渾善達克沙地固沙灌木黃柳的生態特性研究（簡體書）

黃柳作為渾善達克沙地重要的固沙先鋒灌木，對沙地生態環境的改善起 著十分重要的作用，《渾善達克沙地固沙灌木黃柳的生態特性研究》主 要針對黃柳的形態結構適應性、種子天然更新規律以及人工更新復壯、生理 適應性等方面進行了一系列的探索研究，提出了黃柳在沙地的生理生態適應 對策。主要研究成果如下：（1）黃柳葉片葉肉全柵化，為等面葉，上、下表皮細胞外壁加厚且均具 角質層，是典型的沙生灌木的形態結構特徵；由於小生境的不同，葉片在形 態結構上亦表現有差異，抗旱性大小順序依次是：流動沙丘的黃柳一半固定 沙丘的黃柳一固定沙丘的黃柳一丘間低地小紅柳。黃柳葉片具有較厚的角質 層、葉肉全柵化、沒有海綿組織分化等旱生植物的特徵，因此，從葉片的形 態解剖結構角度來分析，也證實了其是旱中生灌木。（2）通過對黃柳從栽植開始到長勢旺盛時的根系分佈特徵和生 物量的研究發現：人工栽植黃柳的根系主要由直徑小於2.0 mill的中根和 細根構成，其中又以直徑小於0.5 mm的細根所占比例最高，其數目占剖面 根系總數的50%以上。根系主要分佈在10～30 cm的土層中，以便吸收這一土 層內的水分和養分；根系重量在各土層中呈隨土層深度加深而降低的趨勢； 根系呈水平分佈，水平根發達，隨著植株的不斷生長，這一特徵愈加明顯。（3）黃柳種子萌發和幼苗生長受多種環境因子的影響，黃柳種子對水分 條件敏感，發芽的適宜土壤含水量為3％～20％；種子萌發需要沙土覆蓋，適宜覆沙厚度為0.1～0.4 cm，但當沙埋厚度超過0.6 cm時，種子出苗就 會受到抑制；種子發芽的適宜溫度為15～35℃，當溫度高於45℃時種子將不 能萌發，且種子最終死亡；黃柳種子是光中性種子，光照和黑暗條件下的發 芽率無顯著性差異；幼苗的耐熱性較強，40*C處理下幼苗才出現熱害症狀，並且熱害症狀發展緩慢，60℃處理下90 min後幼苗才會乾枯死亡；在室內貯 藏條件下，黃柳種子的壽命為120 d左右。（4）結合野外調查情況和實驗室實驗可看出，黃柳的種子萌發 和幼苗生長受多種自然因子的影響，黃柳是採用多種子、高萌發、低存活的繁殖策略以適應沙地環境，屬￿r型對策者。黃柳有種子 更新和萌蘖更新兩種更新方式，但由於種子發芽和幼苗的形成受溫 度、水分及沙埋情況等多項因子的綜合影響，種子更新困難。（5）隨著沙丘的逐漸固定，黃柳地上部分逐漸老化，開始出現衰退甚至 逐漸死亡現象，這時可利用黃柳具有萌蘖的特性，採取人工平茬措施，達到 復壯更新的目的，平茬灌叢新生枝條長度比未平茬灌叢約長150 cm，當年生 新枝最長達277 cm；平茬灌叢新生枝基徑也比未平茬的約粗0.5 cm，最粗 的為1.32 cm；平茬黃柳灌叢葉片長平均為8 cm，葉寬平均為0.6 cm，而 未平茬灌叢葉片平均長為5.3 cm，葉片寬平均為0.4 Cmo可見，平茬不但 增加了黃柳灌叢的生物量，亦提高了家畜可食部分（葉+嫩莖）的比例，同時 增大了郁閉度，增強了防風固沙效果。（6）在水分虧缺條件下，黃柳葉片含水量和相對含水量較多，束縛水含 量高，持水能力較強；隨著水分虧缺程度的增加，黃柳葉片的可溶性糖含量 和Pro（脯氨酸）含量均增加，對黃柳均有滲透調節作用；黃柳SOD（超氧化物 歧化酶）活性和POD（過氧化物酶）活性增加，且與CAT（過氧化氫酶）有較好的 協調作用，以減緩自由基對細胞膜系統的傷害；黃柳葉片中MDA（丙二醛）含 量逐漸增加，說明膜系統的傷害程度也隨水分虧缺程度的增加而加劇。因此，在生理特性上，黃柳也表現出了對沙地乾旱環境的適應特性。

《渾善達克沙地固沙灌木黃柳的生態特性研究》由中國環境科學出版社出版。

第一章 緒論
1.1 研究背景、目的和意義
1.2 國內外研究現狀
1.3 研究內容
第二章 渾善達克沙地概況
2.1 自然狀況
2.2 土地面積及利用現狀
2.3 社會經濟狀況
第三章 生態生物學特性
第四章 形態結構適應性
4.1 不同生境下葉片解剖結構的對比觀察
4.2 人工栽植黃柳的根系分佈特徵及生物量
4.3 對風蝕沙埋的適應
第五章 種子更新規律和人工更新復壯
5.1 種子更新規律調查
5.2 種子發芽和幼苗生長特性
5.3 人工更新復壯
第六章 生理適應性
6.1 引言
6.2 材料與方法
6.3 研究結果
6.4 分析與討論
6.5 小結
第七章 結論
參考文獻
後記

植物更新是森林群落動態的重要組成部分，它確保了森林群落在火災、砍伐、病害或其他干擾后維持森林所需要的物種組成。種子是森林中植物生活史中特殊的和重要的階段，是植物群落在時間和空間變遷上的關鍵，也是植物更新的基礎，種子經過種子擴散、輸入到種子庫，再萌發生長成幼苗補充到植物群落中，完成從潛在種群到現實種群的動態過程。種子庫是植物的潛在種群，幼苗是植物種群更新和恢復死亡的主要載體，而種子雨則是土壤種子庫的源。因此，研究植物種群更新的一個主要方面是從有性繁殖入手，針對種子雨組成、地表種子庫動態和幼苗狀況等進行系統研究。
近年來，有關林木更新的空間格局問題引起了極大的重視。雖然空間格局是氣候、物理環境因子、過去的干擾史、競爭等各種因素相互作用的結果，但是空間格局限定了物理環境和資源的有效性，所以它不僅僅是對過去各種生態學過程作用結果的反映，更重要的是它將制約未來的生態學過程。森林群落內植物之間及植物與其他生物之問的相互作用過程、干擾擴散等均受空間格局的影響。在森林更新動態中，種子的生產和擴散、土壤種子庫、更新幼苗的發生與生長等每個環節都可能成為更新的限制因子，特別是這些不同環節的空間格局，影響整個更新過程。因此，認識和定量研究森林更新中的空間格局特征，分析形成更新格局的原因和效應，并進一步分析這些觀察到的格局特征與更新的發生、生長、競爭及死亡等生態過程之間的聯系，可從更深的層次了解更新動態中潛在的規律性。
林木空間分布格局反映初始格局、微環境差異、氣候和光照因子、競爭植物以及單株林木生長特征等綜合作用的結果。對這些空間關系的描述和解釋已成為森林結構研究的焦點。大多數研究表明，種群內幼年個體多表現為集群分散，并隨著發育階段的推進，種群內個體多呈現隨機分布。
綜合討論植物種群有性繁殖能力和更新策略。研究表明，種子散布是植物種子更新過程的關鍵階段，定量研究將是植物更新研究的主要發展方向。種子通過擴散作用不僅是其自身逃離母體附近有預告種子密度而引起的高死亡率，還可以通過擴散所形成的種子庫格局影響種群未來的組成與結構，為種群和群落的格局、動態提供了一個潛在的模板。種子雨的數據能很好地反映種子成熟后下落的時空模式，其研究結果在一定程度上能估計種子在林冠層的損失，各類種子的產量和比例，多年的研究結果還能反映種子生產的周期性變化等，結合種子庫的研究還能更好地反映種子散布后的命運，如動物取食和貯食行為引起的種子丟失，適合的季節萌發，埋藏進入土壤種子庫等。土壤種子庫的調查研究已經成為植物生態學研究中不可缺少的一部分，也是植物種群生態學研究中比較活躍的領域之一。種子階段是植物生活史中特殊或重要階段之一，它對于種群個體的繁殖、種群的擴展、種群遭破壞后的恢復和物種抵抗不良環境有著重要意義。作為潛在的植物種群，土壤種子庫在植被更新和恢復、維護生物多樣性、植被演替過程和擴散過程中起到重要作用。
而幼苗庫是物種經過種子萌發以后，物種以植物體形式出現的第一個階段，也是物種天然更新過程中最為關鍵的一個步驟。如果說土壤種子庫是物種天然更新的物質基礎，那么幼苗能否成功定居則決定了物種更新的最終方向。土壤種子庫、幼苗庫的研究結果對于種群天然更新能力的評價和更新對策的制定都有著十分重要的參考價值。
5.1.2材料與方法
研究當年在研究區的丘間低地選取當年生黃柳種子更新樣地，樣地面積為40 m×60 m，在第二年和第三年的8月份對樣地進行跟蹤調查，隨機選取成熟、無病蟲害的100個枝條和100片葉片，然后分別測量枝條長度、枝條數目、葉長、葉寬以及分布密度等指標，取平均值，并計算相對保存率。