著極其重要的作用,維持其穩(wěn)定具有十分重要的意義。半灌木蒿類植被具有基本相同的生態(tài)習(xí)性和繁殖特點(diǎn),種子表面的沙蒿膠,遇到水形成粘液可防止種子發(fā)生位移;半灌木蒿類幼苗和成年個(gè)體在沙埋和干旱脅迫下形成多種抗旱適應(yīng)機(jī)制;這些植被也都是有性繁殖和無性繁殖的兼性克隆植物。這些適應(yīng)性使得蒿類植被具有在干旱、多風(fēng)沙環(huán)境下快速自我修復(fù)的能力。只要通過封育為退化半灌木蒿類植被提供穩(wěn)定的環(huán)境條件,就可以有效地促進(jìn)其恢復(fù);適度放牧利用也是保持其群落穩(wěn)定的關(guān)鍵;而對于退化嚴(yán)重的群落,還可采取平茬方式進(jìn)行復(fù)壯更新?。

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