塔里木河下游生態(tài)輸水對檉柳種群適應更新影響的研究進展

高文禮, 陳曉楠, 伊力努爾·艾力, 馬曉東, *

塔里木河下游生態(tài)輸水對檉柳種群適應更新影響的研究進展

高文禮1, 2, 3, 4, 陳曉楠1, 2, 3, 伊力努爾·艾力1, 2, 3, 馬曉東1, 2, 3, *

1. 新疆師范大學生命科學學院, 烏魯木齊 830054 2. 干旱區(qū)植物逆境生物學重點實驗室, 烏魯木齊 830054 3. 新疆特殊環(huán)境物種保護與調控生物學實驗室, 烏魯木齊 830054 4. 平原縣綜合行政執(zhí)法局，山東 德州 253100

塔里木河是我國最大的內陸河, 其流域自上游至下游形成了以水為紐帶的多元自然生態(tài), 但因地處干旱區(qū), 流域內生態(tài)脆弱, 曾一度隨著中上游地區(qū)人口增多與耗水的增加, 大幅擠占下游生態(tài)用水, 導致塔里木河下游常年斷流, 生態(tài)環(huán)境惡化, 土地沙化嚴重。從2000年開始, 我國大力實施生態(tài)輸水工程, 連續(xù)20年向塔里木河下游進行了人工間歇性輸水, 使下游地下水位明顯抬升, 荒漠河岸植被和物種多樣性顯著提高, 對塔里木河下游生態(tài)系統(tǒng)的恢復和可持續(xù)貢獻巨大。文章綜述了生態(tài)輸水工程實施以來, 關于塔里木河下游檉柳種群的適應性更新和生理生態(tài)響應的大量研究, 緊扣檉柳幼苗生長適應的特點和下游水鹽脅迫的現(xiàn)實情況, 探討了塔里木河下游檉柳種群幼苗發(fā)生與生態(tài)輸水漫溢的關系, 分析了下游檉柳種群實生更新困難的原因, 并在此基礎上提出“強弱交替”的輸水模式建議, 以期更加有效地利用輸水漫溢實現(xiàn)塔里木河下游檉柳種群實生更新的規(guī)?；? 從繁殖生態(tài)學的角度降低種群衰退的風險, 從而增強荒漠河岸生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

塔里木河; 生態(tài)輸水; 檉柳種群; 適應更新

0 前言

塔里木河作為我國最大的內陸河, 河岸兩側胡楊、檉柳等植被豐富, 在塔里木盆地東部形成一道天然的“綠色走廊”。塔里木河下游地區(qū)屬于干旱沙漠性氣候, 年降水量較少(20—40 mm)而年蒸發(fā)量較大(2200—2900 mm)[1], 是我國最為干旱的地區(qū)之一, 區(qū)域內生態(tài)系統(tǒng)脆弱。近年來, 隨著氣候變化與經(jīng)濟發(fā)展, 曾經(jīng)一度隨著中上游人口增加與耗水增多, 大幅擠占下游生態(tài)用水, 最終導致塔里木河斷流, 下游天然綠洲大面積萎縮、沙塵暴頻發(fā)、土地沙化等嚴重的生態(tài)災難[2-3]。因此, 為拯救瀕臨消失的“綠色走廊”, 我國自2000年4月開始向塔里木河下游實施生態(tài)輸水工程, 至此共輸水20次, 輸水總量達816412×104m3。生態(tài)輸水對塔里木河下游地下水位抬升效果明顯, 以胡楊和檉柳為主的荒漠河岸林大面積恢復生機并得以維系。河道兩側形成多處漫溢帶, 有河水順地勢沖刷形成的自然漫溢帶, 也有應用工程手段開渠引流的人工漫溢帶, 這為下游植物種子萌發(fā)及幼苗生長提供了良好的水分條件,從而不斷提高了下游區(qū)域物種多樣性。因此, 持續(xù)20年的生態(tài)輸水對塔里木河下游植物群落的生態(tài)恢復和可持續(xù)貢獻巨大。

塔里木河下游處于風沙侵蝕極為嚴重的區(qū)域, 河道兩側的植物群落是荒漠河岸生態(tài)恢復的重要組成, 對維持河道穩(wěn)定、防風固沙、涵養(yǎng)水源等起著關鍵的作用。檉柳(.)是下游植被的優(yōu)勢種或建群種, 具有很強的耐鹽、耐旱、耐沙埋的特性, 下游檉柳灌叢以多枝檉柳()和剛毛檉柳()為主, 其實生更新對維系種群乃至荒漠河岸林群落具有重要生態(tài)作用。近年來, 國內許多學者對塔里木河下游開展了生態(tài)輸水后河水漫溢對檉柳種群實生更新影響的一系列相關研究, 在生物多樣性[4-5]、種群結構[6-7]、生理生態(tài)[8-9]等方面的研究成果為下游優(yōu)勢種群的生態(tài)恢復和可持續(xù)提供了重要的科學依據(jù)。隨著生態(tài)輸水工程的推進, 塔里木河下游檉柳群落的蓋度有大幅度的上升, 但利用有性繁殖過程的種群實生更新并未實現(xiàn)規(guī)模效應, 甚至從繁殖生態(tài)學的角度來看存在種群衰退的風險, 在更大的時間尺度上對下游生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成威脅。20年的生態(tài)輸水對塔里木河下游生態(tài)環(huán)境改善和植被恢復的效果是毋庸置疑的, 然而從下游檉柳實生苗的更新過程以及對輸水適應性的不同視角, 積極探索生態(tài)輸水更為有效的模式, 可為今后人工輸水工程提供更多科學支撐。

1 生態(tài)輸水下檉柳種群數(shù)量的變化

檉柳屬(L.)隸屬于檉柳科, 灌木或小喬木, 主要分布于溫帶、亞溫帶的干旱、半干旱以及鹽堿地區(qū), 是風沙治理的優(yōu)良樹種。檉柳屬世界約有90種, 中國有18種1變種, 主要分布在西北干旱區(qū)和華北鹽堿地, 其中以新疆分布最為廣泛, 有16種, 除中國檉柳()和甘蒙檉柳()為新疆引種資源, 以及異花檉柳()僅在準噶爾盆地(精河)發(fā)現(xiàn)外, 其余13種(表1)均以塔里木盆地荒漠區(qū)為主自然分布。塔里木河下游檉柳灌叢群以多枝檉柳和剛毛檉柳為優(yōu)勢物種[10]。

1960年新疆綜合考察隊對新疆整個檉柳種群進行了調查統(tǒng)計, 得出種群總面積約560×104hm[12], 至2002年, 檉柳種群面積驟減到123×104hm[14]; 至2010年塔里木河下游檉柳總蓋度達到30%, 其中下游多枝檉柳蓋度為5%, 是下游檉柳種群復壯恢復的“主力軍”。此外, 據(jù)2017年統(tǒng)計, 全疆檉柳種群總面積533×104hm2, 其中塔里木河下游檉柳種群面積占全疆的檉柳種群的18.75%, 達到近100×104hm2[15]。

表1 塔里木河流域分布的主要檉柳種類

檉柳實生更新對于物種多樣性維護乃至下游種群結構優(yōu)化和穩(wěn)定意義重大, 水作為關鍵環(huán)境因子受人工輸水過程的影響巨大[16]。隨著輸水工程的持續(xù)推進, 下游檉柳種群整體復壯恢復十分明顯, 但主要是地下水位抬升帶來的積極效應, 而依賴于地表河水漫溢過程的實生更新并不顯著, 從檉柳種子萌發(fā)、幼苗發(fā)生到新生代種群建立, 未被完整觀測到。究其原因與檉柳的本身的繁殖特性緊密相關, 但與塔里木河下游檉柳種群幼苗發(fā)生對生態(tài)輸水漫溢的依賴性更加密不可分。

2 檉柳種群幼苗發(fā)生對生態(tài)輸水漫溢的響應

塔里木河下游地區(qū)總體地勢是東南低而西北高,河道呈現(xiàn)出狹長帶狀, 輸水過程中河道兩岸形成多處漫溢帶。目前, 下游阿克敦和阿拉干兩個斷面常有河水的自然漫溢帶, 同時在英蘇和土格買萊兩個斷面已有通過生態(tài)閘以及輻射引流渠實現(xiàn)漫溢過程的人工漫溢帶, 為多枝檉柳的種子萌發(fā)和幼苗生長提供了必要的水分條件。研究表明漫溢帶中實生多枝檉柳幼苗出現(xiàn)的頻度明顯高于非漫溢帶, 而無明顯漫溢痕跡的區(qū)域幾乎無萌生幼苗出現(xiàn)[17]。多枝檉柳的花期從5月持續(xù)到9月, 屬于長花期植物, 種子雨飄落期可與下游生態(tài)輸水期適度交疊, 并容易形成隨地表徑流的“漂種”現(xiàn)象, 這為下游多枝檉柳種子傳播和萌發(fā)提供了必要的水分條件。由此可見, 由生態(tài)輸水所形成的漫溢帶對多枝檉柳的實生更新具有極為重要的意義。

隨著生態(tài)輸水的持續(xù)進行, 塔里木河下游平均地下水位逐漸抬高并維持相對穩(wěn)定, 物種豐富度提高, 覆蓋度增加, 生態(tài)得到一定的修復[18], 但是下游地區(qū)檉柳實生更新并未形成規(guī)模, 而是沿河道兩側呈點狀分布[19-20]。雖然漫溢帶為多枝檉柳實生苗更新提供了立地基礎, 但是生態(tài)輸水過程中復雜的水鹽變化使多枝檉柳幼苗的生長發(fā)育受到很大影響。每年的輸水期內, 下游河水漫溢過程有利于多枝檉柳種子的萌發(fā), 但年底的持續(xù)輸水使河漫灘水深最高可超過1 m, 新生的幼苗整株淹沒在水中長達1—2個月, 造成大量死亡, 無法形成大規(guī)模的新生種群建立。水淹脅迫極不利于多枝檉柳幼苗的存活和生長, 嚴重影響種群的更新過程。因此, 生態(tài)輸水過程中, 雖然大量的檉柳種子得以萌發(fā), 但幾乎無法平穩(wěn)度過幼苗期實現(xiàn)快速的形態(tài)建成而夭折。所以在野外調查中, 常出現(xiàn)檉柳幼苗種群地上形態(tài)學指標有所增大, 而種群密度卻呈明顯下降這種奇怪現(xiàn)象。從當年的3月到6月, 由于生態(tài)輸水給予了檉柳種子必要的萌發(fā)條件, 在漫溢帶有檉柳實生苗大量發(fā)生, 多枝檉柳幼苗的種群密度比輸水前顯著增加78.4%; 當年第二次輸水從8-11月, 漫溢帶處于水淹狀態(tài)長達2—3個月之久, 導致新生幼苗出現(xiàn)大量死亡, 僅有部分個體較大的幼苗存活下來, 結果是多枝檉柳的幼苗種群整體密度比第一次輸水下降78.7%, 并出現(xiàn)地上形態(tài)指標偏大的假相[21], 同時, 研究表明塔里木河下游檉柳種群老齡化嚴重, 幼苗幼樹的比例僅為0.69%, 小徑級的檉柳死亡率為59.9%, 相對較高, 整個種群呈現(xiàn)衰退趨勢[22-23]。

生態(tài)輸水雖然使塔里木河下游原有檉柳群落得到了恢復, 但其實生更新仍然十分困難, 關鍵在于多數(shù)幼苗無法順利度過生長的脆弱期。主要的原因是漫溢帶的水淹破壞和伴隨的鹽分脅迫, 加之幼苗不能實現(xiàn)根系隨水分下滲而快速深扎, 無論從幼苗存活數(shù)量還是后期幼苗生存質量來看, 都無法保證新生檉柳種群的順利建立。因此, 一次大規(guī)模的輸水后給實生幼苗一個2—3個月的“喘息期”, 避免整個幼苗植株完全水淹是必要的。

3 生態(tài)輸水下生境變化對檉柳幼苗生理生態(tài)適應和更新生長的影響

20年來, 在塔里木河連續(xù)生態(tài)輸水背景下, 下游土壤中的水鹽和營養(yǎng)元素含量均發(fā)生變化, 檉柳幼苗的生長發(fā)育受土壤水分、鹽分和氮素三個因子的制約明顯, 這對檉柳種群實生更新規(guī)?；斐涩F(xiàn)實影響。生態(tài)輸水決定了土壤水分的時空分布, 是檉柳種群實生更新的首要條件, 也對制約幼苗發(fā)生及快速形態(tài)建成的鹽分和氮素因子產(chǎn)生深刻影響。因此, 輸水的強度或方式導致的水分、鹽分和養(yǎng)分三者復雜的關系, 對檉柳種群的更新產(chǎn)生了不可低估的作用

3.1 干旱脅迫對檉柳幼苗生理生態(tài)適應和更新生長的影響

生態(tài)輸水使塔里木河下游植被生長所需的水分條件相對改善, 但是由于地處極端干旱區(qū), 地表蒸發(fā)強烈, 水資源缺乏仍然是限制檉柳種群更新生長最重要因素[24]。根系是植物吸收營養(yǎng)和水分的重要器官, 同時也是植物立地的支撐。在干旱區(qū), 地表蒸發(fā)強烈, 土壤表層水分匱乏, 植物幼苗要定居, 其根系必須要在干旱威脅到其生命之前深入土壤深層, 到達毛管水邊緣[25]。水分滲透的深度對幼苗根系的下扎有積極的誘導作用, 水分條件較好時作用更加明顯。在塔里木河下游河水漫溢條件下, 多枝檉柳幼苗根系同樣具有強烈的向水性。隨著水分在土壤中下滲, 幼苗根系逐漸向下深扎, 以獲取土壤的水分和養(yǎng)分。下游地處極端干旱區(qū), 檉柳幼苗生長面臨的最大難題是如何在輸水期過后高效地利用有限的水資源。因此, 下游多枝檉柳種群幼苗的更新存活, 關鍵還是要在第一次輸水期后及早的扎深根系、快速生長, 從而有效面對后期的干旱脅迫, 順利度過脆弱的幼苗期。研究表明干旱條件下多枝檉柳幼苗把大量的生物量分配給地下根系, 從而擴大根系獲得營養(yǎng)的空間, 并以增加其根冠比進而來適應干旱環(huán)境[26]。土壤含水量為20%時, 多枝檉柳幼苗的根系主要分布在0—10 cm的土壤表層, 粗根長也是最小的, 僅為3.342 cm, 使整體根系分布淺層化, 且細根比例高達98%; 而土壤含水量為5%時, 多枝檉柳根系深扎至20—60 cm的土壤層, 50天的時間, 分布在20—60 cm土壤層的根系可達總根系的66.3%, 這對于極度干旱區(qū)植物的初期定植具有重要的意義[27]。

因此, 幼苗發(fā)生后逐漸減少水分供給有利于檉柳幼苗在生長初期向下深扎根系, 從而盡快適應干旱條件, 而長時間較高的水分條件反而會使多枝檉柳的幼苗根系淺層化, 這對多枝檉柳幼苗的更新生長是不利的?？梢? 如何把握輸水工程中輸水—漫溢—落水的各個階段, 利用不同的水分條件, 既保證檉柳種子的大量萌發(fā), 又使得土壤水分的時空分布和幼苗根系的快速生長相契合, 顯得十分關鍵。

3.2 鹽分脅迫對檉柳幼苗生理生態(tài)適應和更新生長的影響

塔里木河下游生態(tài)輸水給下游生態(tài)環(huán)境帶來水分補給的同時, 也將中上游的大量鹽分攜帶至下游。塔里木河中上游農(nóng)田排水, 每年帶入鹽量高達476.4×104噸[28], 輸水期后, 隨著強烈的蒸發(fā)作用, 大量鹽分聚集在下游土壤表層, 致使塔里木河下游0—20 cm的土層鹽分持續(xù)上升[29]。多枝檉柳雖然是泌鹽植物, 具有很強的耐鹽能力, 但其幼苗生長初期對鹽分的耐受程度卻很低。以多枝檉柳為代表的檉柳群落, 其成年植物體具有很強的耐鹽能力, 體現(xiàn)了作為泌鹽植物的特性, 但植株在幼苗期, 其耐鹽能力相對較弱, 還不足以面對下游連續(xù)輸水導致鹽分積累所帶來的高鹽脅迫。據(jù)研究, 檉柳種子發(fā)芽要求土壤含鹽量不高于0.15%[30], 而塔里木河下游枯水期全鹽含量約0.41%—6.28%[31], 基本不適合檉柳的正常萌發(fā)生長。同時, 檉柳幼苗對鹽分也很敏感, 多枝檉柳幼苗在土壤鹽分為1.5%時, 3周內開始逐漸死亡, 至5周全部死亡; 然而在土壤含鹽量不超過0.8%時, 多枝檉柳幼苗可以通過增加根冠比以及根組織表皮厚度來阻擋鹽離子的進入, 從而實現(xiàn)幼苗期植株對鹽脅迫的相對適應[32]。同時, 研究顯示, 下游輸水引起的河水漫溢可以使漫溢帶內的鹽分含量降低27.5%, 達到壓鹽效果, 輸水過后漫溢帶內的鹽分含量為0.07%[34-35]。因此, 對于多枝檉柳種群實生更新來說, 鹽脅迫在檉柳幼苗發(fā)生和生長脆弱期不可忽視。

隨著生態(tài)輸水工程的進行, 下游土壤表層產(chǎn)生鹽分堆積是不可避免的, 但是河水漫溢具有短暫的壓鹽效應, 為多枝檉柳幼苗快速形態(tài)建成提供了一個“窗口期”。因此, 如果在一次較強輸水漫溢促進種群幼苗大發(fā)生的基礎上, 之后進行一次較弱的輸水漫溢, 既能保證植物生長對水分的基本需求, 又保證了輸水漫溢帶來的壓鹽效果被充分利用, 同時還能讓幼苗根系持續(xù)向下生長, 使大量多枝檉柳的實生苗快速度過生命的脆弱期。

3.3 氮素對檉柳幼苗生理生態(tài)適應和更新生長的影響

塔里木河下游養(yǎng)分實測顯示, 全氮含量0.27 g·kg–1、全磷含量0.53 g·kg–1、全鉀含量12.25 g·kg–1[36],典型的“缺氮少磷富鉀”。隨著生態(tài)輸水過程, 中上游的氮素等營養(yǎng)元素自然而然地被帶至下游地區(qū), 并在此積累, 使下游貧瘠的土壤得以改善[37]。多枝檉柳幼苗的發(fā)生、存活和根系生長, 除了受制于土壤水分和鹽分外, 其早期發(fā)育和生存對氮素也有十分積極的響應, 并且水氮耦合關系對幼苗的具有顯著影響。據(jù)分析, 生態(tài)輸水工程給下游所帶來的氮素補給, 使得下游土壤全氮含量增長至0.49 g·kg–1, 增幅達到84%[38]。雖然下游地區(qū)仍為缺氮狀態(tài), 但生態(tài)輸水所帶來的的氮素增加對檉柳幼苗的生長更新起到了良好的促進作用。有實驗表明, 在干旱脅迫下施加氮素可以顯著增加多枝檉柳的株高、粗根的總根長及細根表面積, 這對于下游荒漠區(qū)檉柳幼苗的生長具有積極的意義。同時, 干旱脅迫下添加氮素, 不僅增加檉柳幼苗的株高、冠幅和總生物量, 還能將更多的葉綠素積累到葉片中, 對幼苗的光合生長具有促進作用[39]。由此可見, 在檉柳幼苗生長發(fā)育初期, 水分和氮素是不可分割的兩個重要因子, 在多枝檉柳幼苗形態(tài)建成的關鍵期具有互補效應, 水和氮素二者的耦合作用可以有效的幫助幼苗渡過不良時期。

生態(tài)輸水工程的實施, 極大地改善了塔里木河下游地區(qū)水分條件, 也為該區(qū)域帶來了一定量的、植物生長必需的氮素。多枝檉柳幼苗可以利用這些氮素在生長初期進行快速的根系深扎和莖葉生長, 從而盡快完成幼苗的形態(tài)建成, 建立起耐鹽耐旱的生理生態(tài)機制。這有助于提高較弱輸水期內幼苗的耐旱性, 增加檉柳幼苗的成活率, 實現(xiàn)種群更新的規(guī)模效應。

4 結論與展望

通過20年持續(xù)的生態(tài)輸水, 塔里木河下游荒漠河岸植被得到極大的恢復, 但因地處極端干旱區(qū), 下游區(qū)域仍然面臨著嚴重的生態(tài)環(huán)境問題。多枝檉柳作為下游植物群落的建群種之一, 其實生更新對維系該種群乃至荒漠河岸林群落的穩(wěn)定具有十分重要的作用。生態(tài)輸水為塔里木河下游檉柳等諸多荒漠河岸植物的種子萌發(fā)及幼苗生長提供了必要的水分條件。但是, 連續(xù)較強的輸水模式, 使得第一年萌發(fā)后幼苗還未得到充分的生長, 便處于階段性的水淹狀態(tài), 從而導致大量幼苗缺氧死亡, 這成為該地區(qū)檉柳種群未形成規(guī)?；碌闹匾蛑?。其次, 輸水使下游土壤鹽分不斷積累, 幼苗時常面臨較嚴重的鹽脅迫, 導致幼苗更新更加困難。因此, 基于檉柳幼苗期的生長特點, 科學合理地改變輸水模式對塔里木河下游檉柳種群實生更新具有重要的意義。建議: 將連續(xù)的生態(tài)輸水改成“強弱交替”的輸水模式, 即前一年生態(tài)輸水量為正常水平, 次年則為一次水量較低的輸水過程, 二者交替進行; 同時, 科學地利用人工生態(tài)閘口, 在長期生態(tài)水文監(jiān)測的基礎上通過生態(tài)閘口對漫溢帶進行調節(jié)和管理, 更加合理地利用漫溢帶實現(xiàn)規(guī)模化的種群實生更新,使荒漠河岸林避免退化的風險。

塔里木河下游每年人工輸水量總體上是可控的,“強弱交替”的生態(tài)輸水模式現(xiàn)實可行, 并具有明顯的優(yōu)點:

(1) 通過控制人工生態(tài)閘口能更加科學合理的利用好人工漫溢帶。首先, 輸水漫溢為檉柳的“漂種”更新提供了充足的水分, 有效促進檉柳幼苗大面積發(fā)生。其次, 逐年有序地調節(jié)和開啟生態(tài)閘口, “強弱交替”輸水, 既保證水頭可到達臺特瑪湖, 又可根據(jù)下游植被恢復的實際情況, 科學調整人工漫溢帶內水分條件, 避免大量幼苗長期水淹, 幼苗得以喘息, 存活率大大提高, 從而促進檉柳種群的規(guī)?；隆?/p>

(2)快速建立深根系是荒漠河岸植物幼苗實現(xiàn)“水分自維持”的重要途徑?！皬娙踅惶妗钡妮斔缒Ｊ较? 第一年“強”輸水漫溢使檉柳幼苗得以大量發(fā)生, 第二年的“弱”輸水過程給予檉柳幼苗一個適當?shù)母珊得{迫, 并在土壤中由輸水而積累的氮素補償效應下, 促使幼苗根系不斷向土壤深層生長, 快速到達地下水位的作用范圍, 最終實現(xiàn)幼苗從依賴地表水存活向依賴地下水生存的快速轉變。

(3)通過“強弱交替”的輸水模式, 可以緩解因連續(xù)較強的生態(tài)輸水而導致的下游漫溢帶鹽分積累問題。利用輸水漫溢后壓鹽的“窗口期”, 檉柳種子可以大量萌發(fā), 檉柳幼苗迅速生長, 結合“弱”輸水期必要的水分補給, 以及水淹狀況的改變, 大量幼苗可以有效度過“脆弱期”, 進而實現(xiàn)檉柳種群更新的規(guī)?；ｋm然河水漫溢沖刷并不能從總體上減少土壤鹽分含量, 但幼苗要存活就必需利用“窗口期”快速生長, 完善自身泌鹽結構和機制, 如此才能實現(xiàn)在高鹽環(huán)境中的生存和持續(xù)生長。

在新疆“一帶一路”核心區(qū)建設的大背景下, 持續(xù)20年的塔里木河下游生態(tài)輸水工程已取得巨大的生態(tài)和經(jīng)濟效益, 斷流多年的下游生態(tài)環(huán)境得到明顯的改善, 地下水位不斷抬升, 沙地面積大幅度減少, 植被蓋度和物種豐富度顯著增加。然而, 塔里木河下游地處極度干旱區(qū), 生態(tài)問題仍將長期存在。針對生態(tài)輸水過程, 依據(jù)下游生態(tài)環(huán)境的改善和荒漠河岸植被恢復與更新的實際情況, 科學地調整輸水策略, 努力將水資源利用率最大化, 不斷推動塔河流域管理保護水平提升, 將使生態(tài)輸水工程在該流域可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)文明建設中發(fā)揮更大作用。因此, “強弱交替”的生態(tài)輸水模式的提出, 有望為塔里木河下游的生態(tài)恢復與保育提供重要的科學支撐。

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The effect of ecological water delivery on the adaptability and regeneration ofpopulations in the lower reaches of Tarim River

GAO Wenli1, 2, 3,4, CHEN Xiaonan1, 2, 3, Yilinuer·Aili1, 2, 3, MA Xiaodong1, 2, 3, *

1. College of Life Science, Xinjiang Normal University,Urumqi 830054, China 2.Key Laboratory of Plant Stress Biology in Arid Areas, Urumqi 830054, China 3.Xinjiang Key Laboratory of Special Species Conservation and Regulatory Biology, Urumqi 830054, China 4. Pingyuan County Comprehensive Administrative Law Enforcement Bureau, Dezhou, Shandong Province 253100, China

The Tarim River is the largest inland river in our country. Its basin has formed a diverse natural ecosystem with water as the link from the upper reaches to the lower reaches. However, due to its location in an arid region, the ecological fragility within the basin has been a concern. With the increase in population and water consumption in the middle and upper reaches, the downstream ecological water use of the Tarim River was greatly squeezed, leading to year-round flow cessation, degradation of the ecological environment, and severe land desertification. Since 2000, our country has vigorously implemented ecological water diversion projects, providing artificial intermittent water supply to the downstream of the Tarim River for 20 consecutive years. This has significantly raised the groundwater level in the downstream area, greatly improving the vegetation and species diversity along the desert riverbanks, and making a huge contribution to the restoration and sustainability of the ecosystem in the downstream of the Tarim River. The article summarizes a large number of studies on the adaptive renewal and physiological responses of thepopulation in the lower reaches of the Tarim River since the implementation of the ecological water conveyance project. It focuses on the characteristics ofseedling growth adaptation and the reality of water and salt stress in the downstream area. It explores the relationship between the occurrence ofseedlings and ecological water overflow in the lower reaches of the Tarim River. It analyzes the reasons for the difficulty of natural renewal ofpopulations downstream. Based on this, it proposes a "strong-weak alternation" water conveyance model, aiming to more effectively utilize water overflow to achieve large-scale natural renewal of thepopulation in the lower reaches of the Tarim River, reduce the risk of population decline from the perspective of reproductive ecology, and enhance the stability of the desert riparian ecosystem.

the Tarim River; ecological water delivery;population; adaptability and regeneration

10.14108/j.cnki.1008-8873.2024.01.027

Q948.12

A

1008-8873(2024)01-229-07

2021-07-23;

2021-10-13

國家自然科學基金(42067067); 新疆自然科學基金(2020D01A74)

高文禮(1994—), 男, 山東冠縣人，在讀碩士, 研究方向為植物生理生態(tài), E-mail: 371265555@qq.com

通信作者:馬曉東, 男, 博士, 教授, 主要從事植物生理生態(tài)的研究, E-mail: mxd1107@126.com

高文禮, 陳曉楠, 伊力努爾·艾力, 等. 塔里木河下游生態(tài)輸水對檉柳種群適應更新影響的研究進展[J]. 生態(tài)科學, 2024, 43(1): 229–235.

GAO Wenli, CHEN Xiaonan, Yilinuer·Aili, et al. The effect of ecological water delivery on the adaptability and regeneration ofpopulations in the lower reaches of Tarim River[J]. Ecological Science, 2024, 43(1): 229–235.