古尔班通古特沙漠西部梭梭退化原因探究

论文摘要

梭梭是中国第二大沙漠—新疆古尔班通古特沙漠植被的建群种,在防风固沙、改良土壤和维护绿洲-荒漠生态平衡中具有不可替代的作用。但调查发现古尔班通古特沙漠西部的低平地和小沙丘（高度<5m）生境中梭梭林出现衰败现象,而在大沙丘（高度>10 m）生境中梭梭却长势良好。退化区梭梭植株大量枯死,林下更新较少,面积约40万hm2,退化原因亟待分析。本文以退化严重的低平地和小沙丘生境中的梭梭林为研究对象,以长势良好的大沙丘生境中的梭梭林为对比。从退化区梭梭种群特征、气候因素、地下水位和水质以及对比低平地、小沙丘和大沙丘3种生境梭梭种子萌发和幼苗存活、土壤理化属性等方面综合分析古尔班通古特沙漠梭梭林退化的原因。结果如下：1)退化区梭梭死亡植株在观测的19个样点中的15个呈显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）的集群分布,表明梭梭植株死亡并非是种内自疏；梭梭各年龄级植株均在死亡,说明梭梭退化与植株年龄关系不大。2)研究区近20年年降水量变化不明显,而年均温和可能蒸散有增加的趋势；说明降水不是造成梭梭退化的主要因素。3)梭梭种群存活指数（活株与死株之比）与地下水埋深呈极显著的直线关系（R2=0.364；P<0.01）,地下水埋深和地下水高浓度的盐分共同影响梭梭对地下水的利用。4)3种生境梭梭种子带果翅百粒重、无果翅百粒重和果翅直径差异显著；在无盐胁迫条件下正常区和退化区梭梭种子萌发率差异不显著,在有盐胁迫条件下差异显著,且都随盐分浓度的增加而降低,但正常区梭梭种子萌发率降低更显著,表明梭梭种子自身特性不是影响退化梭梭种群更新能力的主要因素；幼株数（株高<40cm）与土壤表层（0-40cm）电导率极显著负相关（R2=0.374,P<0.01）,退化区高的土壤盐分严重影响梭梭幼苗的存活。5)梭梭退化严重的低平地和小沙丘生境土壤电导率显著高于梭梭正常生长的高大沙丘,退化区土壤水分入渗困难且在0-90cm深度范围梭梭侧根数显著少于大沙丘,分析表明退化区高的土壤电导率严重影响梭梭植株的存活,且高的土壤盐分和慢的土壤水分入渗速率共同影响梭梭浅层侧根的分布。6)综合分析认为古尔班通古特沙漠地下水埋深和水质影响了退化区梭梭对地下水的利用,高的土壤盐分、慢的土壤水分入渗速率以及较少的浅层根系分布又限制了梭梭对降水的利用,且土壤盐分又严重限制了退化梭梭种群的更新,最终造成梭梭林大面积退化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 前言
• 第一章 研究动态
• 1.1 梭梭研究动态
• 1.1.1 梭梭概述及其分布
• 1.1.2 梭梭种子及其萌发
• 1.1.3 梭梭幼苗
• 1.1.4 梭梭林特征
• 1.1.5 梭梭年龄
• 1.1.6 梭梭根系
• 1.1.7 梭梭林退化
• 1.1.8 梭梭林生境变化与人类活动
• 1.1.9 国外有关梭梭的研究
• 1.2 植被退化研究动态
• 1.2.1 植被退化概述
• 1.2.2 植被退化研究方法概述
• 1.2.3 植被退化研究问题与展望
• 第二章 研究区和自然概况
• 2.1 地质地貌
• 2.2 气候
• 2.3 土壤
• 2.4 植被
• 第三章 研究方法
• 3.1 样地设置和植被调查
• 3.2 退化区气候因素
• 3.3 退化梭梭种群特征
• 3.3.1 退化梭梭植株的分布特征
• 3.3.2 退化梭梭种群的年龄结构
• 3.4 退化区地下水和水质
• 3.5 低平地、小沙丘和大沙丘3种生境梭梭种子和幼苗
• 3.5.1 种子及其萌发
• 3.5.2 梭梭幼苗调查
• 3.6 低平地、小沙丘和大沙丘3种生境土壤理化性质
• 3.7 低平地、小沙丘和大沙丘3种生境梭梭浅层侧根的分布差异
• 第四章 结果与分析
• 4.1 退化区土壤和地下水电导率
• 4.2 退化区气象因素
• 4.3 退化梭梭种群特征分析
• 4.3.1 退化梭梭植株的分布特征
• 4.3.2 退化梭梭种群龄级结构
• 4.4 地下水埋深与梭梭退化的关系
• 4.5 低平地、小沙丘和大沙丘3种生境梭梭种子和幼苗
• 4.5.1 种子及其萌发
• 4.5.2 幼苗的存活
• 4.6 低平地、小沙丘和大沙丘3种生境土壤理化性质
• 4.7 低平地、小沙丘和大沙丘3种生境梭梭浅层侧根
• 第五章 讨论与结论
• 5.1 梭梭退化与气候
• 5.2 梭梭退化与地下水
• 5.3 梭梭退化与土壤
• 5.4 梭梭退化与浅层根系
• 5.5 梭梭退化与种子
• 5.6 梭梭退化与幼苗
• 5.7 小结
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 石河子大学硕士研究生学位论文导师评阅表