关于阿拉善荒漠植被自组织恢复研究

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1、关于阿拉善荒漠植被自组织恢复研究　　　　【论文关键词】阿拉善灌木自组织响应　　【论文摘要】阿拉善荒漠植被种群在更新过程中既有种子繁殖,也有由劈根和枝萌、根蘖形成的克隆繁殖。无论种子更新还是无性繁殖都表现为其在长期进化中的自组织性,而非他组织性,即繁殖的过程准确于气候的水热分配,从种子萌发、种子扩散和生境选择及与母株的关系都是由植物本生的生物学特性决定,而响应于外界干扰不能进行有性繁殖;克隆繁殖过程中响应于环境胁迫,可在密集型和游击型间相互转化,表现种群更新的自我调整能力。正是由于这些灌木对环境中气候和胁迫响应的准确性,决定了其适应的刚

2、性一旦破坏则恢复性极差,表现出脆弱性。所以在阿拉善荒漠区应整个定义为生态功能区保证其植被的自我维系性,人在植被管理过程中采取不可为行为。.L.编辑。　　　　自组织是系统自发地形成、维持、增大系统内部物质和能量的差异,自发地从无序中产生有序,维持有序,增加有序,以实现自我的有机化和组织化,从而自行产生的组织性和相干性,这种系统称为自组织(self-organization)。　　根据哈肯(哈肯,1986)的协同学基本思想:自组织是系统通过非平衡相变,由旧的无序状态“自发”产生新的有序状态。在一定的外界条件下,旧的稳定状态失稳,系统达到一

3、种临界不稳定的状态。由于系统成员之间存在相互作用,使这种不稳定性涉及到系统的所有成员,所以这是一种合作现象。这时涨落(即个别成员偏离旧状态的行为)将导致系统的对称性破缺,从而产生新的稳定状态。新的有序状态可用序参量来描述,序参量描述了对称性破缺的强弱是由支配原理来确定的。系统中的成员按不同的模式或集体运动,当系统处于不稳定的临界状态时,稳定的模式增长率低,衰减快即弛豫变化快(当使系统偏离原状态的扰动撤消后,系统返回原状态快),而不稳定的模式增长率高,衰减慢即驰豫变化慢。根据支配原理,这时不稳定的模式要支配稳定模式,描述稳定模式的快驰豫

4、变量可被绝热消去,而描述不稳定模式的慢驰豫变量就是序参量。　　新的有序结构形成后,如果外界环境继续单调改变,那么控制变量每达到一个新的阈值,系统原有的有序状态就会失稳,从而形成更复杂的有序结构,最后进入一个表现完全无序的状态,称之谓“混沌”。系统通过自组织方式,经历一系列不稳定性,形成越来越复杂结构的演化过程,称之谓不稳定性序列。　　植被自组织恢复(vegetationself－organiationrestoration)是受到随机涨落(扰动)时,植物能主动寻找适宜的生境,通过繁殖体扩展行为,充分利用和占据生态位资源,形成不同的荒漠

5、植物群落,表现为动态的荒漠稳定植被景观的过程。　　相对于植被的自组织恢复行为,人类干预下的植被恢复是生态过程中的能量补给,形成的人工植被其自组织性差,需要不断地进行生态能量补给,以维系其平衡性。　　阿拉善荒漠植被响应于极端荒漠环境胁迫,在繁殖行为方面主要表现为产生繁殖体的行为过程,即繁殖节律和繁殖投资的分配方面,其次表现为繁殖体的遗传表现过程方面,即由繁殖体转化为幼苗的过程。　　　　1有性繁殖与气候响应的自组织性　　响应于这种恒定的气候条件,荒漠灌木表现为稳定的繁殖节律。同时由于环境的胁迫,荒漠灌木繁殖投资表现为适应的趋同性,通过大量

6、结实乃至一年中多次结实,产生较多的繁殖体,并通过克隆繁殖弥补有性繁殖受阻的不足。　　荒漠植被自组织恢复的动力机制是协同进化的响应性,繁殖体产生过程中表现的生物——气候协同性、繁殖投资的协同性及繁殖体遗传过程中表现的与气候、水分、种间、资源谱及干扰的协同性,主要表现为生物气候响应的行为性、种子水分利用效率下的植物更新行为性、植物种间关系选择的行为性及生态位资源利用分异的行为性。　　胡杨在杨柳科中是唯一在6月份开花,7～8月份结实的植物,这种繁殖节律与其生存的水热气候节律是一致的。胡杨是河岸植物水分对其种子的萌发不形成限制因子,因此胡杨种

7、子在温度适宜下都能萌发,但萌发后能否成活成为胡杨繁殖行为的关键。7～8月份胡杨种子成熟,此时气候中温度达到最高水分条件也达到最适宜,黑河来水增大,形成较大的洪水,洪水过后在地表形成一层淤泥覆盖层,一方面有利用阻滞胡杨种子扩散到水分条件较好的生境,另一方面由于淤泥的覆盖使地温相对稳定,保证了幼苗不被日光灼伤。　　高温能够促进胡杨果实的开裂使种子成功从果实中飘落,但在地表干旱的情况下高温会使胡杨种子由于缺水而死亡。胡杨种子飘落时正是当地气温最高的时期,日最高气温可达41℃,林地内地表温度可达68℃,在全光照条件下,胡杨种子经3～5天后将完

8、全丧失萌发能力。如果种子能够落在潮湿、低盐的土壤上便能顺利萌发,但在萌发以后微生境突然由湿润变为干旱,在强光的照射下,地面的高温很容易使幼苗产生机械损伤甚至死亡。在种子萌发48h后将幼苗置于全光下,8h后幼苗全部死亡。