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我國典型沙漠區(qū)主要優(yōu)勢植被亟待修護

位于新疆南疆的塔里木盆地是我國沙漠化最嚴重的地區(qū)之一。該區(qū)氣候干旱,降水稀少,蒸發(fā)強烈,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綠洲的生態(tài)屏障,而且是當?shù)刂匾姆拍翀鏊?對當?shù)匦竽翗I(yè)發(fā)展有著重要的貢獻。20?世紀下半葉,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,繼而導致了風沙災害,使得大面積耕地被流沙吞沒,并產(chǎn)生了飼料短缺等嚴重問題。因此,研究區(qū)域優(yōu)勢植物的生理生態(tài)學特性,揭示植物與水分的關(guān)系及穩(wěn)定修復機制?,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。

位于新疆北疆的準噶爾盆地被公認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。降水格局的變化會導致土壤水分時空分布的動態(tài)變化?,影響到土壤種子庫的萌發(fā),進而補充和更新幼苗?。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)的各個環(huán)節(jié),以及荒漠區(qū)的植被恢復與重建。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)濟和社會效益。在氣候變化和人類活動的影響下,準噶爾盆地天然梭梭林分布面積減小,蓋度下降。保護干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境,防止沙漠擴展,拯救、保護梭梭已迫在眉睫。

分布于內(nèi)蒙古科爾沁沙地和渾善達克沙地的疏林草原植被,不僅是防風固沙、保護沙區(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重的退化狀態(tài),主要表現(xiàn)為天然更新嚴重不足。這與過度放牧下牲畜啃食幼苗幼樹、人類經(jīng)濟活動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),當然也與氣候變化導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)方式來應對干旱脅迫,從而實現(xiàn)植物的穩(wěn)定維持和有效修復。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?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。

 新疆準噶爾盆地

新疆準噶爾盆地優(yōu)勢植物梭梭的維持水源具有多途徑特點,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?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?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,而梭梭對不同時期發(fā)生的?2?場相似量級的降水具有不同程度的響應。梭梭的水分利用動態(tài)反映了其對干旱環(huán)境的適應。

內(nèi)蒙古科爾沁沙地和渾善達克沙地

實行季節(jié)性倒場放牧和草原承包制背景下的保護性利用,可有效恢復草地植被,實現(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克沙地東部的榆樹群落正處于嚴重的退化狀態(tài),主要表現(xiàn)為天然更新嚴重不足(圖?4a)。封育保護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。 

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)習性和繁殖特點,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體在沙埋和干旱脅迫下形成多種抗旱適應機制;這些植被也都是有性繁殖和無性繁殖的兼性克隆植物。這些適應性使得蒿類植被具有在干旱、多風沙環(huán)境下快速自我修復的能力。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,就可以有效地促進其恢復;適度放牧利用也是保持其群落穩(wěn)定的關(guān)鍵;而對于退化嚴重的群落,還可采取平茬方式進行復壯更新?。

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