《新疆生地所在荒漠生态系统多物种联合的植被恢复措施研究中获进展》

  • 来源专题:生物育种
  • 编译者: 季雪婧
  • 发布时间:2024-04-26
  •     由于荒漠生态系统恶劣的环境条件,植被恢复往往具有巨大的挑战性。采用种植本土物种来加速生态系统功能恢复是一种积极的植被恢复措施。为了确保这一过程的有效性,仔细挑选种植的物种至关重要。一般来说,人工种植林中,物种的多样性将导致更高生态系统功能的多样性,特别是当所选择的物种具有互补的生态位特征时将有助于最大程度地促进合作并减少资源竞争。然而,对于生长在极端干旱与养分贫瘠的塔克拉玛干沙漠南缘的典型荒漠植物间是否存在互补生态位,多物种联合栽培是否能够提供更高的生态功能还有待进一步研究。

        针对上述问题,中国科学院新疆生态与地理研究所策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站曾凡江研究员团队,对塔克拉玛干极端干旱荒漠地区两种具有明显形态生理差异的本土植物——豆科植物骆驼刺(Alhagi sparsifolia)和盐生非豆科植物花花柴(Karelinia caspia)的种植方式进行了评价研究。

        研究发现豆科植物骆驼刺与非豆科盐生植物花花柴既可各自形成单独群落,也可形成间作群落。单一栽培的豆科植物累积了最大的地上生物量。间作可改善表层土壤(0-50cm)的几种生态系统功能,特别是与土壤磷、碳、硫浓度有关的功能以及土壤酶活性。盐生植物单一栽培可增强表层土壤氮、磷、硫、碳和阳离子(K+、Ca2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+、Zn2+、Co2+、Ni2+)浓度以及深层土壤(50-100cm)酶活性相关的生态功能。此外,盐生植物单一栽培还使植物生物量中Na+的积累最大化。综上所述,当主要目标是优化生物量积累时,我们推荐豆科植物单一栽培。相反,当目的是从土壤中提取Na+或增强深层土壤的生态系统功能时,盐生植物单一栽培是最优的选择。在不存在盐碱化风险的情况下,建议将这两个物种间作,以最大限度地发挥表层土壤的生态系统功能。在规划荒漠地区的恢复工作时,了解每个物种对生态系统功能的影响以及生态位互补的物种在间作时的表现是至关重要的。然而,这些相互作用可能是物种和生态系统特有的,因此需要更多的工作来优化不同干旱生态系统的解决方案。

  • 原文来源:https://www.ebiotrade.com/newsf/2024-4/20240411065443171.htm
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    •   在生态环境保护和我们试图理解全球变化的影响时,荒漠生态系统往往容易被忽视。虽然当前对于多数生态系统植物与土壤养分累积已有较多的研究,但很少有研究从植物根系构型以及土壤养分累积视角,综合探讨荒漠生态系统对土地利用和气候变化的响应机制。因此,亟待一项关于环境变化、物种可行性和荒漠生态系统群落组成间相互作用的全面概述。   针对上述问题,中国科学院新疆生态与地理研究所策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站曾凡江研究员团队,深入探讨了土地利用和气候变化下荒漠生态系统植物根系适应机制及其对养分累积的影响。重点综述了这些影响如何因不同植物群落特征而变化,特别强调根系结构在其中所发挥的作用。   受水分获取策略的驱动,荒漠植物往往具有不同的根系构型,这会影响植物生物量,总体碳和矿质养分的储量。气候变化会显著影响荒漠植物群落,如由干旱导致的地下水位变化既会影响浅根植物又会影响深根植物的生长。植被管理措施,如放牧会显著影响植物群落、土壤组成、根系微生物、生物量和养分储量。相较于深根植物,浅根植物极易受到气候变化和人类活动的影响。因此,为了保护荒漠生态系统,了解根系结构和深层土壤是至关重要的。实施战略性管理措施,如降低放牧强度、适度收获植被以及采用合理的施肥措施,均有助于保护植物与土壤系统。采用社会—生态联合途径进行植被恢复以增强碳和养分的保留,阻止荒漠化加剧,减少二氧化碳排放。这篇综述体现了研究植物地下生态学过程及其在塑造荒漠景观中的重要性,强调了对荒漠生态系统全面了解的迫切需要。
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    • 编译者:changjiang
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    • 全球变化背景下,极端降水发生的频率和强度不断增加,对我国农林业生产造成重大损失。大型土壤动物作为生态系统 物质循环 中的重要 消费者 ,在 生态系统 中起着重要的作用,他们同化各种有用物质维持自身生长,又将排泄产物归还到环境中不断改造环境,在土壤形成、改良及污染监测,生态系统修复,生态系统物质循环和能量流动中起着十分重要的作用。研究大型土壤动物对极端降水的响应过程以及能否通过构建高效的种植模式来缓解极端降水对农林复合生态系统的负面干扰,对全球变化背景下保护生物多样性,促进农林业可持续发展具有十分重要的意义。 花椒是芸香科、花椒属落叶 小乔木 ,耐旱、喜阳光,分布于我国东南沿海、西南地区,在西北部分省区也广泛栽培。花椒果皮可作调味料,提取芳香油;还可入药,具有温中行气、逐寒、止痛、杀虫等功效,可治胃腹冷痛、呕吐、泄泻、血吸虫、蛔虫等症,又可作表皮麻醉剂;种子可食用,也可加工制作肥皂。因此,花椒是我国十分重要的经济树种之一。在退耕还林、荒山造林、脆弱生态系统修复工程的实施中,四川、贵州、重庆、甘肃、陕西等省市营造了大量的花椒人工林,在极端降雨增加的情况下,如何通过在林下种植作物,从而提高生态系统的稳定性,抵御极端降雨的负面影响,促进花椒人工林稳产、增产就显得十分重要。 中国科学院成都生物研究所潘开文课题组博士研究生王思忠在导师的指导下,采用定位研究方法,研究了人工模拟极端降水对岷江上游地区花椒间作大豆、花椒间作甜椒、花椒单作等种植模式大型土壤动物的影响。研究发现 极端降水对大型土壤动物群落总密度、总生物量以及多样性无显著影响。然而不同类群的大型土壤动物对极端降水的响应存在显著差异,极端降水显著降低爱胜蚓属密度和生物量,提高花椒间作大豆模式下远环蚓属种群的数量和生物量。极端降水改变种植模式对大型土壤动物群落数量的影响,在极端降水条件下花椒间作大豆、花椒间作甜椒和花椒单种等三种模式对大型土壤动物群落数量的影响无明显差异。但是,在无极端降雨处理下,种植模式对土壤大型动物密度和生物量有显著的影响,花椒 + 大豆模式下土壤大型动物的密度最高。 研究表明种植模式可以显著改变土壤大型动物的密度、生物量和丰富度,极端降水则可以改变大型动物对不同种植模式的反应,并显著改变个别土壤动物的种群数量和生物量。结果显示:可以通过构建合理的植物群落模式来缓解极端降雨对花椒林的负面影响,进而维持花椒人工林的稳定性。研究结果对构建可持续农林复合生态系统提供了重要科学依据。 该研究获得国家自然科学基金( 31370632 和 Y5J2031100 )资助,文章以 Combined effects of cropping types and simulated extreme precipitation on the community composition and diversity of soil macrofauna in the eastern Qinghai-Tibet Plateau 为题发表于 Journal of Soils and Sediments (2018) 。