利用混合生物结皮与植物恢复岛来恢复干旱地区的生态系统结构与功能

《Plant and Soil》：Using mixed biocrust and plant restoration islands to recover ecosystem structure and functioning in Drylands

　　

摘要

研究目的

干旱地区生态学认为，生物结皮与维管植物的相互作用对维持生态系统功能至关重要。然而，大多数恢复措施都集中在恢复这两种主要地表覆盖物中的一种。我们研究了将它们共同重新引入以恢复干旱地区生态系统的结构与功能完整性。

研究方法

我们在温室中同时培育生物结皮和维管植物，随后在野外将其作为恢复区域进行重新引入，并在22个月内监测它们的组成、存活情况以及功能恢复状况。我们测量了与初级生产力、繁殖体数量、防侵蚀能力、养分肥力以及土壤保水能力相关的功能指标。

研究结果

在温室的半自然条件下，生物结皮群落能够形成连续的覆盖层（7个月内生长了三倍半），且与天然接种的群落相比，其群落结构变化极小。自发殖民率极低（覆盖率为0.3%±0.0%），这表明繁殖体数量存在限制。生物结皮在移植到野外后仍能保持稳定的物种组成，处于生理活跃状态，并维持其结构完整性。与单独培育相比，与维管植物一起培育的生物结皮中绿色组织所占比例明显更高，这表明尽管没有植物存活到实验结束，但植物可能对生物结皮有积极影响。在野外，经过培育的生物结皮区域显著提升了土壤生产力、表面稳定性以及繁殖体数量。

结论

我们认为，在半自然条件下培育的生物结皮能够在野外存活并扎根，从而快速发挥关键的生态系统功能。恢复生物结皮岛屿是一种有望改善土壤覆盖度及功能的有效策略。