塔里木河上、中游极端干旱区淹灌对胡杨(Populus euphratica)长势的影响

高生峰, 叶茂

塔里木河上、中游极端干旱区淹灌对胡杨()长势的影响

高生峰, 叶茂*

新疆师范大学地理科学与旅游学院, 新疆, 乌鲁木齐 830054

为加强塔里木河流域胡杨林生态保护, 维系胡杨林植被系统多样性、稳定性和完整性, 针对塔里木河上游吐江、中游坎白尔吾斯坦生态监测断面, 从胡杨冠幅、长势打分、年龄结构、幼苗出现频率及生理指标进行了调查和测定。分析距水源远近对胡杨林群落特征的影响。结果表明: ①淹灌前后胡杨幼苗在单位面积内(植)株(个)数从0.08株·m-2增加到0.80株·m-2; 长势较差的胡杨逐渐被长势较好的替代; 同一柽柳在淹灌前后新枝增幅71.6%。②随着距生态闸距离的增大胡杨冠幅、单位面积内胡杨数呈现下降趋势; 且长势打分也呈下降趋势, 随着淹灌距离的增大分别下降了5.0%、19.3%、45.5%; 胡杨幼林和中成林随着淹灌距离增大分布呈下降趋势、过熟林呈上升趋势, 幼林分别下降了28.6%、85.7%、100%。过熟林分别增加了32%、88%、132%; 胡杨幼苗出现频率随着淹灌距离增大分别下降了21.83%、44.51%、27.78%; ③生态补水后, 可溶性糖(SS)、脯氨酸(Pro)和脱落酸(ABA)均呈现减少趋势。在淹灌距离300 m、450 m、600 m处可溶性糖(SS)减少了37.4%—42 %;脯氨酸(Pro)减少了36.6%—41.9%; 脱落酸(ABA)减少了29.8%—41.9%。生态补水在一定程度上缓解了胡杨水分胁迫, 使的胡杨生长环境得以好转。

胡杨; 长势; 淹灌; 塔里木河

0 前言

胡杨()是干旱区内陆河流域重要的乔木树种, 也是荒漠绿洲生态系统最重要的组成部分。新疆塔里木河流域的天然胡杨林是世界上数量最多、分布面积最广的天然胡杨林基因库, 流域内胡杨林集中分布在塔里木河上、中游、叶尔羌河下游, 在维护流域生态安全中发挥着重要的生态服务功能。荒漠河岸胡杨林对稳定河道、维持流域生态平衡、防风固沙、调节绿洲气候起着至关重要的作用[1]; 为加强塔里木河流域胡杨林的生态保护, 维系胡杨林植被系统的多样性、稳定性和完整性, 自治区人民政府制定了一系列的通知和方案。

研究表明, 生态输水已成为河流生态系统的一个重要环节, 是干旱区河岸林生态系统的一个重要的影响因子[2]。河水淹灌后对河岸林生态过程得到越来越多的学者关注。关于塔里木河胡杨荒漠河岸林结构特征研究多集中在塔里木河下游退化生态系统不同离河距离群落的结构特征及分布结构[3-4]、植物群落物种多样性与地下水的关系、植物群落与环境因子的关系、荒漠土壤理化性质对胡杨林生长的影响、模拟生态闸洪水漫溢过程可行性, 并与实测数据进行相拟合, 表明洪水漫溢在植被恢复和保护物种多样性具有重要作用[5-8]。但有关塔里木河中游胡杨林群落结构的研究, 尤其是生态闸修建后水文变化对群落的影响研究较少。

为满足胡杨林的生态水需求, 防止胡杨林植被系统遭到破坏, 亟需开展塔里木河流域胡杨林区生态保护输水的研究工作。本文研究目标是从样点、样带、整个补水区三个尺度, 以生态指标量化评估生态补水工程对胡杨林生态水亏缺的缓解程度和生态保育的成效, 为制定流域胡杨林重点保护区生态闸口的科学引水方案、生态补水效果实施监测提供理论依据。

1 研究区概况

塔里木河位于中国西北新疆南部, 处于39°30′—43°08′N, 73°10′—94°05′E之间, 是我国最大的内陆河, 干流全长1321 km, 始于肖夹克, 沿塔克拉玛干沙漠北部自西向东, 最终汇入台特玛湖, 本文研究区位于塔里木河的上游段和和中游段。

肖夹克-英巴扎为上游长496 km, 属于典干旱少雨, 蒸发强烈的暖温带大陆性气候, 平原区年均9.8 ℃, 降水量为42—76 mm, 潜在蒸发量为1900—2800 mm, 降水主要集中在夏季。代表的植物主要有柽柳()、芦苇()、罗布麻()、骆驼刺()等, 构成了乔灌草植物群落。

英巴扎-恰拉为中游, 长398 km, 属于温带干旱气候, 多年平均气温10.7 ℃; 年降水量在17.4—42.8 mm, 蒸发量为1125—1600 mm; 气候干燥。植物组成为柽柳科(Tamaricaceae)、杨柳科(Salicaceae)、豆科(sp)、夹竹桃科(Apocynaceae)、早熟禾(L)、菊科(compositae)、藜科(Chenopo­diaceae)等, 构成了乔灌草植物群落[9-12]。

2 研究方法

2.1 补水方案

根据《关于印发2016、2017年塔里木河流域胡杨林生态保护行动实施工作方案的通知》要求结合现场勘察和遥感监测, 此次生态补水的水量及对两个重点胡杨林保护区的影响范围如下: 上游沙雅断面依靠21口生态闸, 2016年、2017分别漫灌胡杨林面积约为13.3 km2、308.2 km2; 生态补水量为1.65×108m3、1.69×108m3; 中游轮台断面依靠28口生态闸，2016、2017年分别淹灌胡杨林面积约为26 km2、178.9 km2。

本研究区从2016年开始实施淹灌, 分别在2016年淹灌前后和2017年、2018年进行四次实地监测并进行数据获取。由于2016年当年实施淹灌对胡杨长势影响几乎可以忽略不计, 因此将2016年所测结果作为2017、2018年进行对照。

2.2 监测断面布设

监测断面设置: 根据要求, 本研究重点监测区设置在塔里木河上游、塔里木河中游两个胡杨林重点补水区(砍白尔吾斯坦生态闸、吐江闸)。结合生态闸布设的地点, 在两个胡杨林重点补水区分别设置了4个监测断面。

监测指标选取: 在胡杨林重点补水区(生态闸口附近), 以闸口为圆心在距河道0—5 km范围内, 设置3—4条样带; 每条样带内按一定距离(150—600 m)布设25×25 m的乔灌木样方(图1); 河水淹灌只能达到距放水口600 m左右, 因此将样方布置在600 m内; 在塔河上游区吐江监测断面3条样带、12个乔木监测样方; 塔河中游砍白监测断面2条样带、8个乔木监测样方。

2.3 监测指标

生态指标: (1)植被样方监测指标: 胡杨群落的物种组成; 胡杨幼苗出现的频率及分布情况; 胡杨成林胸径; 单位面积内胡杨数量; 柽柳新枝长。水文监测指标: 地下水埋深; 生态补水的水量和时间。

(2)于2017年11月塔里木河中游英巴扎打地下水位监测井2口。英巴扎1号井(N41°18′51, E84°19′ 13.7″)地下水位6.25 m; 英巴扎2号井(N°41°12′24.1, E°84°37′52.3″)地下水位3.78 m。

生理指标: 以塔里木河上游吐江为典型断面, 按离河道300 m、450 m、600 m进行间隔采样, 每个间隔设置3个样地, 每个样地内选取长势、树龄接近的胡杨10—15棵, 选取不同部位的正常生长叶片进行采集。选取可溶性糖(SS)、脯氨酸(Pro)和脱落酸(ABA)3个生理指标, 研究分析生态补水前后的变化趋势, 对胡杨生理特征的响应机理进行探讨。以蒽酮法测定可溶性糖含量, 以茚三酮溶液显色法测定脯氨酸; 参照阮晓等的方法对脱落酸进行测定[13]。

2.4 胡杨长势等级划分

胡杨生长周期长, 无法追踪所有个体的生长周期, 利用树木年轮精确测定胡杨所有个体的年龄也无法实现[14]。因此应用生态学中大小结构分析法[15]来研究胡杨群落年龄结构特征。虽然群落龄级和径级有所不同, 但在相同环境下, 同一树种的龄级和径级对群落周围环境的反应具有一致性。

将胡杨长势分为六个等级: 优、良、中上、中、中下、差, 对应的分数分别是: 10分、8分、6分、4分、2分、0分[16]。

2.5 胡杨年龄结构划分

按照森林专业调查办法草案的规定并结合塔里木河上、中游胡杨生活史特点, 将胡杨群落划分为3个径级, 第一级胸径为0—15 cm; 第二级为15—45 cm; 第三级为大于50 cm[17-19]。

3 结果与分析

3.1 淹灌前后生态指标变化

3.1.1 淹灌后胡杨幼苗数量变化

以塔里木河中游砍白监测断面为例, 分析生态补水前后胡杨幼苗的变化特征。在距离闸口100—300 m范围内随机设置5—10个1 m×1 m的小样方, 统计样方内的胡杨幼苗数量。发现该断面胡杨幼苗数量2016年(补水前)为0.08株·m-2, 淹灌一年后(2017年)为0.33株·m-2, 淹灌二年后(2018年)为0.80株·m-2, 增幅达到90%。因此, 合理开展生态补水工程, 对于促进胡杨林自我更新具有重要意义。

图1 监测样带及样方布局

Figure 1 Monitoring sample and sample layout

长势处于优良等级的胡杨出现的频率随着生态补水年限的增加呈现递增趋势, 但与未补水年份相比差别不明显, 从2016年开始生态补水, 到目前的2018年, 由“良”恢复到“优”的数量不明显(图2); 但长势较差的胡杨发生了明显好转, 长势较差的胡杨所出现的频率下降、长势中的胡杨出现频率上升, 即长势较差的胡杨逐渐被长势中的胡杨所替代。

3.1.2 淹灌对柽柳新枝长的影响

监测距生态闸口一定范围(200—500 m)内的柽柳新枝长, 发现同一种柽柳在补水前(2016年)、2017年、2018年平均新枝长度分别为58.4 cm、81.5 cm、100.2 cm。淹灌前后柽柳新枝长增幅71.6%。表明淹灌对柽柳长势具有重要作用(图3)。

3.2 不同距离冠幅特征

在塔里木河上、中游均表现出随着距生态闸距离增大, 冠幅表呈现出先增大后减少的趋势。在塔河上游淹灌距离为150 m、300 m、450 m、600 m处胡杨冠幅分别为3.48 m2、10.04 m2、15.19 m2、11 m2; 淹灌300 m、450 m、600 m处胡杨冠幅分别较150 m增加了190.23%、336.49%、216.09%。塔河中游淹灌距离为150 m、300 m、450 m、600 m处冠幅分别为17.63 m2、19.92 m2、35.35 m2、20.1 m2, 淹灌300 m、450 m、600 m处冠幅分别较150 m增加了12.99 %、100.51 %、14.01%, 到淹灌600 m处大幅下降, 较450 m处下降了43.14%。

3.3 不同距离长势变化

3.3.1 胡杨长势打分结果

胡杨长势打分的结果可以得中游淹灌距离达到150 m、300 m、450 m、600 m处胡杨生长长势亦呈下降趋势(图5); 以上游监测样地最为明显, 较淹灌150 m处与300 m、450 m、600 m处分别下降了5.0%、19.3%、45.5%。表明随着距生态闸距离的增大胡杨长势越差。

3.3.2 胡杨年龄结构组成

随着距生态闸距离的增加胡杨幼林和中成林都呈现下降趋势(图6); 过熟林呈增加趋势。这一现象在塔里木河中游最为明显。幼林在淹灌150 m处与淹灌300 m、450 m、600 m处分别下降了28.6%、85.7%、100%。过熟林在淹灌150 m处与淹灌300 m、450 m、600 m处分别增加了32%、88%、132%。表明距离生态闸较近处以胡杨幼林分布为主; 随着淹灌距离的增大, 伴随着淹灌水量的减少, 胡杨幼林难以存活, 逐步以过熟林为分布为主。

3.3.3 胡杨苗出现频率

胡杨幼苗出现的频率都随着距离生态闸距离的增加呈现下降趋势(图7), 这一现象在塔里木河上、中游都普遍存在。以上游样地最为明显, 淹灌150 m处与淹灌300 m、450 m、600 m处分别下降了21.83%、44.51%、27.78%, 表明随着距离生态闸距离的增加, 适合胡杨幼苗生存的最适环境呈现下降趋势, 并且在淹灌600 m处样方内无胡杨幼苗, 只有胸径较粗的成年胡杨。

3.4 不同距离密度变化

胡杨密度(单位面积内(植)株(个)数)随着距生态闸距离的增大呈下降趋势(图8), 这一现象无论在塔河上游、还是在中游都比较明显。塔河上游淹灌距离150 m、300 m、450 m、600 m处胡杨密度分别是0.22、0.13、0.08、0株·m-2, 中游淹灌距离150 m、300 m、450 m、600 m处胡杨密度分别是0.1、0.09、0.07、0.06株·m-2。说明: 随着淹灌水补给量的减少, 胡杨林密度减小; 且单位面积内胡杨树数量也呈下降趋势, 到淹灌距离为600 m处样方内无胡杨仅有柽柳分布。

图2 塔里木河中游砍白断面补水前后幼苗密度变化、不同长势胡杨出现频率

Figure 2 Density of seedlings of Kanbaierwusitan in the middle reaches of the Tarim River section of water before and after the change, frequency of occurrence of different growth

图3 塔里木河中游砍白断面柽柳新枝长变化

Figure 3new branch length change of Kanbaierwusitan middle reaches of Tarim river section

3.5 生理变化

环境因子的变化不仅仅反映在生态上也反映在生理指标上, 二者之间存在明显的内在联系, 生理指标不仅有其自身变化规律, 也是解释生态变化的一个必要手段。由(图9)可知, 生态补水后, 可溶性糖(SS)、脯氨酸()和脱落酸()均呈现减少。由图9(d)可知, 补水前后胡杨的可溶性糖(SS)在淹灌距离为300 m、450 m、600 m处分别减少了37.4%、42.7%和42.0%; 脯氨酸()在三个淹灌距离下分别减少了43.5%、38.7%和36.6%, 脱落酸()分别减少了29.8%、47.3%和41.9%。以上分析表明, 生态补水在一定程度上缓解了胡杨水分胁迫, 使得胡杨生长环境得以好转。

图4 塔里木河上、中游不同淹灌距离胡杨冠幅变化

Figure 4 Different flood from the upper and middle reaches of the Tarim Rivercrown width

图5 塔里木河上、中游不同淹灌距离胡杨长势打分

Figure 5 Different flood from the upper and middle reaches of the Tarim Rivergrowth rate

图6 塔里木河中游不同淹灌距离胡杨年龄结构图

Figure 6 Different flood from the middle reaches of Tarim Riverage structure diagram

图7 塔里木河上、中游不同淹灌距离胡杨苗出现频率

Figure 7 Different flood from the upper and middle reaches of the Tarim Riverseedlings occurrence frequency

图8 塔里木河上、中游不同淹灌距离胡杨密度

Figure 8 Density of different flood from the upper and middle reaches of the Tarim River

4 讨论

河岸生态系统处于水陆群落交替区, 具有独特的生物、生物物理及景观特征[20]。河岸植物群落在抑制河岸荒漠化、保护河岸稳定及生物多样性方面有重要生态意义。胡杨林是典型的荒漠绿洲河岸林, 属于隐域性植被, 水是塑造绿洲环境的主导因子, 无论是地下水还是地表水都制约着其他生物和环境要素, 其中水分对胡杨的生长、发育、繁殖、分布都存在极其深刻的影响[21]。植物群落的基本特征是植物与植物之间、植物与环境的相互关系, 这些相互关系可以通过群落中各种植物在空间和时间上的配置体现出来。本文通过对比生态补水前后胡杨生长指标的变化、分析目前荒漠河岸林生长现状及不同淹灌距离下各生态指标的特征, 认为极端干旱区加强胡杨林的保护必须从促进幼苗更新与扩大淹灌范围两点出发:

(1)促进幼苗更新的补水措施

塔里木河流域植物的生存环境复杂且多变, 在其生长过程中会受到多种不良环境因子变化的影响。例如病虫害、高温、盐碱、冻结、干旱、淹涝等, 这些因子相互交叉相互影响致使植物生态环境恶化。其中干旱胁迫所占比重最高, 且分布最广泛。对于大多数植物来说, 种子萌发和幼苗生长阶段对环境胁迫最为敏感, 其中种子发芽时期对作物生长以及产量起着决定性影响。塔里木河上、中游流域树木生长过程中面临缺水问题日益严重。水分是植物生长发育过程中的重要环境因子之一, 影响植物生长、光合作用和形态建成, 水分亏缺会制约树木生长, 严重干旱时将会导致植物的生长发育停滞, 甚至死亡。种子萌发是植物生活史的重要阶段, 是植物种群自然更新的基础, 种子从萌发到成苗过程中水分状况与其生命现象密切相关水分是种子萌发最具决定作用的因素。结合塔里木河流域胡杨更新情况较差, 因此在今后塔里木河流域进行胡杨林更新研究中因着重考虑该地域胡杨种子是否达到种子萌发的条件, 在未达到种子萌发条件地域应当首先改良当地土壤环境(对该地域进行适度淹灌溉)。使其达到种子萌发的水分条件。

在本研究中, 越远离河道胡杨群落比例越低、退化越明显。随着退化程度的加剧, 胡杨密度呈现不断降低的趋势, 以及胡杨伴生物种不断减少, 在极度退化区则仅有单一的胡杨[22]。而造成胡杨幼林更新不足的主要原因是人类大量开荒、水资源过度利用导致胡杨更新发生障碍。近50 a对荒漠植被群落的研究非常广泛, 国内外许多学者从不同角度对各类荒漠植物群落区系列、组成、分布规律演变过程、生理生态与环境因子的关系等方面进行了探讨[23]。李霞等的研究指出塔里木河流域胡杨林生境条件优劣的主导因素是地下水位的深浅, 其直接影响了地表植被密度、长势[24]。河流对植被的发生、发展和演变起到决定性作用, 河流补给的地下水起着维系植被生长和恢复的作用。研究表明, 距离生态闸越远, 胡杨冠幅、胸径等生态指标越低, 长势也越差。尽管胡杨对极端干旱地表环境有较强的适应能力, 但胡杨依赖地下水而生存, 对地下水的变化反应敏感[25]。洪水淹灌后形成的河漫滩是胡杨、柽柳等植物群落发育的最佳地点。大范围的胡杨幼苗群落的形成与淹灌范围有着直接影响, 同时在研究区发现河漫滩是胡杨苗萌发的最佳地点, 且在河漫滩也出现了大量的一年生草本植物。因此生态应急补水不仅是拯救胡杨林, 也对其余植物群落起着积极的生态效益。

图9 生态补水前后胡杨可溶性糖(a)、脯氨酸(b)、脱落酸(c)和生理指标变化率(d)的含量变化

Figure 9 Changes of soluble sugar (a), proline (b), abscisic acid (c) and physiological index (d) content ofOliv.

(2)扩大淹灌范围的补水措施

自2016年开展的“胡杨林保护行动”, 随着生态补水工程的开展, 生态效应随着淹灌距离的增加逐渐变弱, 线状的生态补水缓解了河道附近的植被的退化, 实施河水淹灌改善了局部生态环境、淹灌区出现了大片的幼苗群落, 淹灌前后单位面积的胡杨幼苗数从0.08株·m-2增加到0.80株·m-2。但应急补水无法到达的区域生态环境依旧脆弱。本研究中, 由于水分是影响该区域植物长势好坏的主导因子, 在生态闸的定期放水的支持下, 在上游吐江断面和中游砍白吾斯坦断面, 分别在淹灌距离达到150、300 m处植被生长环境、植被长势等明显好于淹灌450、600 m处, 长势打分分别下降了5%、19.3%、45.5%。中游砍白生态闸及上游的吐江生态闸断面土壤质地均为沙质土壤, 沙质土壤较适合胡杨幼苗生长; 同时, 生态闸放水形式较一致, 生态闸设计流量在300—500 m3·s-1。在淹灌距离150 m范围内胡杨幼林数量较多。随着淹灌距离的增大, 胡杨新生苗逐渐减少, 以成林与过熟林为主, 且分别增加了32 %、88 %、132 %。随着距离生态闸距离的增大, 生态输水能够对远处林地提供的水量的减少, 极端干旱区水分的减少将直接影响整个树冠的形成, 因此形成淹灌距离达到600 m以外, 相同林龄的胡杨树冠冠幅变小的局面。且单位面积内的胡杨树都呈下降趋势, 超过一定距离后(距生态闸1.5—2.5 km)开始出现胡杨变矮、胡杨数量减少, 逐渐表现为乔木逐渐消失、被柽柳灌木群落所替代。即使有个别的胡杨也是长势极差, 主要是因为超过一定距离(研究区多在距生态闸1.5—2 km)后胡杨逐渐消失, 只有大片的柽柳群落代替了胡杨林; 同时也证明了随着水分的减少柽柳的抗旱能力强于胡杨[26]。

由于每年淹灌量、持续时间、影响范围不同植物群落结构都会有明显差异。每年塔里木河进行应急生态补水, 通过多年的监测, 生态补水对胡杨林的淹灌范围还是有限(距生态闸约500—2000 m)。在生态补水总量不变的情况下, 随着距生态闸距离的增大, 由于洪水洪峰流量、流速、土壤地质、地形地貌等的不同, 距生态闸越远处的洪水流速逐渐下降。距河道较远处的胡杨无法得到正常补水, 且无胡杨种子萌发的过程, 从而导致较远处胡杨林更新无法实现。本研究通过实地监测并结合胡杨的生理习性研究得出在补水总量不超过国家规定的红线情况下, 提高洪水流经生态闸期间的径流流速、和洪峰流量, 从而使距河坝更远处的胡杨得到水分补给。

[1] 宋郁东, 樊自立, 雷志栋, 等. 中国塔里木河水资源与生态问题研究[M]. 乌鲁木齐: 新疆人民出版社, 2000: 395–410.

[2] Valett H M, Baker M A, Morrice J A, et al. Biogeichemical and metabolic responses to the flood pulse in a semiarid folld-plain[J]. Ecology, 2005, 86(1): 220–234.

[3] 张绘芳, 李霞, 王建刚, 等. 塔里木河下游植物群落结构特征分析[J]. 生态环境, 2007, 16(4): 1219–1224.

[4] 李吉玫, 徐海量, 张青青, 等. 塔里木河下游荒漠河岸林不同退化区胡杨种群结构和空间分布格局研究[J]. 中国沙漠, 2009, 29(5): 0897–0905.

[5] 张元明, 陈亚宁, 张道远. 塔里木河中游植物群落与环境因子的关系[J]. 地理学报, 2003, 58(1): 109–118.

[6] 钟家骅, 管文轲, 等. 荒漠化地区土壤理化性质及其对胡杨林生长的影响[J]. 水土保持研究, 2018, 25(4): 134–138.

[7] 王洪岩, 刘普幸, 曹立国, 等. 甘肃省金塔县天然胡杨林土壤含水量空间变化特征研究[J]. 水土保持研究, 2012, 19(1): 51–55.

[8] BLAISE T, BERNARD A, ESTELLE L, et al. The relationships between soil seed bank, above ground vegetation and distur­bances in an eutrophic alluvial wetland of Western France [J]. Flora-Morphology, Distribution, Functional Ecology of P­­lants, 2002, 197(3): 175–185.

[9] 朱绪超, 袁国富, 邵明安. 塔里木河下游河岸带植被的空间结构特征[J]. 植物生态学报, 2015, 39(11): 1053–1061.

[10] 徐海量, 叶茂, 李吉, 等. 河水漫溢对荒漠河岸林植物群落生态特征的影响[J]. 生态学报, 2007, 27(12): 4990– 4998.

[11] 叶茂, 徐海量, 任铭. 塔里木河下游生态输水的合理时间初探[J]. 干旱区研究, 2012, 29(5): 907–912.

[12] 周洪华, 陈亚宁, 李卫红. 塔里木河下游绿洲-荒漠过渡带植物多样性特征及优势种群分布格局[J]. 中国沙漠, 2009, 29(4): 688–696.

[13] 陈亚宁, 王强, 李卫红, 等. 植被生理生态学数据表征的合理地下水位研究——以塔里木河下游生态恢复过程为例[J]. 科学通报, 2006(S1): 7–13.

[14] 刘普幸, 张克新, 霍华丽, 等. 疏勒河中下游绿洲胡杨林土壤水盐的空间变化特征与成因[J]. 自然资源学报, 2012, 27(6): 942–952.

[15] 李先琨, 苏宗明, 向悟生, 等. 濒危植物元宝山冷杉种群结构与分布格局[J]. 生态学报, 2002, 22(12): 2246–2253.

[16] 塔依尔江·艾山. 河道输水干扰下塔里木河下游胡杨林长势变化对比研究[D]. 乌鲁木齐: 新疆大学, 2011.

[17] 周灿芳, 余世孝, 郑业鲁, 等. 种群分布格局测定的样方尺度效应[J]. 广西植物, 2003, 23(1): 19–22.

[18] ZHI Qinpei, CHUN Wangxiao, DAN Dong, et al. Compa­rison of the fine root dynamics offorests in different habitats in the lower reaches of the Tarim River in Xinjiang, China, during the growing season [J]. Journal of Forest Research, 2012, 17(4): 343–351.

[19] 万红梅, 李霞, 董道瑞, 等. 干旱胁迫输水后胡杨测树因子特征及相关分析[J]. 北京林业大学学报, 2012, 34(2): 34–38.

[20] Nounanr J, Decamps H. The ecology of interface: riparian zones[J]. Ann Rev Ecol Systemat, 1997, 28: 621–658.

[21] 吴俊侠, 张希明, 邓潮洲, 等. 塔里木河上游胡杨种群特征与动态分析[J]. 干旱区地理, 2010, 33(6): 923–929.

[22] 高润宏, 董智, 张昊, 等. 额济纳绿洲胡杨林更新及群落生物多样性动态[J]. 生态学报, 2005, 25(5): 1019–1025.

[23] HE M Z, ZHENG J G, LI X R, et al. Environmental fan-tors affecting vegetation composition in the Alax Platean China [J]. Journal of Arid Environments, 2007, 67(69)5: 473–489.

[24] 李霞, 侯平, 董新光, 等. 塔里木河下游断流区胡杨密度调查与分析[J]. 新疆农业大学学报, 2003, 26(4): 41–44.

[25] 张长春, 邵景力, 李慈君, 等. 地下水位生态环境效应及生态环境指标[J]. 水文地质工程地质, 2003, 30(3): 6–10.

[26] 张道远, 尹林克, 潘伯荣. 柽柳属植物抗旱性能研究及其应用潜力评价[J]. 中国沙漠, 2003, 23(3): 253–256.

Effect of flood on growth ofin extreme arid region in the upper and middle reaches of Tarim River for example

GAO Shengfeng, Ye Mao*

College of Grassland and Environment Sciences, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830054,China

In order to strengthen the ecological protection offorest in the Tarim River Basin and maintain the diversity, stability and integrity of the vegetation system, this paper researches and measures the crown width, growth vigor, age structure, seedling frequency as well as some physiological indices, aiming at the ecological monitoring sections of the upstream Tujiang and the midstream Kambelwustan. The effects of distance from water source on community characteristics offorest are also analyzed. The results are shown as follows. (1) The number of plants per unit area ofseedlings is increased from 0.08 per meters to 0.80 per meters before and after irrigation. Thewith poor growth is gradually replaced by those with better growth vigor. Namely, the new branches of theare increased by 71.6% before and after flooding. (2) With the increase of the distance from the ecological sluice, the crown width and the number ofper unit area decrease, and with the expansion of the basin irrigation area, the growth scores also descend by 5.0%, 19.3% and 45.5%, respectively. With the increase of irrigation distance, the distribution ofyoung forest and middle mature forest shows a downward trend, while the overmature forest shows an upward trend. The young forest decreases by 28.3%, 85.7% and 100% respectively, while the overmature forest rises by 32%, 88% and 132% respectively. At the same time, the seedling frequency ofdrops by 21.83%, 44.51% and 27.81%, respectively. (3) After the ecological water recharge, soluble sugar(SS), proline(Pro) and abscisic Acid(ABA) all showa downward trend. At the basin irrigation distance of 300 m, 450 m and 600 m, the SS descends by 29.8 % to 42 %, the Pro drops by 36.6 % to 41.9 %, and the ABA decreases by 29.8 % to 41.9 %. To a certain extent, the ecological water recharge alleviates the water stress and realizes a better growth environment for.

; growth vigor; basin irrigation; Tarim River

10.14108/j.cnki.1008-8873.2020.02.007

Q945.3

A

1008-8873(2020)02-050-08

2018-10-10;

2019-02-10

国家自然科学基金项目(41461045); 自治区青年科技创新人才培养工程-优秀青年科技创新人才培养项目(2013721032)

高生峰(1993—), 男, 山西祁县人, 硕士研究生, 主要从事恢复生态学研究, E-mail:645756219@qq.com

叶茂, 女, 博士, 教授, 硕士生导师, 主要从事干旱区水文研究过程, E-mail:yemao1111@163.com

高生峰, 叶茂. 塔里木河上、中游极端干旱区淹灌对胡杨()长势的影响[J]. 生态科学, 2020, 39(2): 50-57.

GAO Shengfeng, Ye Mao. Effect of flood on growth ofin extreme arid region in the upper and middle reaches of Tarim River for example[J]. Ecological Science, 2020, 39(2): 50-57.