植物适应风沙活动的营养繁殖对策

风沙活动尤其是风蚀和沙埋是沙丘生态系统植物生存和繁衍的主要限制性因子。沙生植物进化了很多适应风沙活动的繁殖方式，但是，迄今为止，沙生植物如何从营养繁殖方面适应风沙活动尤其是如何适应风蚀并不为人们所熟知。作者研究了科尔沁沙地几种典型克隆植物营养繁殖对风沙活动的适应，并重点探讨了它们对风蚀的适应机制。 通过设计模拟试验比较了4种蒿属植物（生长在流动沙丘的乌丹蒿（Artemisia wudanica）、半固定沙丘的差巴嘎蒿（A. halodendron）、固定沙丘的冷蒿（A. frigida）和丘间低地的万年蒿（A. gmelinii））幼苗对沙埋的响应，发现在遭受沙埋时生长在强烈沙埋生境中的植物产生不定根，而生长在轻微沙埋或无沙埋生境中的植物产生不定芽；通过设计模拟试验研究了乌丹蒿和差巴嘎蒿植株在无风蚀和沙埋、风蚀、沙埋、风蚀—沙埋处理下植物的生长状况，发现风蚀—沙埋（风蚀至倒伏后再沙埋）处理产生的总生物量、植株相对高生长速率和不定根生物量均最大；通过设计控制试验、野外监测和调查研究了芦苇对流动沙丘和丘间低地之间的过渡带的侵入过程，发现根茎埋深调节地下根茎水平延伸和地上无性系分株形成这两个过程之间的权衡关系：当根茎埋深 ＝ 0cm，根茎水平延伸微弱，大量无性系分株形成；当根茎埋深 ≤ 45cm时，根茎水平延伸速度与无性系分株数量增加速度之间按对数函数关系负相关；当根茎埋深 ＞ 45cm时，根茎水平延伸较快，难见无性系分株。 本研究表明：（1）植物倾向于借助不定根而不是不定芽来适应沙埋；（2）风蚀 → 植株倒伏 → 沙埋 → 产生大量不定根这一反馈+营养繁殖过程是植物适应风蚀的一种机制；（3）风蚀调节地下根茎的埋深，而根茎的埋深调节根茎水平延伸和无性系分株形成这两个过程之间的关系，进而权衡地下侵入和地上生长的过程。植物通过营养繁殖适应风蚀的机制因生境而异，通过反馈+营养繁殖适应沙丘体上的风蚀，通过风蚀调节根茎埋深适应过渡带的风蚀；植物能通过不同营养繁殖方式适应风蚀，压条型克隆植物在沙埋时从枝条上产生不定根，根状茎型克隆植物在风蚀时促动地下芽库转换为地上无性系分株。 本研究丰富了植物沙生适应性理论，增进了对克隆植物适应策略的理解，对沙丘植被恢复和植物多样性保护具有指导意义。