半干旱区灌丛沙堆对共存草本植物的保育效应研究

保育效应不仅对某些植物的生存、生长及适合度是必要的, 而且对维持植物群落的多样性和稳定性具有重要意义。灌丛沙堆是干旱半干旱地区一种普遍的地貌类型。研究灌丛沙堆对其共存草本植物的保育效应对于阐释灌丛沙堆的稳定性和演替规律和荒漠生态系统变化过程具有重要的科学意义。本项目以分布在科尔沁沙地的小叶锦鸡儿灌丛沙堆和差巴嘎蒿灌丛沙堆为研究对象，通过野外草本植物幼苗移栽试验和灌木剔除试验，比较分析不同类型灌丛沙堆下部和灌丛间空地草本植物生存率、生长和生理性状的差异，以及灌丛剔除和非灌丛剔除样地内草本植物群落结构和种群动态的变化过程，最终阐明灌丛沙堆对共存草本植物的保育效应。2010-2012年期间，通过各项研究任务的实施，项目在以下几个方面取得一定进展：.1）研究结果表明，灌丛内部和外部土壤机械组成、养分含量存在显著差异（p<0.05）,灌丛具有明显的沃岛效应。并且，不同冠幅灌丛的沃岛效应存在一定差异，大冠幅灌丛内部的土壤养分含量和水分状况明显优于小冠幅灌丛。.2）由于灌丛内部良好的环境条件，尤其是较好的土壤养分和水分有利于植物幼苗的生长发育，灌丛沙堆在春季对其下草本植物幼苗具有明显的保育作用。并且研究发现，灌丛对对草木植物幼苗存活率的保育效应因灌丛种类、冠幅大小、草本植物种类以及气候条件等因素的变化而异。.3）研究发现，与灌丛外部的植物相比，灌丛内部的草本植物比叶面积、叶氮含量、叶磷含量显著增大，而叶干物质含量显著减小，这说明灌丛的沃岛效应和遮荫作用对养分的吸收确实产生了影响，植物可能通过改变元素的吸收及利用效率来适应灌丛内部环境。.4）与灌丛外部相比，生长在灌丛内部的草本植物个体地上生物量显著提高，说明灌丛对草本植物的生长具有明显的促进作用。但是地上部生物量分配格局因物种不同而异。.5）灌木剔除后，沙质草地表层土壤中粗砂含量显著升高，极细砂和粘粉粒含量显著下降，土壤有机碳、全氮、全磷等养分含量明显下降。说明灌木剔除后，沙质草地的土壤风蚀明显增强，土壤中粘粉粒物质和细颗粒物质被大量吹蚀。但是灌木剔除后，沙质草地草本植物群落物种丰富度和地上生产力未发生显著变化。.本项研究对于阐释干旱与半干旱区退化植被恢复机理、灌木群落中草本植物的演替规律和稳定性机制，以及荒漠生态系统变化过程等具有重要的科学意义，同时对干旱与半干旱地区草地沙漠化防治和退化植被的恢复重建具有一定的指导作用