Responses of Hedysarum Laeve , a guerrilla clonal semi-shrub in the Mu Us sandland, to local sand burial

In arid and semi-arid inland deserts, one of the environmental stresses for plants is recurrent sand burial, which can influence the physical and biotic microenvironments of the plants and soil. Previous studies have shown that different levels of sand burial have different effects on plants. Slight sand burial could increase the height increment, leaf biomass and the number of new ramets of the plants while heavy sand burial could impair the growth of the plants and even decrease their chances of survival. In other words, below a certain threshold level of burial, the growth of plants is stimulated probably because of multiple factors. However, as the level of burial increases, the positive response starts to decline until it becomes a negative value. Arid and semi-arid inland deserts are frequently colonized and stabilized by many rhizomatous clonal plants. Clonal physiological integration often helps clonal plants buffer local environmental stress encountered by ramets. A rhizomatous clonal semishrub, Hedysarum laeve (H. laeve), is the dominant plant species and important for vegetation restoration in the Mu Us sandland. To investigate whether clonal integration can increase the threshold of sand burial and help rhizomatous H. laeve tolerate heavy sand burial, we conducted a field experiment. The results showed that slight sand burial could accelerate ramet growth and enhance leaf biomass, stem biomass and shoot biomass, while heavy sand burial reducesed the biomass of the plant and impairs survival and growth of the ramets. Clonal integration increased the threshold of sand burial. Under heavy sand burial, ramets connected to other ramets not buried in sand were more in terms of height increment, stem biomass, leaf biomass and shoot biomass compared to the ramets encountering sand burial but disconnected from other ramets. It suggested that clonal physiological integration could help H. laeve ramets tolerate relatively heavy sand burial. We also discussed that clonal integration plays a role in H. laeve presence in the Mu Us sandland. __________ Translated from Journal of Plant Ecology (formerly Acta Phytoecologica Sinica), 2006, 30(2): 278–285 [译自: 植物生态学报]     

基于社区发展的生物多样性保护策略——以浑善达克沙地生态恢复为例

生物多样性保护,必须考虑保护与发展这一对矛盾的合理解决,如果要同时满足保护和发展的要求,两者的利益都应考虑。基于社区发展的生物多样性保护(Community-basedconservation,CBC)策略就是在这一理念指导下应运而生的,它强调社区居民在保护行动中的主动参与,使他们的意见和利益能在土地利用决策中得到重视,在社区经济发展的基础上达到保护的目的。该模式在全球生物多样性保护中发挥了重要作用,但这种模式是多学科交叉的产物,其成功关键在于资源管理权力的转移,对有关问题进行了分析。在我国浑善达克沙地退化生境恢复和生物多样性保护实践中,采用CBC模式,通过政府、科学家以及社区居民共同参与,对当地自然条件和社会经济基础综合分析,使大面积的退化沙地草地得以恢复。具体地,在有水分、电力、肥料、交通等有保证的土地上进行高效集约化利用,腾出大量退化土地进行封育,借助自然力恢复受损的生境。同时积极建设生态小城镇,提高社区居民的生活水平,使生物多样性得到保护和草地资源得到可持续利用,在环境改善的同时促进了经济发展。     

毛乌素沙地优势克隆半灌木生物量配置对小尺度植被盖度变异的响应

克隆植物根据其构型可以分为游击型和密集型。游击型克隆植物的间隔子长,分株在水平空间的扩展范围大,可以利用更大空间范围内的资源,其通过克隆生理整合作用发生的非局部反应的能力强。由此可以得出的推论之一是,小生境斑块的环境发生变化,生长于其中的密集型克隆植物的反应可能会更灵敏。这种反应可能会体现在生物量以及配置格局的变化上。以毛乌素地区沙生半灌木群落中两种优势克隆植物羊柴(H edy sarum laeve)和油蒿(A rtem isia ord osica)为研究对象,前者是典型的游击型克隆植物,后者是密集型克隆植物。采取野外调查的方式,观测在不同植被盖度的小生境斑块内二者地上生物量分配格局的变化情况,并结合二者的克隆构型和生活史特征试图探讨产生这种格局的原因。结果表明:羊柴的地上各部分生物量对植被盖度变化的响应不如油蒿敏感。这或者是因为羊柴的游击型克隆构型决定其可以跨越小尺度斑块实现克隆生理整合,可以利用不同小生境斑块的资源导致的。油蒿只能利用小生境斑块内的资源,当小生境斑块的条件改变,其生物量以及配置方式也随之发生相应的变化。在繁殖方式上,羊柴的有性繁殖结构以及有性繁殖投资显著小于油蒿。在资源有限的条件下,对一种繁殖方式的投资常常会削弱另一种繁殖方式。羊柴主要依靠克隆繁殖,这或者符合并支持配置理论的观点。     

毛乌素沙地3种优势植物对模拟降水量变化的水分平衡研究(英文)

未来全球变化 ,尤其降水变化的进一步加剧 ,将对毛乌素沙地陆地生态系统分布格局和生产力带来巨大影响。为了预测未来变化 ,提出合理的对应策略 ,实验选择毛乌素沙地 3种优势灌木、半灌木为研究对象 ,人工控制 4种降水量水平来探讨水分平衡对全球降水量变化的响应。结果表明 ,沙地蓄水量和不同沙层深度含水量季节变化明显受到不同施水量和 3种植物种类的影响。 3种植物沙地蓄水量和不同深度沙层含水量随着施水量的增加逐渐增大 ,并且不同施水量和植物沙地含水量随深度增加逐渐增大。在同一施水量处理下的蓄水量和同一深度含水量均大体为杨柴 (HedysarummongolicumTurcz.) >沙柳 (SalixpsammophilaC .WangetCh .Y .Yang) >油蒿 (Artemisiaordosi caKrasch .) ;3种植物的蒸发量和蒸腾量季节变化明显受到施水量的影响。随着施水量的增加 ,即 15 7 5、315 0、472 5和 6 30 0mm ,蒸发总量依次为 12 3.6 6、2 5 8.6 8、376 .30、45 8.5 7mm ;蒸腾总量 ,油蒿分别为 5 0 .80、6 8.93、10 8.39、16 3.36mm ;沙柳分别为 47.37、6 8.17、93.6 5、135 .97mm ;杨柴分别为 46 .73、6 7.37,86 .0 7、10 9.6 4mm。蒸发量显著大于蒸腾量     

人为干扰对浑善达克沙地榆树疏林的影响

 榆树（Ulmus pumila）疏林灌丛草原是浑善达克沙地植被演替的顶极群落。但近年来,榆树数量减少、树龄老化严重。2001～2002年,在浑善达克沙地榆树疏林集中分布地区,选取了轻度（LD）、中度（MD）和过度（HD）3个不同干扰强度的地点进行实地调查。分析了浑善达克沙地榆树数量     

浑善达克退化沙地草地生态恢复试验研究

选择草地退化十分严重的浑善达克沙地腹地开展恢复生态学研究 ,试图寻求沙地草地生态恢复的新途径。采取“以地养地”模式 ,在小范围的土地上 ,建立高产饲草基地 ,使牲畜的压力逐步向高效地集中 ,同时改变畜群结构 ,解决当地牧民生活出路 ;而大面积的退化草地 ,主要借助自然力恢复。结果表明 ,自然力在浑善达克沙地退化生态系统恢复中起到巨大的作用 ,群落生物量、平均高度和总盖度 2年后均随恢复时间增加而增加 ( P<0 .0 5 )。流动沙丘的裸沙 ,经 2 a自然恢复后 ,生物量达 1 0 1 2 g/m,总盖度高达 60 %。与对照相比 ,封育 2 a后固定沙地群落盖度增加近 3倍 ;滩地群落生物量提高了 9倍 ,平均高度增加 4倍。植被组成方面 ,恢复前固定沙地以冷蒿 ( Artemisia frigida)、糙隐子草 ( Cleistogens squarrosa)和寸草苔 ( Carexduriuscula)等为主 ,恢复 2 a后冰草 ( Agropyron cristatum)、褐沙蒿 ( Artemisia intramongolica)等占优势 ;滩地植被中 ,羊草 ( L eymus chinensis)、披碱草 ( Elymus dahuricus)等逐步取代了灰绿藜 ( Chenopodiumglaucum)和尖头叶藜 ( Chenopodium acuminatum)等。生态恢复不仅使自然生态系统得以保护 ,而且带动了社会经济的发展 ,项目中的正蓝旗巴音胡舒嘎查牧民 ,在实验示范前后     

毛乌素沙地北沙柳形态特征与花序分布习性研究

采用随机抽样法,对毛乌素沙地鄂尔多斯市乌审旗图克乡境内的北沙柳株丛的形态特征和花序数量进行了调查分析,以明确北沙柳的形态特征及其花序分布习性.结果显示:北沙柳树冠最大横截面积在5～10 m2的株丛最多,占总株丛数的40%,频率呈现偏左正态分布.北沙柳株高、近地直径和枝条长度频率均呈现正态分布;80%以上的株丛其花序数量小于3万个,频率呈现偏左正态分布;株丛树冠最大截面积与花序数量的相关系数为0.588(P＜0.05);着生花序枝段长度与花序数量间的相关系数为0.355(P＜0.05);2年和3年生萌蘖枝数平均花序数量分别为92个和138个.研究表明,花序数量主要取决于株丛最大横截面积、2年和3年生萌蘖枝数量以及着生花序枝段长度;生产中平茬周期以4年为宜,雌雄树比例应为1:0.75.     

毛乌素沙地游击型克隆半灌木羊柴对局部沙埋的反应

不同程度的沙埋是生长在干旱和半干旱区内陆沙丘的植物经常遭遇的事件,沙埋可以改变植物所处的生物和非生物环境条件。已有研究表明不同程度的沙埋对于植物的影响不同。轻微程度的沙埋可以增加植物高度、促进生物量的积累和新生分株的产生。如果沙埋强度不断增加,对植物的影响由正效应逐渐转变为负效应。即超过一定沙埋阈值后,沙埋会削弱植物的生长,甚至影响植物的存活。干旱和半干旱区内陆沙丘中常常生长着许多克隆植物,克隆整合常常可以缓解克隆植物分株所遭受的局部环境胁迫。根茎型克隆植物羊柴(Hedysarum laeve)是毛乌素沙地的优势半灌木之一,也是当地重要的固沙植物。为了探讨克隆整合的作用是否可以提高沙埋阈值,并有助于羊柴忍受高强度的沙埋,以其为研究对象开展了野外实验。结果表明:轻微程度的沙埋(例如沙埋深度是原始羊柴分株高的10%~20%)可以加速羊柴分株的高生长,提高叶片生物量、茎生物量以及整个地上部分的生物量。高强度的沙埋(例如沙埋深度是原始羊柴分株高的80%~100%)会削弱羊柴分株的存活和生长。在与不遭受沙埋分株相连的情况下,羊柴分株遭受沙埋的阈值高于没有分株相连的,而且在高强度的沙埋下,前者(有分株相连的遭受沙埋的分株)比后者(没有分株相连的遭受沙埋的分株)在株高增量、茎生物量、叶片生物量以及地上分株生物量上都要显著高。这暗示着克隆整合提高了羊柴遭受沙埋的阈值并有助于羊柴分株忍受高强度的沙埋。     

沙埋对半灌木羊柴幼苗的存活、生长和生物量分配的影响

羊柴(Hedysarum laeve Maxim.)是中国北方沙地飞播进行植被恢复与重建的主要植物种.在晚春与夏初的出苗期 ,羊柴幼苗经常遭受不同深度的沙埋.研究旨在探明沙埋对羊柴幼苗存活、生长和生物量分配格局的影响.6周的沙埋试验结果显示:当沙埋深度达到其株高时,约有70%的幼苗死亡 ;沙埋深度达到其株高的133%时,可使羊柴幼苗全部死亡;沙埋深度分别为株高的33%和67% 时,羊柴幼苗的整株生物量、叶片生物量、根系生物量以及相对生长率都相应地高于非沙埋的对照(即:0%沙埋).与非沙埋的对照相比,羊柴幼苗在33%和67%沙埋条件下并不显著地改变其生物量分配格局;并且羊柴幼苗的叶数和株高与对照无明显差异,但试验期内的新生叶数是沙埋处理(即:33%、67%和100%沙埋)的幼苗明显地高于非沙埋的对照.     

The Role of Soil Seed Banks in Natural Restoration of the Degraded Hunshandak Sandlands, Northern China

The density of seeds in soil seed banks and the species composition of both seed banks and aboveground vegetation were examined in naturally restored sites (NRS) and aerially seeded sites (ASS) in the Hunshandak sandlands of northern China. Five sites were naturally restored 1, 2, 4, 8, and 15 years ago and four sites were aerially seeded 1, 2, 5, and 7 years ago. In total, 36 species were recorded in the seed bank and 41 species in the aboveground vegetation for all NRS, whereas the numbers were 17 and 19, respectively, for ASS, indicating that the NRS can support higher diversity of species than the ASS. During the initial 2 years of restoration, introduced alien shrubs by aerial seeding dominated the vegetation of ASS, although there were indigenous pioneer species in the seed bank which failed to establish in the community. In contrast, indigenous species were dominant components in both the seed bank and the vegetation at the NRS. These findings suggest that the establishment of introduced species might have restricted the germination of certain indigenous pioneer species. Seed bank density of NRS significantly increased with time from 459 ± 76 seeds m⁻² at NRS2 to 3,351 ± 694 seeds m⁻² at NRS15, showing that the seed bank in degraded grassland is large enough to allow natural restoration. It is not always necessary to actively introduce seeds to enhance vegetation diversity.