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科尔沁沙地西部疏林草原沙地榆种子-幼苗阶段自然更新过程研究

唐蛟

科尔沁沙地西部疏林草原沙地榆种子-幼苗阶段自然更新过程研究

唐蛟1
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作者信息

  • 1. 中国科学院大学
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摘要

沙地榆(Ulmus pumila var.sabulosa)属于白榆(Ulmus pumila)的一个变种类型,主要分布于中国内蒙古浑善达克沙地、科尔沁沙地和呼伦贝尔沙地。散生稀疏分布的沙地榆与林下草灌木共同构成榆树疏林草原,形成沙地特有的原始自然景观,具有较高的稳定性、适应性和抗干扰能力。但是受人类活动影响,沙地榆种群衰退迹象明显,种群自然消亡长期不能得到有效补充,特别是种子-幼苗阶段更新过程易受外界环境因素影响,导致榆树疏林生态系统处于崩溃的边缘。如何顺利实现沙地榆自然更新过程,有效保护和合理利用沙地榆资源成为沙地植被恢复亟待解决的问题。本研究以科尔沁沙地境内分布的沙地榆作为研究对象,通过野外调查和模拟实验对于沙地榆种子-幼苗阶段生活史特征、环境因子对沙地榆种子-幼苗阶段更新过程的影响以及放牧干扰和围栏封育对于榆树疏林草原更新过程的影响三个方面展开研究,并针对榆树疏林草原恢复经营模式进行了简单探讨。得到如下主要结论: 沙地榆结实量年际间变化剧烈,种源质量不佳,传播范围受限使得沙地榆拓殖更新能力受阻。主要表现为种子千粒重低,萌发率低。落种期间种源借助风力传播,种子在主风向距离树木基部10m左右的位置积累种子数量最大,距离树木基部20m范围内是沙地榆落种的核心区域,落种量占总落种量的70%以上。 沙地榆种子在土壤中保存时间短,幼苗留存率低。59%以上的沙地榆种子集中分布在土壤表层0-2cm范围内及枯枝落叶层上,遇到适宜的条件即可快速萌发出苗。没有萌发的种子容易失活,存活时间不超过20天。成苗初期沙地榆幼苗密度可以达到180株/m2,但是幼苗阶段极易发生“闪苗”现象,出现大量死亡,留存率极低。 生长季水分亏缺和遭受过度沙埋是导致沙地榆种子-幼苗阶段更新受阻的主要原因。土壤表层水分含量低影响沙地榆种子顺利萌发和幼苗的生长建成过程,同时频繁风沙活动影响萌发成苗过程。最适宜沙地榆种子萌发的条件为0.5-1.0cm的沙埋深度和12%的土壤水分含量。部分沙埋不会改变沙地榆幼苗的存活率,并且促进幼苗生长同时改变生物量在植物各器官的分配比例,但是完全沙埋则显著抑制沙地榆幼苗的生长甚至导致其死亡。 放牧干扰和围栏封育对于沙地榆群落结构产生了重要影响。重度放牧导致幼龄沙地榆所占比例较少,使得种群表现为衰退型。对于中度退化的榆树疏林草原进行简单围栏封育,5年时间就可以实现沙地榆自然更新,但是封育时间的过长却不利于整个沙地榆群落的正常更新和稳定发展。因地制宜开展榆树疏林草原的有效恢复与适当利用既可以减轻放牧对于榆树疏林草原的影响,又有助于沙地生态保护与经济增长的协调发展。

关键词

沙地榆林/种子/幼苗/自然更新/围栏封育/放牧活动

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授予学位

博士

学科专业

生态学

导师

蒋德明

学位年度

2017

学位授予单位

中国科学院大学

语种

中文

中图分类号

S7
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