[發明專利]一種促進極端干旱區退化胡楊種群更新的方法

有效

• 申請號: 201410710814.4
• 申請日: 2014-12-01
• 公開（公告）號: CN104351008A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 朱成剛;陳亞寧;李衛紅;陳亞鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院新疆生態與地理研究所
• 主分類號: A01G23/00
• 分類號: A01G23/00
• 代理公司: 烏魯木齊中科新興專利事務所 65106
• 代理人: 張莉

技術領域

本發明涉及極端干旱區退化的荒漠河岸林生態系統恢復重建技術，具體涉及極端干旱區荒漠河岸林退化胡楊種群更新的方法和措施。

背景技術

干旱半干旱地區覆蓋了全世界陸地面積的40%，低降雨量、高蒸發及發育微弱的土壤造就了干旱半干旱地區低植被覆蓋且脆弱易擾動的生態系統。中亞地區由胡楊作為建群種構成的荒漠河岸林生態系統是干旱、半干旱區荒漠生態系統獨特且重要的一個組成部分，提供了這一區域荒漠生態系統中絕大多數的初級生產力。由于易擾動、不穩定及高脆弱性的特點，加之人類不盡合理的水土開發，這一區域的荒漠河岸林生態系統環境生態問題日益突出（植被退化、水土流失、荒漠化加劇）。我國西北部的干旱、半干旱區占國土面積的四分之一，沿區內內陸河流域發育了以胡楊為優勢建群種的荒漠河岸林生態系統（如塔里木河、黑河），它為區域內保持高生物多樣性提供了重要的生境。相比較其他生態系統，位于干旱區的這些荒漠河岸林生態系統在全球氣候變化及不斷增強的人類活動擾動下面臨著更為嚴重的威脅。作為本方法具體研究實例的塔里木河下游地區就是一個最典型的區域。塔里木河流域內以胡楊為主要建群種的荒漠河岸林是世界上最大的自然胡楊林分布區與自然種群基因庫，這一胡楊林對維持流域內生產、生活、生態安全，抵御風沙危害，維持整個地區環境和資源的可持續利用與社會穩定發展起著不可忽視的作用。然而近五十年來，在以水資源開發利用為核心的大強度人類經濟、社會活動的擾動作用下，塔里木河中、下游荒漠河岸林生態環境日益退化，特別是塔里木河下游地區，河道斷流，尾閭湖泊干涸，地下水位大幅度下降，以胡楊林為主體的荒漠植被全面衰敗，沙漠化過程及風蝕作用加劇，生物多樣性嚴重受損，浮塵、沙塵暴等災害性天氣已經嚴重地影響到該區域社會經濟正常、穩定、可持續的發展。胡楊作為這一地區荒漠河岸林生態系統中的主要建群種，在河道斷流，地下水位持續下降的影響下，其種群退化嚴重，整個胡楊群落結構逆向演替明顯。其中造成胡楊種群衰敗的一個重要因素就是種群更新不足，原有的胡楊繁育條件因水文過程的時空改變而喪失，整個種群結構老齡化顯著，嚴重退化。自2000年以來，在國家的大力投資及地方政府積極倡導下實施的生態輸水及流域綜合整治工程，對遏制這一區域的環境退化起到了重要作用。但是單一沿線性河道輸水的措施具有較大的時空局限性，生態輸水也并沒有根本改變沿岸胡楊種群的更新繁育條件，近河道胡楊種群的嚴重退化趨勢雖然得到一定遏制，表現出復壯的態勢，但是整個種群的更新仍然不容樂觀，胡楊多以株齡在40年以上的成年或老年植株為主，幼林很少，整個種群老齡化嚴重。單純借助沿河道生態輸水，依靠胡楊自身難以有效地實現種群更新進而實現整個群落的恢復與可持續演替，因此亟需在適當人為措施擾動下的促進退化胡楊種群更新的技術方法。

胡楊作為生活在干旱區的一種克隆植物，在長期對逆境的適應與進化過程中，形成了兼具有性繁殖與無性繁殖的雙重繁殖策略。因為干旱區惡劣且不穩定的生境條件，在有性繁殖方面，胡楊是r選擇下的r策略者，這使得胡楊的種子具有量大、粒小、失活快和成活率低的特點。胡楊的落種萌發需要在種子雨期間地表具有類似河漫灘環境的淺層積水與濕潤泥土。然而，在人為活動擾動下改變的地表水文過程缺失了夏季的洪水漫溢，導致胡楊種群種子萌發條件在目前干旱區荒漠河岸林生態系統中常常難以滿足，有性繁殖更新幼林缺失。生活在干旱區的胡楊也常常會通過分布在上層土壤中的水平根分蘗出不定芽進而發育成幼株的方式進行無性繁殖，以實現種群在有性繁殖無法滿足情況下的更新。但是隨著干旱區荒漠河岸林生態系統的持續退化，地下水位持續下降情況下胡楊根系逐漸向深層發育生長，上層土壤（0-100cm）含水量的持續降低導致土壤中大量水平根失活或停止根蘗，這些都增加了胡楊依靠根孽進行無性繁殖的難度。如今在塔里木河下游的胡楊種群更新乏力，胡楊依靠種子的有性繁殖基本無法實現，無性根蘗繁殖產生的幼齡苗也越來越少。