塔里木沙漠公路防护林对极端环境胁迫的生理生态响应

论文对塔里木沙漠公路防护林对环境胁迫的生理生态响应及稳定性进行了研究。研究内容包括防护林不同树种对环境胁迫的响应、防护林的环境效应及防护林系统的稳定性初步研究。其中，在塔里木沙漠公路防护林建设方面，主要开展了防风固沙植物种的选择和防沙固沙植物灌溉技术研究；在防护林与环境之间的相互关系方面，通过塔里木沙漠公路防护林树种对环境胁迫如：高温、干旱、风沙和盐分等的响应研究，阐明植物在逆境胁迫下的生理生态特性和适应逆境的内在机理，为沙漠腹地的防护林树种选择和人工绿地建设提供科学依据；同时，通过对防护林地固定样方的长期监测，探讨了防护林对恶劣环境条件的改善作用；通过对防护林及其周边环境的长期监测，发现了影响防风固沙林稳定性的限制因素，初步建立了沙漠公路防护林稳定性评价的综合指标体系。在对防护林引种植物进行野外栽培试验、生态生理试验、种源试验、大规模造林示范基础上，应用SPSS统计软件包进行判别分析，评价89种引种植物的适应性，将引种植物划分为完全适应、一般适应和不适应三类。采用主成分分析法（PCA）研究了防护林树种对干旱环境的生理响应并对植物的抗早性进行排序，在此基础上提出了防护林树种应以灌木树种梭梭归改勿砂lon anllnodendronB岁）、白梭梭（Haloxylon Perscuyn Bge）、多枝柽柳（Tamarix ramosissima Ldb．）和头状沙拐枣（Callugonum caput-medusae Schrenk）等为主。在实验的基础上，发现沙漠极端环境下高温胁迫可导致植物细胞膜透性、膜脂过氧化作用的增强及植物叶片或同化枝的失水，而树木体内渗透调节物质积累和保护酶活性的提高是植物抵御这种胁迫的主要机制。在长期定位监测和样方调查的基础上，应用系统生态学系统模型分析了咸水灌溉条件下防护林地土壤的水盐动态和平衡，分析了植物各营养器官盐分离子含量的变化，认为经过筛选的防护林树种基本上不存在盐害，植物能够生存的主要原因在于植物本身耐盐、避盐和泌盐的生理特性及沙地水、盐的强烈渗漏。通过防护林区内外的风沙观测，发现防护林有效改变了风沙流的结构，降低了风速，增加了沙丘的稳定程度。同时，对防护林地风沙土的理化特性进行定点的长期监测，应用通径系数分析等方法分析了土壤酶和微生物的活性与土壤质地的关系，发现防护林的建立改善了风沙土的质地，提高了土壤酶和微生物的活性，使风沙土向有利于提高其肥力质量的方向发展。本文首次把层次分析法（AHP）应用到防护林系统的稳定性初步研究，结果初步表明：塔里木沙漠公路防护林系统处于相对脆弱状态，恶劣的气候条件是系统稳定的主要干扰因素，它的剧烈波动使生态系统常常偏离稳定状态，使系统的组成结构发生变化，影响生态系统功能的发挥。人工措施可在一定程度改善沙漠公路防护林系统的环境质量，有助于提高生态系统的稳定程度。