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絹蒿荒漠主要植物幼苗發(fā)生的數(shù)量動態(tài)及其影響因素

2019-10-22 02:28:06李娜娜劉福元魯為華陳乙實孫海榮靳省飛張凡凡
草業(yè)科學(xué) 2019年9期
關(guān)鍵詞:陽坡坡向樣方

李娜娜,劉福元,魯為華,陳乙實,孫海榮,靳省飛,張凡凡

(1.省部共建綿羊遺傳改良與健康養(yǎng)殖國家重點實驗室/ 新疆農(nóng)墾科學(xué)院,新疆 石河子 832000;2.石河子大學(xué)動物科技學(xué)院,新疆 石河子 832003)

絹蒿(Seriphidium)荒漠廣泛分布在新疆的南北疆,其中北疆地區(qū)分布面積占總面積(114.25 hm2)的80%以上,是當(dāng)?shù)啬撩裰饕拇呵锓拍翀鯷1]。絹蒿荒漠主要以各類絹蒿為建群種;以禾本科和莎草科為優(yōu)勢種;以藜科、十字花科、百合科和牻牛兒苗科等多年生、一年生及短命和類短命植物為伴生種,物種多樣性較為豐富。但由于絹蒿荒漠生境的復(fù)雜多變,使荒漠植物幼苗在空間分布以及數(shù)量上形成不同的特征[2-3]。而幼苗階段作為植物生命周期中最脆弱、最敏感的階段之一,生境的多變必定會對植物幼苗的分布和數(shù)量造成一定的影響[4]。對絹蒿荒漠來講,其環(huán)境的多變主要表現(xiàn)在土壤和氣候上。土壤制約荒漠植物的生命過程,土壤因子分布變化是影響荒漠植物分布和群落數(shù)量特征的重要驅(qū)動力,已有研究表明,在干旱和半干旱生態(tài)系統(tǒng)中,土壤的性質(zhì)、地形、水分對植物種類的空間分布尤為明顯,地形的不同在一定程度上控制了太陽輻射和降水的空間再分配,往往形成局部小氣候環(huán)境,從而影響土壤水分和養(yǎng)分的分布,使荒漠植物呈斑塊分布[5-7]。并且,由于放牧家畜糞便的沉積和放牧壓力的相互作用,加速了草地上糞便和枯落物的累積,導(dǎo)致土壤有機質(zhì)的儲存,從而能夠直接增加土壤中營養(yǎng)元素的含量,加快了生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)循環(huán)率,使得植物幼苗的數(shù)量及分布發(fā)生了改變[8]。從氣候角度來講,溫度和降水量是荒漠生態(tài)系統(tǒng)中極為敏感的主要因素,降水量直接影響了土壤水分的儲存量,過高的溫度增大了荒漠區(qū)的蒸發(fā)量而間接導(dǎo)致了土壤水分的降低,荒漠區(qū)較少降水量與炎熱氣候的共同作用,使得土壤干旱愈來愈嚴(yán)重,從而導(dǎo)致荒漠植物多樣性及生產(chǎn)力發(fā)生巨大的改變。由此可見,土壤因子(pH、有機質(zhì)、糞便、凋落物、水分)、地形、氣候及自然因素的耦合作用均是影響荒漠植物分布及幼苗數(shù)量的重要因素[9]。然而,絹蒿荒漠擁有特殊的地理位置和復(fù)雜多變的環(huán)境,其特點是干旱少雨、溫度、濕度和降水的時間變異大,土壤鹽堿化嚴(yán)重以及人為的干擾,這些特點共同決定了荒漠草地植物的分布格局和數(shù)量特征[10-11],絹蒿荒漠植物也在長期的進化歷程中形成了與極端環(huán)境相適應(yīng)的生長對策[12]。迄今為止,關(guān)于絹蒿荒漠土壤環(huán)境、坡向及氣候環(huán)境對植物幼苗的發(fā)生類型和數(shù)量動態(tài)變化的研究比較缺乏,明確絹蒿荒漠植物幼苗分布、數(shù)量特征和環(huán)境因子之間的關(guān)系,對遏制荒漠化、促進植被恢復(fù),維護荒漠穩(wěn)定具有現(xiàn)實意義。

為此,以新疆絹蒿荒漠為研究區(qū),通過測定其土壤環(huán)境因子、水熱條件以及年內(nèi)幼苗發(fā)生類型及數(shù)量動態(tài)等參量,利用DCCA排序進行環(huán)境要素和幼苗發(fā)生數(shù)量特征的分析,并對不同時間幼苗數(shù)量動態(tài)變化規(guī)律與水熱條件進行回歸和相關(guān)分析,探究土壤因素、坡向、時間及氣候因素對幼苗發(fā)生類型和數(shù)量動態(tài)變化的影響,以期回答以下問題:1)絹蒿荒漠的幼苗發(fā)生類型可分為幾種?影響荒漠植物幼苗分發(fā)生類型的土壤環(huán)境因素有哪些?2)坡向和時間及其交互作用對幼苗的分布和數(shù)量產(chǎn)生怎樣的影響?3)主要植物幼苗數(shù)量動態(tài)變化特征與當(dāng)?shù)厮疅釟夂驐l件的關(guān)系如何?

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗區(qū)位于天山北坡中段低山帶山前丘陵及平原荒漠區(qū) (84°58′-86°24′ E,43°26′-45°20′ N),是北疆的絹蒿荒漠集中分布區(qū),屬于溫帶荒漠干旱氣候。地勢相對平坦,無特別大的起伏或斷層,海拔900-1 300 m。年平均溫度5~7 ℃,月平均最高溫度集中在7月,為26.6 ℃,最低溫度集中在1月,為-18.5 ℃。年降水集中在6月-8月,年平均降水量在150~210 mm,蒸發(fā)量是降水量的4~5倍或以上。土壤為淡栗鈣土。植被組成以伊犁絹蒿(Seriphidium transiliense)為建群種,另廣泛伴生有藜科、十字花科、百合科、禾本科和牻牛兒苗科等多年生、一年生及短命和類短命植物,植被結(jié)構(gòu)組成復(fù)雜,且存在季節(jié)動態(tài)變化。在生產(chǎn)利用上為春秋放牧場,春季放牧?xí)r間為4月-6月,秋季放牧?xí)r間為9月-11月。

1.2 數(shù)據(jù)獲取

于2016年5月7號,在典型的絹蒿荒漠草地分布區(qū),使用GPS定位,選取具有代表性的樣地,分別于陽坡、陰坡、半陽坡、半陰坡、平地取樣,每個方位平行取10個1 m×1 m的樣方框,對各樣方內(nèi)的植物種類及其幼苗進行詳細計數(shù),共計獲得50個樣方數(shù)據(jù),形成樣方×物種的二維數(shù)據(jù)表。

在進行樣方調(diào)查時,用土壤緊實度儀對每個樣方進行土壤緊實度測定,并采集每個樣方內(nèi)10 cm深土壤,用于土壤有機質(zhì)、pH測定。收集地表枯落物、家畜糞便裝袋,帶回實驗室風(fēng)干稱重。通過上述工作獲得每一樣方包括土壤緊實度、土壤有機質(zhì)和pH、枯落物量、家畜糞便量5個環(huán)境指標(biāo),形成樣方×環(huán)境要素的二維數(shù)據(jù)表。

為闡明主要植物幼苗數(shù)量隨時間推移而產(chǎn)生的數(shù)量動態(tài)變化與當(dāng)?shù)貧夂驐l件之間的關(guān)系。于2016年4月-11月,分別按陽坡、陰坡、半陽坡、半陰坡、平地5個方位布置固定監(jiān)測樣方,每個方位布置3個重復(fù)固定樣方,每月中旬進行主要植物幼苗的數(shù)量統(tǒng)計,得到不同時間點的幼苗數(shù)量數(shù)據(jù)。同時從中國氣象數(shù)據(jù)共享網(wǎng)上下載2016年1月-12月本地的降水、平均氣溫、相對濕度等氣象數(shù)據(jù)。

1.3 數(shù)據(jù)分析及統(tǒng)計

使用Excel 2007軟件進行所有數(shù)據(jù)的初步整理,不同區(qū)域幼苗數(shù)量比較的方差分析,不同時間幼苗數(shù)量動態(tài)變化規(guī)律與氣候因素關(guān)系的回歸和相關(guān)分析利用DPS7.5完成。利用Canoco4.5軟件的DCCA模塊進行環(huán)境要素和幼苗發(fā)生數(shù)量特征的排序分析,以闡明幼苗發(fā)生類型和環(huán)境要素之間的關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 荒漠植物幼苗發(fā)生類型形成的環(huán)境解釋

環(huán)境因子基本統(tǒng)計量以及與幼苗數(shù)量的相關(guān)性如表1和表2所列。50個樣方的環(huán)境因子基本統(tǒng)計參數(shù)結(jié)果表明,各環(huán)境因子的變異較大,其中糞便量的變異系數(shù)達到1.216 5,凋落物重量變異系數(shù)為0.797 4,土壤有機質(zhì)變異為0.440 0(表1)。

從環(huán)境因子和各類主要植物幼苗總數(shù)量的相關(guān)分析可知,凋落物重量與幼苗數(shù)量呈顯著負相關(guān)關(guān)系(P<0.05)。糞便量、土壤有機質(zhì)及土壤緊實度與幼苗總數(shù)存在極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01),土壤pH值和幼苗數(shù)量之間相關(guān)性不顯著(P>0.05)(表2)。

由于大部分環(huán)境因子和幼苗總數(shù)量存在相關(guān)性,進一步對50個調(diào)查幼苗的樣方采取DCCA進行分類排序,結(jié)果如圖1所示。DCCA排序軸第一軸基本反映了枯落物、土壤pH、土壤有機質(zhì)和糞便量的變化,排序軸自左向右,土壤pH逐漸減小,而枯落物、土壤有機質(zhì)和糞便量逐漸增大;第二軸基本反映了土壤緊實度的數(shù)量變化趨勢,排序軸自上而下,土壤緊實度逐漸增加。

從50個樣方在二維排序圖上的分布來看,各樣方在排序圖上有規(guī)律地分布。可根據(jù)樣方在DCCA排序圖上的位置及其與各環(huán)境軸之間的位置關(guān)系將其劃分為可劃分為3種類型,坐標(biāo)軸右下方的11、12、13、14、16、19、20、41~50等17個樣方幼苗總數(shù)量和糞便重量密切相關(guān),這些樣方的幼苗數(shù)量主要采集于陰坡和平地,主要是由羊茅(Festuca ovina)、蚤綴 (Arenaria serpyllifolia)、角果毛茛(Ceratocephalus orthoceras)、絹蒿、串珠老鸛草(Geranium transversale)、頂冰花(Gagea lutea)幼苗組成,可以認為這些物種為糞便主導(dǎo)影響的幼苗發(fā)生類型;而15、17、31~ 38等11個樣方內(nèi)幼苗主要和枯落物重量及土壤有機質(zhì)密切相關(guān),這些樣方的幼苗數(shù)量主要采集于半陰坡和陰坡,主要由絹蒿、羊茅和庭薺(Alyssum desertorum)幼苗組成;其余 1 ~ 10、21 ~ 30、39、40等 22 個樣方位置在二維排序圖的左上部,這些樣方的幼苗數(shù)量主要采集于陽坡和半陽坡,主要由絹蒿、庭薺和針茅(Stipa capillata)組成,角果藜和叉毛蓬數(shù)量較少,這些物種幼苗發(fā)生主要受土壤緊實度和pH的影響。

從DCCA排序圖中可以看出,3種幼苗發(fā)生類型中的兩種是和糞便、枯落物以及土壤有機質(zhì)有關(guān),這兩類樣方數(shù)量占總樣方數(shù)量的56%,說明糞便、枯落物可為幼苗的發(fā)生提供良好的微環(huán)境條件,保證了種子落粒后萌發(fā)過程中所需要的水分條件,增加了土壤環(huán)境條件的異質(zhì)性。同時糞便內(nèi)所攜帶的經(jīng)過家畜消化道作用后而排放出的大量種子,也增加了種子的輸入數(shù)量,從而使幼苗總數(shù)量增加。而豐富的土壤有機質(zhì)則有利于幼苗萌發(fā)和后續(xù)存活生長。以上環(huán)境要素不僅為幼苗輸入創(chuàng)造條件,而且也增加了植物群落特征的異質(zhì)性,這對草地小尺度上豐富格局的形成提供了環(huán)境和物質(zhì)基礎(chǔ)。

表1 不同區(qū)域50個樣方各環(huán)境因子基本統(tǒng)計參數(shù)Table 1 Fundamental statistical parameters of environmental factors

表2 主要植物幼苗總數(shù)量與各環(huán)境因子之間的相關(guān)性分析Table 2 Correlation analysis of seedling numbers and associated environmental factors

圖1 50個樣方的DCCA二維排序圖Figure 1 Two-dimensional DCCA ordination diagram of 50 quadrats

2.2 主要植物幼苗數(shù)量動態(tài)變化特征及成因分析

2.2.1 主要植物幼苗數(shù)量差異及動態(tài)變化特征

對絹蒿荒漠區(qū)4種主要植物在不同時間和坡向的幼苗數(shù)量進行二因素方差分析(表3),結(jié)果表明,不同坡向上絹蒿幼苗、羊茅幼苗、庭薺幼苗、角果毛茛幼苗的數(shù)量差異均達到極顯著水平(P<0.01),不同時間段,除了角果毛茛外,其他3種植物幼苗的數(shù)量與時間的差異均極顯著(P<0.01)。此外,時間和坡向的交互作用對4種植物幼苗數(shù)量均有極顯著的影響(P<0.01)。由此說明,時間和坡向均是影響這4種植物幼苗數(shù)量的重要因素。

表3 4種主要植物幼苗數(shù)量特征二因素方差分析Table 3 Two-way ANOVA test showing seedling characteristics of the four main plant species

對不同坡向的4種植物幼苗4月-11月的發(fā)生數(shù)量進行統(tǒng)計并作數(shù)量動態(tài)變化擬合曲線,結(jié)果表明,在生長季內(nèi),絹蒿幼苗數(shù)量在不同坡向上存在顯著差別,但其數(shù)量動態(tài)變化模式是一致的,其變化過程為:5月15日至6月之間,除了半陽坡外,其余坡向絹蒿幼苗數(shù)量呈現(xiàn)出峰值,隨后開始下降,9月份開始,不同坡向的幼苗數(shù)量逐漸增加,約在10月15日再次呈現(xiàn)出高峰,隨后降低,呈現(xiàn)出明顯的雙峰變化,且陽坡和半陽坡有利于絹蒿幼苗的生長(圖2)。陰坡有利于羊茅幼苗的生長,幼苗在陽坡、半陰坡和平地的數(shù)量變化模式一致,均符合線性模型,而陰坡和半陽坡數(shù)量變化分別符合高斯模型和指數(shù)模型。角果毛茛幼苗主要生長在平地區(qū)域,發(fā)生數(shù)量在生長季呈現(xiàn)“雙峰”型。庭薺幼苗發(fā)生數(shù)量較少,主要生長在陽坡和半陽坡,平地次之。其中陽坡數(shù)量呈現(xiàn)春季和秋季數(shù)量多,而夏季數(shù)量少的趨勢,半陽坡幼苗數(shù)量呈現(xiàn)“單峰”狀態(tài)。

2.2.2 主要植物幼苗數(shù)量動態(tài)形成原因分析

圖2 4個主要物種的幼苗數(shù)量變化Figure 2 Changes in quantity of the four plant seedlings at different times of year

對試驗區(qū)3月-11月份月平均溫度和月降水量進行分析發(fā)現(xiàn)(圖3),溫度隨時間的推移表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢,其中6、7月份溫度達到最高,但降水量隨時間的推移表現(xiàn)為先增加后降低再增加的趨勢,在4、5月份降水量偏多,加之有春季的積雪融水,為各類植物幼苗發(fā)生提供了充足的水分條件,從而出現(xiàn)“爆發(fā)性出苗”的現(xiàn)象。從6月份開始降水逐漸減少,至9月份降水量最低,氣候極為干旱,從而導(dǎo)致幼苗出現(xiàn) “驟然性死亡”現(xiàn)象,此后,溫度降低,降水量又逐漸增加,溫度和水分的改善勢必有利于部分幼苗的第2次發(fā)育和新生幼苗發(fā)生。

圖3 2016年3月-11月的月平均溫度和月平均降水量Figure 3 The average temperature and precipitation levels during March to November of 2016

為了探討月平均溫度和降水量對植物幼苗數(shù)量的影響,進行了相關(guān)性分析(表4),月平均降水量與4種幼苗的數(shù)量之間存在極顯著正相關(guān)(P<0.01),月平均溫度與絹蒿幼苗數(shù)量存在極顯著正相關(guān)(P<0.01),與羊茅、角果毛茛和庭薺幼苗數(shù)量的相關(guān)性不顯著(P>0.05)。由此可見,年內(nèi)降水是影響各類植物幼苗數(shù)量動態(tài)的主要因素,溫度作為附加條件對幼苗發(fā)生也有一定影響。進一步對幼苗數(shù)量降水、溫度作回歸分析,4種植物幼苗數(shù)量和兩個氣候因子之間的關(guān)系均符合線性回歸模型。

表4 降水與溫度對主要植物幼苗數(shù)量動態(tài)變化特征的影響相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis of the effects of precipitation and temperature on the quantity of plant seedlings

3 討論

3.1 土壤環(huán)境條件影響絹蒿荒漠植物幼苗發(fā)生類型

幼苗是植物生活史中最為關(guān)鍵的階段,是連接植物代際間的紐帶,幼苗數(shù)量不僅能反映親代數(shù)量和質(zhì)量特征,而且更為重要的是可預(yù)測未來種群動態(tài)和演變趨勢[13]。本研究利用DCCA排序分析方法,將絹蒿荒漠50個幼苗樣方劃分為3種發(fā)生類型,其中兩種類型與糞便、枯落物以及土壤有機質(zhì)密切相關(guān)。盡管幼苗發(fā)生數(shù)量和土壤pH相關(guān)性未達到顯著水平(表2),但當(dāng)考慮發(fā)生類型時發(fā)現(xiàn),有1種幼苗發(fā)生類型與土壤pH和緊實度相關(guān)。眾多研究表明,土壤的理化性質(zhì)對植物的幼苗發(fā)生乃至群落結(jié)構(gòu)類型起著決定性的作用。對植物群落或者幼苗發(fā)生類型產(chǎn)生顯著影響的生境因子主要有土壤電導(dǎo)率、黏粒含量、有機質(zhì)含量、凋落物、家畜糞便、土壤含水量和pH等[14]。并且,由于區(qū)域內(nèi)環(huán)境條件的異質(zhì)性會導(dǎo)致幼苗或成年植物群落在空間內(nèi)產(chǎn)生分異,從而產(chǎn)生幼苗數(shù)量和結(jié)構(gòu)方面的不同類型。且不同發(fā)生類型的幼苗群落在結(jié)構(gòu)組成和數(shù)量特征上存在本質(zhì)差別。趙鵬對民勤綠洲荒漠過渡帶的研究發(fā)現(xiàn),不同類型植被群落空間分布的主導(dǎo)環(huán)境因子不盡相同[15],這與本研究結(jié)果一致。

絹蒿荒漠土壤有機質(zhì)含量較低,是幼苗輸入并成功定居的限制因子之一,而荒漠區(qū)有機質(zhì)的主要來源是凋落物和糞便的分解,植物幼苗對土壤有機質(zhì)含量的變化反應(yīng)非常敏感,從而會產(chǎn)生有機質(zhì)主導(dǎo)的幼苗發(fā)生類型。有機質(zhì)作為土壤主要的養(yǎng)分,對促進植物幼苗的生長發(fā)育起著關(guān)鍵的作用[9,16]。糞便不僅可以增加土壤有機質(zhì)、氮、鉀、磷等元素和土壤水分,而且糞便內(nèi)含有經(jīng)過家畜消化道作用后的大量種子,增加了種子的輸入數(shù)量,同時也為植物幼苗的生長與存活提供良好的環(huán)境[17]。牛鈺杰等[18]通過放牧作用下高寒草甸群落物種分布與土壤因子關(guān)系的研究認為,放牧作用下土壤緊實度是影響群落物種分布格局的最關(guān)鍵因子,對荒漠區(qū)植物尤其是草本植物群落的發(fā)生和生態(tài)功能的發(fā)揮十分重要[18-19]。土壤緊實度的增加會造成立地條件的變化,進而影響到種子的萌發(fā)和幼苗的定居。本研究中pH主導(dǎo)下的幼苗發(fā)生類型樣方內(nèi)主要以耐鹽堿的物種為主,隨著pH的增加,耐鹽堿物種的幼苗增加而其他物種數(shù)量減少。種子萌發(fā)環(huán)境中的pH會對其萌發(fā)行為產(chǎn)生顯著的影響,這在很多有關(guān)種子萌發(fā)試驗的文獻中都有報道[20-22],在絹蒿荒漠中,陽坡及半陽坡的土壤pH要高于其他區(qū)域,在該區(qū)域所發(fā)生的植被類型則適應(yīng)于高pH土壤環(huán)境,而幼苗的發(fā)生類型分類也明顯的體現(xiàn)出這一點,樣方中的絕大多數(shù)都分布在陽坡和半陽坡。有學(xué)者提出在堿性土壤中植物物種多樣性分布與土壤pH不存在顯著相關(guān)性[23],這與本研究結(jié)果相似,可能是由于植物長期生長在鹽堿化的荒漠地區(qū)中,已經(jīng)形成了良好的適應(yīng)對策。

3.2 地形、水熱條件是絹蒿荒漠幼苗數(shù)量動態(tài)變化的主導(dǎo)因素

植物在長期的進化發(fā)展過程中,逐漸形成了獨特的繁殖策略,以增強其對異質(zhì)生境的適應(yīng)性[24]。在絹蒿荒漠這樣特殊的生境中,地形和氣候因子的變化會導(dǎo)致植物幼苗發(fā)生動態(tài)變化。本研究發(fā)現(xiàn)坡向與不同植物幼苗數(shù)量均達到極顯著水平,絹蒿幼苗在半陽坡生長最多,陽坡次之;羊茅幼苗在陰坡數(shù)量最多;角果毛茛整體上主要生長在平地上;庭薺數(shù)量雖在絹蒿荒漠區(qū)較少,但其主要生長在陽坡、半陽坡區(qū)域,充分說明不同的地形影響植物的組成與生長發(fā)育。然而地形是固定不變的因素,影響植物生長發(fā)育的可能是由于不同坡向的環(huán)境(土壤水分、土壤養(yǎng)分、土壤質(zhì)地、風(fēng)速、溫度等)不同,不同坡向決定了表層土壤接受太陽輻射的量,造成土壤水分蒸發(fā)量的差異性,從而導(dǎo)致土壤水熱再分配,進而營造出不同的微氣候環(huán)境,故在不同坡向表現(xiàn)出不同的植物分布的變化規(guī)律[25-28];也可能是因為4種植物對生態(tài)位的要求不同,植物面對不同生境所選擇不同的生長策略。已有大量研究表明,地形主要是通過影響光照、水分進而影響植物生存條件的選擇[29-30]。

在荒漠區(qū),不同時間段內(nèi)降水和溫度等氣候條件波動劇烈,從而造成幼苗數(shù)量的顯著差異[31-32]。強烈的同胞競爭和波動劇烈的環(huán)境條件是絹蒿荒漠幼苗輸入效率低下的主要原因[33],但這種篩選對于荒漠區(qū)植物群落穩(wěn)定性維持十分重要[34]。因為荒漠區(qū)可利用資源的有限性對植物種群數(shù)量的擴展有嚴(yán)格限制。本研究中4種植物幼苗的發(fā)生規(guī)律總體上呈現(xiàn)春季“爆發(fā)性出苗”,夏季“驟然性死亡”的特點,同時在秋季又會以二次發(fā)育或者秋萌的形式形成一個幼年個體輸入的峰值,這種幼年個體的輸入方式是長期適應(yīng)荒漠氣候的結(jié)果。已有研究表明,無論是在亞熱帶地區(qū)內(nèi)還是在暖溫帶地區(qū)內(nèi),溫度和降水都是影響植物幼苗生長的顯著因子[35]。De Almeida等[36]通過光照和溫度對刺芒幼苗萌發(fā)和生長的研究發(fā)現(xiàn),適宜的溫度會加速幼苗的萌發(fā)與生長,過高的溫度會對幼苗的生長造成不利的影響。Shan等[37]研究了西北地區(qū)降水量及頻率對幼苗出苗及生長的影響,研究發(fā)現(xiàn)降水量及頻率的增加顯著地增加了幼苗的出苗率和生長率。光照和溫度的變化在一定程度上也決定了土壤的含水量[38]。絹蒿荒漠區(qū)早春氣溫回升快,積雪融化,降水量較多,土壤水分相對充足;秋季降水量逐漸升高。春秋兩季水分和溫度條件的適宜使植物幼苗集中發(fā)生,同時,在秋季還會因水熱條件良好而產(chǎn)生秋萌現(xiàn)象。然而,夏季降水量較少,溫度較高,導(dǎo)致幼苗地上部“驟然性死亡”,地上部生長停滯。由此可見,氣溫和水分對植被生產(chǎn)力的影響有顯著的時空異質(zhì)性,絹蒿荒漠典型的氣候波動變化使其幼苗生長規(guī)律更為明顯[39-40]。

4 結(jié)論

1)絹蒿荒漠幼苗的3種發(fā)生類型中有2種是與家畜糞便量、土壤有機質(zhì)、凋落物密切相關(guān),1種與土壤緊實度和pH有關(guān),上述這些因素均是影響幼苗發(fā)生類型的主要驅(qū)動力。2)不同坡向的主要植物幼苗發(fā)生數(shù)量存在極顯著差異,同一坡向不同時間的幼苗發(fā)生數(shù)量也存在顯著差異,且地形和時間對于幼苗數(shù)量的發(fā)生有顯著的交互作用。各類植物幼苗由于植物本身的生物學(xué)特性和環(huán)境條件時空異質(zhì)性,在發(fā)生類型和數(shù)量上也會存明顯的差異。3)年內(nèi)生長季的降水量和氣溫變化決定了植物幼苗數(shù)量的動態(tài)變化,夏季的高溫和低水分條件對各類植物幼苗有強烈的環(huán)境篩選作用,各類植物幼苗為了保證存活定居與荒漠區(qū)的溫度、降水節(jié)律保持高度的同步性,幼苗數(shù)量動態(tài)與溫度和降水有顯著的相關(guān)性。因此,絹蒿荒漠幼苗在長期波動的氣候條件下形成了鮮明的環(huán)境適應(yīng)。

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