毛乌素沙地黑沙蒿灌丛微环境对其幼苗生长的影响

摘要

【目的】黑沙蒿是毛乌素沙地重要保育灌木，在促进植被恢复、生物多样性保育等方面发挥着十分重要的作用，但其对自身幼苗影响及其机制并不清楚。本研究以光照、水分和土壤3个关键限制因子为切入点，探讨灌丛内部环境如何影响黑沙蒿幼苗的生长表现与功能性状。【方法】基于光照（全光照、遮光）×水分（高、低）×土壤（灌丛下、灌丛间）的3因子控制试验，测定幼苗生物量及叶片和根系关键功能性状。结合方差分析、相关性分析与结构方程模型，解析了光照、水分、土壤及其交互作用对黑沙蒿幼苗生长策略的影响路径。【结果】（1）光照是限制黑沙蒿丛下自身幼苗生长的主导因子，遮光使总生物量下降了30%～50%。（2）水分增加仅在光照充足时显著促进幼苗生长，在弱光条件下该效应明显减弱；弱光条件下，幼苗虽表现出较高比叶面积等补偿性性状，但无法弥补光照受限导致的碳积累不足。（3）结构方程模型显示，叶面积是光照、水分影响幼苗生长的关键中介性状，其中光照对生物量具有最强的直接与间接作用。【结论】黑沙蒿灌丛虽能改善局地水分，但其形成的低光环境成为限制同种幼苗更新的核心因素，使保育效应在幼苗阶段部分转化为“自我抑制”型的种内负反馈。幼苗对弱光环境的适应能力有限，是其在灌丛内部更新受阻的重要原因，土壤对幼苗期植物影响有限。本研究揭示了干旱区保育灌木在同种更新过程中的双重作用，为理解其种群动态与空间格局形成机制提供了新的实证证据。

关键词

黑沙蒿 / 毛乌素沙地 / 光照 / 水分 / 土壤 / 功能性状 / 保育效应

基金资助

盐池县重点研发计划（2023YCYDCT001）; 中央高校基本科研业务费专项（PTYX202526、PTYX202530、PTYX202533）