锦鸡儿属灌木阻止干旱草地沙漠化的生态过程研究

作者：解李娜; 吴祺琪; 王宇萌; 张明伟; 何鹏; 马成仓^*

来源：生态学报, 2024, (04): 1-12.

DOI：10.20103/j.stxb.202210223010

• 灌木
• 荒漠化草原
• 沙漠化
• 固沙
• 土壤水分
• 土壤营养
• 生物群落

纵观全球沙漠化的研究进展，从宏观上研究沙漠化现状和后果的报道较多，对沙漠化内在过程的综合研究较少，灌木在阻止干旱区草原沙漠化中的生态作用缺乏研究。研究假设：在干旱地区，灌木的存在提高土壤营养水平，提升土壤保水能力，促进林下植物和土壤生物群落，进而减轻风蚀和固结土壤，这些相互联系的生态过程共同阻止了草原沙漠化。为了验证上述假设，我们以内蒙古阿拉善地区的荒漠化草原为样地，研究锦鸡儿属灌木的固土能力、提高土壤保水能力、改善土壤营养能力和促进生物群落能力，从生物、土壤、水分和沙物质运动等多过程来探讨锦鸡儿属灌木在阻止草原沙漠化中的作用。目的是弄清灌木阻止干旱草地沙漠化的生态过程。在阿拉善荒漠化草原区，锦鸡儿属灌木盖度大约为12.40%。在100 m2的土地上现有灌木固土2.01 m3，固土效率为167 cm3/g鲜重，每年灌木生长可以增加固土能力0.264 m3/100 m2土地。锦鸡儿属灌木提高了土壤湿度(灌丛效应SE=0.120)和土壤对雨水的保持能力(SE 0.155)，改善了土壤营养(有机质SE 0.234、有效氮SE 0.338、有效磷SE0.256和有效钾SE 0.089)，增加了植物群落的物种丰度、多度、植株高度和生物量(SE 0.298)以及土壤生物(微生物和线虫)群落的物种丰度和多度(SE 0.302)，提高了土壤酶活性(碱性磷酸酶、蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶，SE 0.191—0.365)。综合分析表明锦鸡儿属灌木通过保水(路径系数PC=0.43)、增肥(PC 0.39)、促进植物(PC 0.34)和土壤微生物群落(PC 0.20)，以及它们共同导致的固土效应等多个相互联系的生态过程阻止干旱草原转变为沙漠。在防止沙漠化的不同过程中，5个锦鸡儿属灌木种各有优劣，这可能是这些种共存于荒漠区的原因之一。灌木作为极端干旱荒漠区的主要植被，在阻止干旱地区草地沙漠化中发挥着重要作用。

• 单位
  生命科学学院; 天津师范大学