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种群扩散是有机体扩展种群空间的行为,是种群生态学研究的一个重要方面。对种群扩散能力的研究是评价荒漠植物适应性和选取适宜物种进行植被建设以及探讨人工植被稳定性维持的重要生态学基础。以往植物种群扩散的研究限于生态系统的复杂性和历史记录不完整而一直停留在模型和简单的种子扩散阶段。本研究试验地位于腾格里沙漠中国科学院沙坡头站植物迁地保育基地,该基地自上世纪五十年代起引进荒漠植物300余种,土壤基质均一(为平整后的流沙土)、管理规范(定期灌溉)并有详细的历史记录,适合种群扩散的研究。选取七种常见植物为研究对象,通过测量各种植物的扩散距离和在迁地保育基地的频度,对七种植物的种群扩散能力进行排序,然后通过分析保育基地环境条件和植物的生物学特性,探讨影响种群扩散的主要因素,主要研究结论如下:
1.七种研究植物扩散能力排序为草木犀状黄芪(AstragalusmelilotoidesPall.)>冰草(Agropyron cristatum(Linn.)Gaertn.)>杠柳(Periploca sepium Bunge)>石刁柏(Asparagus officinalis L.)>巨野麦(Leymus racemosus(Lam.)Tzvel.)>甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch.)>罗布麻(Apocynum venetum L.),七种植物的最远扩散距离依次为554m、394.2m、342.1m、379.2m、419.4m、22.1m、35.2m,频度依次为51.9％、43.5％、32.4％、9.2％、6.1％、5.3％、4.6％。
2.引黄灌溉引起的土壤肥力的提高一方面与营养元素需求高的植物的扩散呈正相关关系；而另一方面与适应砂质等贫瘠土壤的物种扩散呈负相关关系；土壤机械组成的改变和土壤表面的固定对种子进入土壤有一定的限制,所以一定程度上阻碍了一些植物的扩散；水分含量的升高减少了不耐涝物种的生境而阻碍这些物种的扩散。
3.除石刁柏和草木犀状黄芪只具有有性繁殖外,其他五种植物都具有有性和无性繁殖两种方式；杠柳和罗布麻种子主要以风力为媒介传播,其他五种植物则主要以重力和动物传播；甘草种子产量很少,冰草次之,另外五种种子产量较多；冰草和巨野麦无性繁殖能力较强,而杠柳、罗布麻和甘草次之。
4.迁地保育基地的环境适宜草木犀状黄芪的生长发育,且草木犀状黄芪本身具有较高的有性繁殖能力,所以扩散能力最强；冰草有性繁殖能力低在一定程度上限制了其远距离扩散和对生境的占有；杠柳具有无性和有性繁殖两种方式,同冰草一样也以无性繁殖能力为主,但无性繁殖能力比冰草弱,但杠柳可以随风扩散到较远的距离；土壤pH对石刁柏幼苗有限制作用,土壤肥力达不到石刁柏最适宜范围也是限制其扩散的一个因素；巨野麦由于初始萌发时间较长和土壤水分变化的限制,有性繁殖成功率低,限制了种群扩散；限制甘草扩散的主要因素是种子产量和萌发存活率极低,几乎不能靠有性繁殖进行长距离传播；罗布麻扩散能力最弱,主要限制因素是适宜生境数量极少,引黄灌溉改变了迁地保育基地土壤理化性状,极大的减少了罗布麻的适宜生境。
5.由本研究结果可知,适当灌溉下,草木犀状黄芪、冰草和杠柳可用于沙区的植被建设,并适宜在沙区对其进行迁地保护；在巨野麦出苗期保持土壤水分,降低石刁柏定植地的pH,可在沙区对这两种植物进行保护和用于植被建设；甘草和罗布麻可通过无性繁殖维持自身数量,但扩散能力弱,不适宜植被建设。