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梭梭(Haloxylon ammodendron)与白梭梭(Haloxylon persicum)是我国西北荒漠地区优良的防风固沙植物,是古尔班通古特沙漠的优势物种,对准噶尔荒漠结构稳定性有重要维持作用。然而在古尔班通古特沙漠南缘,两种梭梭典型分布界限分明,梭梭主要分布在丘间低地,白梭梭则主要分布在沙丘顶部,何种原因与机制造成这种格局分异目前尚不清楚。种子繁殖是梭梭与白梭梭种群自然更新的唯一途径。从种子生产到幼苗定居的更新是荒漠种群自然更新最为敏感的阶段,萌发定居阶段是植物生活史中最关键的时期。综合影响植物分布的各种要素,针对上述梭梭、白梭梭分布的实际情况,萌发定居阶段对两种梭梭这种分布格局起主导作用。
本研究依托野外气象台站的气象资料,以梭梭(H.ammodendron)、白梭梭(H.persicum)两种梭梭属植物为研究对象,采用生境土壤基质互换种植、盆栽控制沙埋与水分、室内模拟沙蚀三种方法,对其种子萌发和幼苗存活条件进行对比研究。最终初步揭示梭梭和白梭梭上述格局分异的原因,研究结果将为了解荒漠植物分布差异和适应机理提供科学依据。实验数据表明:⑴沙丘顶部与丘间低地土壤理化性质存在差异,丘间低地土壤pH值、电导率和养分含量均显著高于沙丘顶部,其中电导率(可溶盐含量)相差达5倍;沙埋沙蚀现象仅见于沙丘顶部。在萌发定居过程中,沙丘顶部幼苗密度始终为白梭梭大于梭梭,而丘间低地则相反,且在定居后期,沙丘顶部与丘间低地分别仅分布白梭梭、梭梭。说明白梭梭对多沙埋沙蚀现象的沙丘顶部适应性比梭梭强,其在沙丘顶部定居能力比梭梭强;对于盐含量较高的丘间低地生境,梭梭适应性、定居能力均比白梭梭强。⑵梭梭和白梭梭均在0.5cm埋深处的出苗率最大,2cm已是梭梭出苗的最大埋深,白梭梭则在0~6cm各个埋深均有幼苗出土,两种植物耐沙埋的大小为:白梭梭>梭梭;各降水处理下梭梭和白梭梭平均出苗率分别为94.00%和93.10%。沙土表面的梭梭和白梭梭种子,在降水较多的A和B处理下均萌发较多但成苗较少。降水量越大,其出苗率越高,梭梭单次弱降水下其种子出苗率大于多次弱降水的积累,但是白梭梭相反;白梭梭几次弱降水的积累下其种子出苗率大于多次强降水的积累,而梭梭则相反。这表明过多水分和过深沙埋会降低种子萌发与出苗。从0~2cm,白梭梭种子形成的幼苗的茎长度都比梭梭长,反映了两种植物对沙丘微生境适应的差异性;白梭梭一周龄和两周龄幼苗分别能够忍耐其株高75%、100%沙埋深度,且随着沙埋深度增加茎生长速率增大,梭梭一周龄和两周龄幼苗能够忍耐最大沙埋深度为75%,沙埋抑制其生长,其幼苗缺少忍耐完全沙埋的能力很可能是限制其分布于丘间低地的主要原因。⑶两种梭梭幼苗耐干燥脱水能力无显著差异。本研究表明,两种梭梭出苗对基质互换、沙埋深度和水分响应的差异,以及两种梭梭幼苗耐沙埋的差异是造成其格局分异的原因,但格局分异机制还有待进一步研究。