中文摘要
竞争、抑制等种间负交互作用被认为是群落结构与功能的决定性因素,近期的实验生态学表明,胁迫环境下种间正交互作用对群落同样具有重要意义。荒漠生态系统中灌木对草本植物的"保护效应"正是种间正交互作用的典型。本项目以准噶尔盆地梭梭荒漠为研究对象,以梭梭对土壤水分时空分布的影响为主线,通过草本植物对梭梭冠层作用下可获取水分时空变化的生理、生态响应与适应研究,揭示梭梭对草本植物"保护效应"的空间尺度和季节变化,从而阐明其作用机理;通过灌木去除处理和水分梯度处理,研究群落尺度上梭梭"保护效应"对草本植物生产力空间格局的影响,揭示梭梭"保护效应"随水分胁迫梯度的变化规律。在此基础上试图归纳准噶尔盆地荒漠梭梭和草本植物的种间生态范式,阐明梭梭"保护效应"对群落结构与功能的意义,为当前生态学界有关种间正交互作用的理论探讨提供野外范例,同时可为区域沙漠化治理、生态与环境管理提供理论指导。
结题摘要
竞争、抑制等种间负交互作用被认为是群落结构与功能的决定性因素,近期的实验生态学表明,胁迫环境下种间正交互作用对群落同样具有重要意义。通过梭梭对土壤水分时空格局的影响,结合草本植物的生理、形态响应,初步揭示了梭梭对草本层植物"保护"效应的空间尺度及作用机制。研究结果表明,融雪后的湿润季节表层土壤水空间格局受梭梭控制,旱季则呈随机分布格局。20 cm以下深层土壤含水量,梭梭冠下在整个生长季节都高于灌丛间地,具有显著的水分聚集效应。受梭梭对土壤水分再分配作用的影响,草本层植物聚集在梭梭周围而呈现环状格局,表明梭梭对草本层植物具有显著的"保护效应"。得益于梭梭的水分聚集功能,旱季梭梭周围草本层植物的水分状态好于梭梭间地,且梭梭周围草本植物地表生物量高、投入深层土壤根系生物量相对较少、根冠比较小。综合表明,梭梭周围草本植物从梭梭的微生境改造作用中获得的效益大于其负面影响,从而获得最大净效益。梭梭改变系统中有限水资源的时空格局,可能是植物在群落水平上协同利用水资源、提高资源利用效率的有效机制,从种间正交互作用角度为深入理解多多重胁迫下准噶尔荒漠植被的自我维持机理提供了新视野。
