沙柳沙障对流沙环境变异与天然植物定居的影响及机制

流动沙丘设置沙障后可改变沙障周围的微环境而影响植物的定居，但关于其影响机制的研究较少且不系统。本研究以内蒙古鄂尔多斯库布齐沙漠穿沙公路防沙体系设置的沙柳沙障为研究材料，以沙柳沙障内的风沙状况、土壤、植物繁殖体、植物为研究对象，通过野外实测、室内分析测试与室内模拟实验相结合的方法，以流动沙丘为对照，研究不同沙柳沙障（不同类型、不同设置部位、不同设置年限）设置后导致的风沙活动、蚀积状况、土壤理化性状等环境变异及沙障条件下天然植物的土壤种子库数量、种类与空间动态分布格局，种子萌发、幼苗建成、生长、定居与扩张过程，探讨沙柳沙障对环境变异与植物定居的影响和植物定居对沙障的响应，揭示沙障对环境变异、天然恢复植物的种子迁移、滞留、萌发、建成与定居整个过程的影响机制，以期为流沙环境改良、天然植被的恢复提供理论依据，并从加速沙地天然植物种恢复速度的角度为沙障的设置规格、类型、部位等提供实践参考。

沙柳沙障是流沙上恢复植被的重要先导措施和必要条件，在固定与阻控流沙、降低风速、改变蚀积状况方面发挥着关键作用，但关于沙障对沙丘环境变异与天然植物定居的影响及机制还不十分清楚。.本研究采用空间替代时间静态观测、定位连续动态调查与室内分析测试相结合的方法，以流动沙丘为对照，研究了不同规格、不同设置年限、不同部位沙柳沙障对环境变异、种子库、种子萌发与幼苗建植、天然植物定居的影响及机制。结果表明：（1）沙障具有改变风速流场、地表蚀积状况、影响沙丘土壤环境的效应及机制。沙柳沙障内有2个风速较小区和2个风速较大区，可降低近地表风速28.63%～40.90%，减小输沙量，减弱风蚀强度44.80%～85.06%，且在障格四角积沙；沙障可使容重减小1.1～5.3%，含水量提高1.2－4.6倍，分形维数、土壤粉粒、粘粒与极细砂含量、孔隙度、有机质含量与养分含量提高。其改善风沙活动与改良土壤效应随规格减小、设置年限延长而增强。（2）沙障对植物种子与繁殖体具有拦截与再分布效应。土壤种子库物种数、种子密度、生物多样性与相似性均随着设障规格减小、设障年限延长而增大；种子库的时空分布在障格内呈现3个密度较大区和2个密度较小区，垂直层次上表现为表层＞下层，部位上以迎风坡坡脚最大，背风坡中上部与丘顶最小，季节上以4月份最大，8月份最小。（3）沙障为种子萌发、幼苗建植提供了适宜环境，幼苗种类、密度随着沙障设障年限的延长而增多，沙障具有环境筛选与安全岛萌发与栖息效应。种子萌发与幼苗建植密度在部位上以沙丘迎风坡脚最大，丘顶及背风坡中上部、中部处最小，障格内则以沙障边角处最大，沙障中心处最小。幼苗空间分布格局由迎风坡脚向背风坡脚呈减少趋势；设置沙障后，沙丘上的植物种由2种增加至11种，植被呈现正向演替，多样笥指数均呈增加趋势。（4）沙障对沙丘环境变异与天然植被定居影响深刻。风速、蚀积状况、坡向、坡位是影响沙丘环境变异与天然植物定居的主要作用因子，沙障对风速流场及环境的改变促进了土壤种子库的积累、种子萌发、幼苗建植与植物定居过程，植被的恢复进一步改善了环境，二者在沙障作用下形成了协调互促机制。.研究成果揭示了沙障对环境变异、天然植物种子库储量、萌发、幼苗建成与定居整个过程的影响英制，对库布齐沙漠及类似地区流沙环境改良、天然植被恢复及沙障规格选择具有实践价值。