草地沙化是半干旱地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)功能面臨的主要威脅。如何針對不同退化階段篩選出最有效的本土植被配置方案,以恢復(fù)地上植物群落,并提升生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性,仍是當(dāng)前亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。
中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所沙地和退化草地近自然恢復(fù)與多功能提升創(chuàng)新組群以科爾沁沙地南緣章古臺地區(qū)為研究區(qū),針對輕度、中度、重度沙化草地開展為期兩年的原位修復(fù)試驗。研究設(shè)置未種植對照與兩種本土物種添加配置處理,系統(tǒng)監(jiān)測地上植被群落結(jié)構(gòu)、土壤種子庫特征及植被–種子庫耦合關(guān)系,明確本土植被配置對沙化草地修復(fù)穩(wěn)定性的調(diào)控效應(yīng)與關(guān)鍵機制。
中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所沙地與退化草地修復(fù)創(chuàng)新團隊以科爾沁沙地南緣章古臺地區(qū)為研究區(qū),針對輕度、中度與重度沙化草地,開展了為期兩年的原位修復(fù)試驗。研究設(shè)置未種植對照與兩種本土物種添加配置處理,系統(tǒng)監(jiān)測了地上植被群落結(jié)構(gòu)和土壤種子庫特征,并分析了兩者的耦合關(guān)系,旨在揭示本土植被配置對沙化草地修復(fù)穩(wěn)定性的調(diào)控效應(yīng)及其關(guān)鍵機制。
研究結(jié)果表明,本土物種添加的修復(fù)效果顯著受初始沙化程度影響,其中中度沙化草地是關(guān)鍵且響應(yīng)最敏感的修復(fù)窗口期。在該階段,采用近自然植被配置可快速提升地上物種豐富度、蓋度與密度,并顯著增強地上植被與土壤種子庫的物種相似性,從而有效重建生態(tài)系統(tǒng)的自我更新能力。輕度沙化草地因原有優(yōu)勢種競爭激烈,修復(fù)處理未表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢;而重度沙化草地受土壤貧瘠、水分虧缺等非生物因素制約,修復(fù)效應(yīng)存在滯后性。此外,興安胡枝子、野韭等本土物種在修復(fù)中發(fā)揮關(guān)鍵作用,灌木與草本的功能互補配置顯著提升了群落穩(wěn)定性與抗干擾能力。
該項研究結(jié)果以“Effects of native vegetation configuration on the stabilization of restored desertified grassland in the Southern Margin of Horqin Sandy Land”為題發(fā)表于Plant and Soil(中科院二區(qū)TOP 期刊)。中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所碩士研究生張馳為論文第一作者,王永翠副研究員為通訊作者。該研究得到遼寧省防沙治沙科技重大專項、國家自然科學(xué)基金項目等資助。
論文鏈接:https://doi.org/10.1007/s11104-026-08434-6

圖1 多樣性指數(shù)相關(guān)矩陣

圖2 ?2024—2025 年輕度、中度、重度沙化草地土壤種子庫與地上植被的 S?rensen 相似性指數(shù)及共有物種數(shù)之間的關(guān)系




