CN115953082A - 高寒沙地的植物适生性评价筛选方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了高寒沙地的植物适生性评价筛选方法，属于植物种植筛选的技术领域。其包括以下步骤：设置环境限制因子，根据环境限制因子设置对应的植物适应因子，为植物的植物适应因子进行权重赋值，计算植物适生性排序值T。根据植物的适生性排序值，可对比判断植物材料在该目标区域的适生能力，准确、高效地筛选出适合目标区域的适生性植物。

Description

高寒沙地的植物适生性评价筛选方法

技术领域

本发明涉及高寒沙地的植物适生性评价筛选方法，属于植物种植筛选的技术领域。

背景技术

高寒地区的沙化问题已经极为严峻，对高寒沙化地治理与植被恢复成为迫切需要。为推进对高寒沙化地自然生境的沙化治理，要筛选出在该区域适生性好的植物进行栽植。目前，对于高寒沙化地适生植被筛选的方法，主要有实验室模拟筛选、文献调查筛选和实地种植筛选。

文献调查筛选主要是通过收集文献和区域材料资源，利用植物生理特征和环境要素作为筛选条件，进行人工筛检，找出符合环境特征的植物材料，用于高寒沙地种植。该方法主要借鉴经验模型，需要对地区植物资源、环境特征、生态要素具有深厚的积累和理解，然而，基于经验模型容易形成判定偏差，并且不利于小生境和小气候环境下的材料筛选与种植，更加不利于区域推广。

实验室模拟筛选主要是通过实验室设置干旱、贫瘠、低温、冻融等条件，对收集的植物材料的萌发、个体活力、种植成活率、繁育、低温耐受等进行筛选，综合寻找优秀的植物材料，以适应高寒沙化生境。该方法需要具备植物收集能力和实验室模拟能力，能够较为准确地判断收集的植物材料对高寒沙化生境的适应能力。但由于实验室筛选和模拟周期长短不一，实验设置方法不能完全拟合自然生境，复杂因子下植物的萌发、生长、繁殖、寒-旱耐受都不能契合自然生境，筛选的植物材料在自然生境中表现不突出，通过实验室模拟筛选出的部分植物材料缺少人工管理或者缺少人工添加辅助材料则将不适应自然生境。

实地种植筛选方法是目前最契合植物材料筛选的方法，主要通过人工收集和繁育适生植物材料，将材料种植到应用地区，监测植物材料对自然生境的适应能力，评价生长、繁育、迹地改造能力，最终筛选出适生植物材料。但该方法的耗时长，需要经历数年多个生长周期才能判断植物的适应能力和迹地改造能力。同时，该方法从收集材料到实地筛选需要耗费大量的人力物力进行材料收集、种植、实验，且受限于人力、物力、财力、周期等因素，不能大量丰富的进行广泛筛选实验，可用于筛选的实验材料相对单一，导致样品库单一。

基于此，在针对高寒沙地这类区域的适生植物筛选过程中，有待寻求一种快速、准确、省时省力的筛选方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高寒沙地的植物适生性评价筛选方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：高寒沙地的植物适生性评价筛选方法，包括以下步骤：设置环境限制因子，根据环境限制因子设置对应的植物适应因子，为植物的植物适应因子进行权重赋值，计算植物适生性排序值T；所述适生性排序值T按照下式计算：

式中，nI为第I个环境限制因子的权重，mI为第I个植物适应因子的权重，I为环境限制因子和植物适应因子的个数；所述环境限制因子包括辐射、温度、水分、养分、生物量和沙化程度。

本发明通过从目标区域，即高寒沙化生境的环境限制因子出发，为环境限制因子的权重赋值，然后调查植物在相似或相近生境的表现，为植物资源对不同环境限制因子的适应能力，即植物适应因子进行权重赋值，根据两方面的赋值综合计算该植物在目标区域的适生性排序值，以排序结果作为植物筛选的评价依据。

进一步的，所述环境限制因子还包括其他因素，其他因素主要指除上述环境限制因子外，目标区域还存在的其他限制和影响植物生长的因素，如天敌、虫害等。

进一步的，所述环境限制因子中辐射的权重值为2.5～10，所述温度的权重值为3～18，所述水分的权重值为2～20，所述养分的权重值为3～18，所述生物量的权重值为3～10，所述沙化程度的权重值为3～20，所述其他因素的权重值为0～4。

进一步的，每个所述环境限制因子还包括具体限制指标，所述环境限制因子的权重为对应的具体限制指标的权重之和；所述辐射的具体限制指标包括年日照时长、日照强度和紫外线强度，所述温度的具体限制指标包括气温变化、昼夜温差和冻土天数，所述水分的具体限制指标包括土壤含水量和年降雨量，所述养分的具体限制指标包括有机质含量、氮含量和磷与微量元素，所述生物量的具体限制指标包括土壤动物、土壤微生物和结皮率，所述沙化程度的具体限制指标包括地表植被盖度、地下根系占比和沙化类别。

进一步的，所述年日照时长的权重值为1～4，所述日照强度的权重值为1～4，所述紫外线强度的权重值为0.5～2；所述气温变化的权重值为1～7，所述昼夜温差的权重值为1～7，所述冻土天数的权重值为1～4；所述土壤含水量的权重值为1～12，所述年降雨量的权重值为1～8；所述有机质含量的权重值为1～3，所述氮含量的权重值为1～10，所述磷与微量元素的权重值为1～5；所述土壤动物的权重值为1～2，所述土壤微生物的权重值为1～6，所述结皮率的权重值为1～2；所述地表植被盖度的权重值为1～6，所述地下根系占比的权重值为1～6，所述沙化类别的权重值为1～8。

进一步的，所述植物适应因子包括辐射适应、耐低温、耐干旱、耐贫瘠、群落适应和沙化治理。

进一步的，所述植物适应因子中辐射适应的权重值为2～5，所述耐低温的权重值为3～17，所述耐干旱的权重值为2～22，所述耐贫瘠的权重值为2～20，所述群落适应的权重值为2～10，所述沙化治理的权重值为4～26。

进一步的，每个所述植物适应因子还包括具体适应指标，所述植物适应因子的权重为对应的具体适应指标的权重之和。

进一步的，所述辐射适应的具体适应指标包括日照时长、日照强度和紫外线，所述耐低温的具体适应指标包括高寒气候、昼夜温差和冻土时长，所述耐干旱的具体适应指标包括土壤含水量和降雨量，所述耐贫瘠的具体适应指标包括自养固氮和生理耐受，所述群落适应的具体适应指标包括种子传播、生物共生和结皮耐受，所述沙化治理的具体适应指标包括地表盖度、水分调节、地下根系和改良土壤。

进一步的，所述日照时长的权重值为1～2，所述日照强度的权重值为1～2，所述紫外线的权重值为0～1；所述高寒气候的权重值为1～7，所述昼夜温差的权重值为1～5，所述冻土时长的权重值为1～5；所述土壤含水量的权重值为1～12，所述降雨量的权重值为1～10；所述自养固氮的权重值为1～10，所述生理耐受的权重值为1～10；所述种子传播的权重值为1～5，所述生物共生的权重值为1～4，所述结皮耐受的权重值为0～1；所述地表盖度的权重值为1～8，所述水分调节的权重值为1～6，所述地下根系的权重值为1～8，所述改良土壤的权重值为1～4。

本发明的有益效果是：

1）通过对环境限制因子和植物适应因子赋值的方式，计算对某植物在目标区域的适生性排序值，综合了室内模拟筛选实验和实地种植实验的优势，并克服了两种方法耗时长、花费高、人力投入大、筛选植物单一、综合限制因素考虑不到位的问题，从而准确评估该植物在目标区域的适生性，为植物的评价筛选提供可靠依据。本发明的评价筛选方法从限制植物生长的环境限制因子入手，筛选契合的生境，方便对相关适生植物进行深入调查，对目标区域的限制因子、植物材料和植物材料适应能力进行综合评估，节约了筛选周期，简化了实验室筛选流程，也更契合自然条件下植物的生长和繁殖状况。利用本发明的评价筛选方法，可在短时间内综合大量的植物资源，在有效缩短筛选周期的同时，有助于从生态角度重新构建新型生态系统，用于沙化治理和生态修复。

2）通过本发明的方法能够高效大量筛选植物材料，赋值后进行排序和分类，根据不同植物的植物类型重新组合，构建不同的植物群落结构，形成不同植物组成的植物群落，能够针对不同的沙化类型和功能类型进行沙化治理，更高效和多样的适应高寒沙化生态的恢复。同时，本发明筛选出的大量植物，可根据乔木、灌木、藤本、草本以及其植物功能构建不同的复合系统，从而形成针对防风治沙、水土保持、增加养分、促进水分、冬季覆盖等不同的植物功能类群，为高寒沙化不同时期的需求提供了可能，更加符合小生境类型下植物的改造能力，为高寒沙化高效恢复提供保障，有利于增加了自然生态系统生物多样性和生物复杂程度，为高寒沙化生态恢复和水土保持提供良好的条件。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种高寒沙地的植物适生性评价筛选方法，包括以下步骤：设置环境限制因子，这里的环境限制因子主要是高寒沙地对植物生长会形成限制和影响的因素，在高寒沙地不同具体区域，其限制植物生长的因素也会有偏高或偏低的具体区别，因此，通过对具体目标区域的环境限制因子的赋值，有助于明确筛选目标，即筛选对哪些限制因子适应性更强的植物，同时能够通过赋值权重的计算准确筛选出在该目标区域适生性更好的植物。高寒沙地的环境限制因子包括辐射、温度、水分、养分、生物量和沙化程度。

根据环境限制因子设置对应的植物适应因子，通过对相似或相近的自然生境和邻近地理区域进行植被普查，收集不同植物材料信息，建立植物适应参数。这里的植物适应因子即为表征植物对环境限制因子的耐受程度的因素，因此，这里的植物适应因子对应设置为辐射适应、耐低温、耐干旱、耐贫瘠、群落适应和沙化治理。高寒沙地的植物筛选要求植物材料：对高寒地区的生态环境具有一定的适应能力，能够正常完成生活史；能够抵抗高寒地区寒、旱沙漠生境，可以通过自身的生理功能或者对环境的有效利用，削减对水分的需求程度；具有对贫瘠土壤的耐受程度；具有较为良好的地下根茎分布和地表保持水土能力；能够应对漫长的冬季和较短的生长季节；自身的繁殖途径能够多方式且有效。

为植物的植物适应因子进行权重赋值，并结合目标区域的环境限制因子的权重，计算植物适生性排序值T。适生性排序值T按照下式计算：

式中，nI为第I个环境限制因子的权重，mI为第I个植物适应因子的权重，I为环境限制因子和植物适应因子的个数。综合植物的特征和高寒生境的环境限制因子，根据适生性排序值计算结果，排列不同植物的高寒沙化地自然生境的适应权重值分布。对分布结果依据乔木、灌木、藤本、草本进行分类，参照高寒沙化地邻近原生的生态系统，构建“乔-灌-草”、“乔-灌-藤-草”、“灌-藤-草”、“灌-草”等不同的群落，以加强生态适应能力和沙化地改造功能。

在本发明的一种实施方式中，结合高寒沙地的环境特性，环境限制因子包括辐射、温度、水分、养分、生物量和沙化程度，在某些目标区域，环境限制因子还包括其他因素，即以上常规环境限制因子以外的其他因素，如天敌、虫害等，如目标区域存在相关的其他因素，可对该其他因素及对应植物适应因子也进行相应赋值。在不同具体目标区域的生境中，环境限制因子中辐射的权重值为2.5～10，温度的权重值为3～18，水分的权重值为2～20，养分的权重值为3～18，生物量的权重值为3～10，沙化程度的权重值为3～20，其他因素的权重值为0～4。

相应地，植物适应因子中辐射适应的权重值为2～5，耐低温的权重值为3～17，耐干旱的权重值为2～22，耐贫瘠的权重值为2～20，群落适应的权重值为2～10，沙化治理的权重值为4～26。对于植物材料的筛选评价，也相应主要从：植物是否为高寒生境的乡土物种；植物对寒冷生境和冬季低温、冻融适应能力；植物无性繁殖和有性繁殖策略，以及对高寒沙地生境繁殖适应能力；植物对干旱沙地低水分含量适应能力和改造能力；植物对贫瘠沙地土壤的适应能力和改造能力；植物防风固沙和水土保持能力等方面进行分析，从而完成分级和赋值。

在本发明的一种实施方式中，为通过权重赋值更准确表征目标区域的环境，每个环境限制因子还包括具体限制指标，环境限制因子的权重为对应的具体限制指标的权重之和。具体地，辐射的具体限制指标包括年日照时长、日照强度和紫外线强度，年日照时长的权重值为1～4，日照强度的权重值为1～4，紫外线强度的权重值为0.5～2。这里可根据高寒沙地的辐射情况建立具体限制指标的等级和赋值标准，如年日照时长在2701～2900h范围内的，权重赋值为4；在2501～2700h范围内的，权重赋值为3；年日照时长≤2500h、或≥2901h的，权重赋值为1。日照强度在1200～1500W/m²范围内的，权重赋值为4；日照强度≥1501 W/m²、或≤1199 W/m²的，权重赋值为1。紫外线指数为5～6时，权重赋值为2；在7～9范围内时，权重指数为1.5；紫外线指数≤4时，权重赋值为1；紫外线指数≥10时，权重赋值为0.5。

温度的具体限制指标包括气温变化、昼夜温差和冻土天数，其中，气温变化的权重值为1～7：当年最大温差小于40℃时，权重值为7；当年最大温差在41～60℃时，权重值为3；当年最大温差大于61℃时，权重值为1。昼夜温差的权重值为1～7：当地表最大昼夜温差小于20℃时，权重值为7；当地表最大昼夜温差在21～30℃范围内时，权重值为5；当地表最大昼夜温差在31～40℃范围内时，权重值为2；当地表最大昼夜温差≥41℃范围内时，权重值为1。冻土天数的权重值为1～4：当冻土天数＜30d时，权重值为4；当冻土天数在31～60d范围内时，权重值为3；当冻土天数＞61d时，权重值为1。

水分的具体限制指标包括土壤含水量和年降雨量，其中，土壤含水量的权重值为1～12：当土壤含水量＞20%时，权重值为12；当土壤含水量在15～19%范围内时，权重值为10；在10～14%范围内时，权重值为7；在5～9%范围内时，权重值为3；当土壤含水量＜4%时，权重值为1。年降雨量的权重值为1～8：当年降雨量≥800mm时，权重值为8；在400～799mm范围内时，权重值为6；在200～399mm范围内时，权重值为4；当年降雨量≤199mm时，权重值为1。

养分的具体限制指标包括有机质含量、氮含量和磷与微量元素，其中，有机质含量的权重值为1～3：当有机质含量＞30g/kg时，权重值为3；在10～29g/kg范围内时，权重值为2；当有机质含量＜9g/kg时，权重值为1。氮含量的权重值为1～10：当氮含量＞4g/kg时，权重值为10；在2～3.9g/kg范围内，权重值为8；在1～1.9g/kg范围内，权重值为6；在0.5～0.9g/kg范围内，权重值为4；在0.1～0.5g/kg范围内，权重值为2；当氮含量＜0.1g/kg时，权重值为1。磷与微量元素的权重值为1～5：与目标区域相邻的未沙化地的磷与微量元素含量相比，当磷与微量元素的含量＞相邻未沙化地的50%，权重值为5；含量在相邻未沙化地的29～49%，权重值为3；当磷与微量元素的含量＜相邻未沙化地的19%，权重值为1。

生物量的具体限制指标包括土壤动物、土壤微生物和结皮率，其中，土壤动物的权重值为1～2：与目标区域相邻的未沙化地的土壤动物数量相比，当目标区域的土壤动物数量＞相邻未沙化地的50%，权重值为2；当目标区域的土壤动物数量＜相邻未沙化地的49%，权重值为1。土壤微生物的权重值为1～6：这里的土壤微生物包括真菌和细菌，与目标区域相邻的未沙化地的中土壤微生物量相比，当土壤微生物量≥相邻未沙化地土壤微生物量的50%时，权重值为6；土壤微生物量在相邻未沙化地的20～49%时，权重值为4；土壤微生物量在相邻未沙化地的10～19%时，权重值为2；土壤微生物量≤相邻未沙化地的9%时，权重值为1。结皮率的权重值为1～2：这里的结皮包括生物结皮和物理结皮，当目标区域的结皮率＞目标区域沙化面积的40%时，权重值为2；当目标区域的结皮率＜目标区域沙化面积的40%时，权重值为1。

沙化程度的具体限制指标包括地表植被盖度、地下根系占比和沙化类别，其中，地表植被盖度的权重值为1～6：当地表植被盖度≥50%时，权重值为6；当地表植被盖度在20～49%范围内时，权重值为3；当地表植被盖度在10～19%范围内时，权重值为2；当地表植被盖度在≤9%时，权重值为1。地下根系占比的权重值为1～6：当地下根系占比≥20%时，权重值为6；当地下根系占比在10～19%范围内时，权重值为4；当地下根系占比为5～9%时，权重值为2；当地下根系占比≤4%时，权重值为1。这里的地下根系占比是指：地下0～30cm层土壤中根系生物量占土壤干重的比例。沙化类别的权重值为1～8：当目标区域的沙化地沙化类别为固定沙丘、无砾石时，权重值为8；当目标区域的沙化类别为半固定半移动沙丘，有砾石时，权重值为6；当目标区域的沙化类别为移动沙丘，且裸露地表未见明显风化岩石时，权重值为4；当目标区域的沙化类别为移动沙丘，且大量分布有砾石时，权重值为1。

相应地，每个植物适应因子还包括具体适应指标，植物适应因子的权重为对应的具体适应指标的权重之和。植物适应因子的具体适应指标为：辐射适应的具体适应指标包括日照时长、日照强度和紫外线，其中，日照时长的权重值为1～2：若被评估的植物的原生境日照时长与环境限制因子中的年日照时长相近（即被评估植物原生境的日照时长在目标区域年日照时长±200h的区间范围内），则权重值为2；若被评估植物原生境的日照时长大于或小于目标区域年日照时长±200h的区间范围，则权重值为1。日照强度的权重值为1～2：当被评估植物原生境的日照强度与环境限制因子中的日照强度相近（即被评估植物原生境的日照强度在目标区域日照强度±150 W/m²的区间范围内），则权重值为2；若被评估植物原生境的日照时长大于或小于目标区域日照强度±150 W/m²的区间范围，则权重值为1。紫外线的权重值为0～1：当被评估植物原生境的紫外线强度与目标区域环境限制因子中的紫外线强度相近（即被评估植物原生境的紫外线强度位于目标区域紫外线强度±2的区间范围内），则视为被评估植物对目标区域的紫外线强度耐受，权重值为1；当被评估植物原生境的紫外线耐受强度大于或小于目标区域紫外线强度±2的区间范围，则权重值为0。

耐低温的具体适应指标包括高寒气候、昼夜温差和冻土时长，其中，高寒气候的权重值为1～7：被评估植物的原生境为与目标区域相邻或相似生境（即被评估植物原生境的气温、海拔、降水、光照等大致相似的区域或与目标区域邻近的区域，以降低入侵和扩散风险，增加植物对改造或恢复生境的温和改造能力），如均为1500m以上的高海拔寒冷气候，即被评估植物能够适应高海拔寒冷气候，并完成生命史，权重值为7；被评估植物的原生境与目标区域不相近或不相邻，但被评估植物能够适应高海拔寒冷气候，并完成生命史，权重值为5；被评估植物的原生境与目标区域不相近或不相邻，但被评估植物对高海拔寒冷气候有一定适应性，权重值为3；被评估植物的原生境与目标区域不相近或不相邻，被评估植物有可能适应高海拔寒冷气候，权重值为1。昼夜温差的权重值为1～5：被评估植物的原生境与目标区域相邻或相似，且被评估植物原生境的昼夜温差落入目标区域的温差范围内，被评估植物耐受对应目标区域的昼夜温差，能够完成生命史，权重值为5；被评估植物原生境与目标区域不相近或不相邻，但被评估植物对目标区域的昼夜温差具有耐受性，权重值为3；被评估植物原生境与目标区域不相近或不相邻，但被评估植物有可能对目标区域的昼夜温差具有一定耐受性，权重值为1。冻土时长的权重值为1～5：被评估植物的原生境与目标区域相邻或相似，被评估植物耐受对应目标区域的冻土时长，能够完成生命史，权重值为5；被评估植物原生境与目标区域不相近或不相邻，但被评估植物对目标区域的冻土天数具有耐受性，权重值为3；被评估植物原生境与目标区域不相近或不相邻，但被评估植物有可能对目标区域的冻土天数具有一定耐受性，权重值为1。

耐干旱的具体适应指标包括土壤含水量和降雨量，其中，土壤含水量的权重值为1～12：被评估植物原生境为与目标区域相邻或相似生境，且被评估植物耐受9%以下的土壤含水量，能够完成生命史，权重值为12；被评估植物原生境为与目标区域相邻或相似生境，且被评估植物耐受10～14%的土壤含水量，能够完成生命史，权重值为10；被评估植物原生境为与目标区域相邻或相似生境，被评估植物耐受14%以下土壤含水量，能够完成生命史，权重值为8；被评估植物原生境与目标区域不相近或不相邻，被评估植物耐受14%以下土壤含水量，权重值为6；被评估植物原生境与目标区域不相近或不相邻，被评估植物耐受14～19%的土壤含水量，权重值为2；其他情形的被评估植物权重值为1。降雨量的权重值为1～10：被评估植物原生境为与目标区域相邻或相似生境，被评估植物适应区域降水，能够完成生命史，权重值为10；被评估植物原生境为与目标区域相邻或相似生境，被评估植物可以利用区域降水，权重值为8；被评估植物原生境与目标区域不相近或不相邻，但植物可利用区域降水，权重值为5；被评估植物原生境与目标区域不相近或不相邻，但植物为短命植物，权重值为1。

耐贫瘠的具体适应指标包括自养固氮和生理耐受，其中，自养固氮的权重值为1～10：被评估植物原生境为与目标区域相邻或相似生境，被评估植物可以自生或共生固氮，能够完成生命史，权重值为10；被评估植物原生境与目标区域不相近或不相邻，被评估植物可以自生或共生固氮，能够完成生命史，权重值为5；被评估植物无法自生或共生固氮，权重值为1。生理耐受的权重值为1～10：被评估植物原生境为与目标区域相邻或相似生境，被评估植物可以生理调节耐受贫瘠，能够完成生命史，权重值为10；被评估植物原生境与目标区域不相近或不相邻，被评估植物生理耐受贫瘠，权重值为5；被评估植物不能耐受贫瘠，权重值为1。

群落适应的具体适应指标包括种子传播、生物共生和结皮耐受，其中，种子传播的权重值为1～5：被评估植物原生境为与目标区域相邻或相似生境，被评估植物无需借助其他生物作用，能够完成生命史，权重值为5；被评估植物原生境为与目标区域相邻或相似生境，被评估植物需要借助少量生物作用，能够完成生命史，权重值为3；被评估植物原生境与目标区域不相近或不相邻，被评估植物无需借助其他生物作用，能够完成生命史，权重值为2；被评估植物原生境与目标区域不相近或不相邻，被评估植物需要借助少量生物作用，能够完成生命史，权重值为1。生物共生的权重值为1～4：被评估植物原生境为与目标区域相邻或相似生境，被评估植物无需生物共生，权重值为4；被评估植物原生境为与目标区域相邻或相似生境，被评估植物需要生物共生，权重值为2；被评估植物原生境与目标区域不相近或不相邻，被评估植物无需生物共生，权重值为1。结皮耐受的权重值为0～1：被评估植物耐受结皮环境，权重值为1；被评估植物不耐受结皮环境，权重值为0。

沙化治理的具体适应指标包括地表盖度、水分调节、地下根系和改良土壤，其中，地表盖度的权重值为1～8：被评估植物原生境为与目标区域相邻或相似生境，被评估植物正常生长，地表盖度达50%以上，冬季存在地表枯落残茬，权重值为8；被评估植物原生境为与目标区域相邻或相似生境，被评估植物正常生长，地表盖度达50%以上，利于其他植物定植，权重值为6；被评估植物原生境与目标区域不相近或不相邻，被评估植物正常生长，地表盖度达50%以上，冬季存在地表枯落残茬，权重值为4；被评估植物原生境与目标区域不相近或不相邻，被评估植物正常生长，地表盖度达50%以上，利于其他植物定植，权重值为2；被评估植物地表盖度达不到50%，权重值为1。水分调节的权重值为1～6：被评估植物原生境为与目标区域相邻或相似生境，被评估植物可收集地上降水，有茎流效应，权重值为6；被评估植物原生境为与目标区域相邻或相似生境，被评估植物可利用降水，减少土壤水分蒸发，无茎流效应，权重值为4；被评估植物原生境与目标区域不相近或不相邻，被评估植物可收集地上降水，减少土壤蒸发，无茎流效应，权重值为2；被评估植物无法有效利用降水，无茎流效应，权重值为1。地下根系的权重值为1～8：被评估植物原生境为与目标区域相邻或相似生境，被评估植物根系繁茂，地下根系占比＞10%（地下0～30cm层土壤中根系生物量占土壤干重的比例），权重值为8；被评估植物原生境与目标区域不相近或不相邻，被评估植物根系繁茂，地下根系占比＞10%，权重值为7；被评估植物原生境为与目标区域相邻或相似生境，被评估植物根系繁茂，地下根系占比在5～9%范围内，形成交织根系网络，权重值为6；被评估植物原生境与目标区域不相近或不相邻，被评估植物根系繁茂，形成交织根系网络，地下根系占比＜5%，权重值为3；被评估植物根系不繁茂，地下根系占比＜5%，权重值为1。改良土壤的权重值为1～4：被评估植物原生境为与目标区域相邻或相似生境，被评估植物可有效改善土壤结构，促进养分和理化性质改良，权重值为4；被评估植物原生境与目标区域不相近或不相邻，被评估植物可有效改善土壤结构，促进养分和理化性质改良，权重值为3；被评估植物原生境为与目标区域相邻或相似生境，被评估植物利于水土保持，权重值为2；被评估植物无明显改良土壤效应，权重值为1。

实施例一

本实施例以青藏高原东南缘半湿润沙地作为目标区域，为该目标区域筛选适生性植物。筛选方法包括以下步骤：设置环境限制因子，根据青藏高原东南缘半湿润沙地的限制条件，对环境限制因子及其具体限制指标明确赋值，赋值情况如表1所示。

表1 青藏高原东南缘半湿润沙地的环境限制因子的权重赋值

根据上述环境限定因子，设置对应的植物适应因子，并对植物适应因子及其具体适应指标进行权重赋值，以中国沙棘为例，对其赋值情况如表2所示。

表2 中国沙棘的植物适应因子权重赋值

计算中国沙棘在该区域的适生性排序值T：

=n1*m1+n2*m2+……+n7*m7=3*5+8*17+15*18+10*20+4*6+10*21=855

中国沙棘在青藏高原东南缘半湿润沙地的适生性排序值为855。继续对其他植物西藏沙棘、披碱草、中华羊茅、沙蒿、奇花柳、米口袋和甘肃棘豆的适生性进行评价筛选，即为其他植物的植物适应因子进行权重赋值，并计算植物的适生性排序值，本实施例中评价筛选的各植物的适生性排序值计算结果如表3所示。

表3 各植物在青藏高原东南缘半湿润沙地的适生性排序值

根据各植物的排序值计算结果，从计算结果中选择数值高的植物作为适应治沙物种，然后根据生态系统结构特征和未来功能，进行植物组合和搭配，从而形成沙化治理植物结构模型，如以所评价筛选的植物中国沙棘和披碱草、奇花柳和披碱草组合为灌草复合模式，利用该灌草复合模式对沙化草地进行恢复，经过三年时间，种植区域的土壤水分和酸碱环境得到显著改善，为土壤生物环境和养分循环提供了更好的条件。土壤有机碳含量和土壤氮含量增加，改善土壤碳环境，为土壤中氮的增加提供了优良环境。可见，该复合模式对高寒沙地土壤呈促进恢复作用，为土壤中养分和生物环境的恢复提供了条件。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.高寒沙地的植物适生性评价筛选方法，其特征在于：包括以下步骤：设置环境限制因子，根据环境限制因子设置对应的植物适应因子，为植物的植物适应因子进行权重赋值，计算植物适生性排序值T；所述适生性排序值T按照下式计算：

T=

式中，nI为第I个环境限制因子的权重，mI为第I个植物适应因子的权重，I为环境限制因子和植物适应因子的个数；所述环境限制因子包括辐射、温度、水分、养分、生物量和沙化程度。

2.根据权利要求1所述的高寒沙地的植物适生性评价筛选方法，其特征在于：所述环境限制因子还包括其他因素。

3.根据权利要求2所述的高寒沙地的植物适生性评价筛选方法，其特征在于：所述环境限制因子中辐射的权重值为2.5～10，所述温度的权重值为3～18，所述水分的权重值为2～20，所述养分的权重值为3～18，所述生物量的权重值为3～10，所述沙化程度的权重值为3～20，所述其他因素的权重值为0～4。

4.根据权利要求1、2或3所述的高寒沙地的植物适生性评价筛选方法，其特征在于：每个所述环境限制因子还包括具体限制指标，所述环境限制因子的权重为对应的具体限制指标的权重之和；所述辐射的具体限制指标包括年日照时长、日照强度和紫外线强度，所述温度的具体限制指标包括气温变化、昼夜温差和冻土天数，所述水分的具体限制指标包括土壤含水量和年降雨量，所述养分的具体限制指标包括有机质含量、氮含量和磷与微量元素，所述生物量的具体限制指标包括土壤动物、土壤微生物和结皮率，所述沙化程度的具体限制指标包括地表植被盖度、地下根系占比和沙化类别。

5.根据权利要求4所述的高寒沙地的植物适生性评价筛选方法，其特征在于：所述年日照时长的权重值为1～4，所述日照强度的权重值为1～4，所述紫外线强度的权重值为0.5～2；所述气温变化的权重值为1～7，所述昼夜温差的权重值为1～7，所述冻土天数的权重值为1～4；所述土壤含水量的权重值为1～12，所述年降雨量的权重值为1～8；所述有机质含量的权重值为1～3，所述氮含量的权重值为1～10，所述磷与微量元素的权重值为1～5；所述土壤动物的权重值为1～2，所述土壤微生物的权重值为1～6，所述结皮率的权重值为1～2；所述地表植被盖度的权重值为1～6，所述地下根系占比的权重值为1～6，所述沙化类别的权重值为1～8。

6.根据权利要求4所述的高寒沙地的植物适生性评价筛选方法，其特征在于：所述植物适应因子包括辐射适应、耐低温、耐干旱、耐贫瘠、群落适应和沙化治理。

7.根据权利要求6所述的高寒沙地的植物适生性评价筛选方法，其特征在于：所述植物适应因子中辐射适应的权重值为2～5，所述耐低温的权重值为3～17，所述耐干旱的权重值为2～22，所述耐贫瘠的权重值为2～20，所述群落适应的权重值为2～10，所述沙化治理的权重值为4～26。

8.根据权利要求6所述的高寒沙地的植物适生性评价筛选方法，其特征在于：每个所述植物适应因子还包括具体适应指标，所述植物适应因子的权重为对应的具体适应指标的权重之和。

9.根据权利要求8所述的高寒沙地的植物适生性评价筛选方法，其特征在于：所述辐射适应的具体适应指标包括日照时长、日照强度和紫外线，所述耐低温的具体适应指标包括高寒气候、昼夜温差和冻土时长，所述耐干旱的具体适应指标包括土壤含水量和降雨量，所述耐贫瘠的具体适应指标包括自养固氮和生理耐受，所述群落适应的具体适应指标包括种子传播、生物共生和结皮耐受，所述沙化治理的具体适应指标包括地表盖度、水分调节、地下根系和改良土壤。

10.根据权利要求9所述的高寒沙地的植物适生性评价筛选方法，其特征在于：所述日照时长的权重值为1～2，所述日照强度的权重值为1～2，所述紫外线的权重值为0～1；所述高寒气候的权重值为1～7，所述昼夜温差的权重值为1～5，所述冻土时长的权重值为1～5；所述土壤含水量的权重值为1～12，所述降雨量的权重值为1～10；所述自养固氮的权重值为1～10，所述生理耐受的权重值为1～10；所述种子传播的权重值为1～5，所述生物共生的权重值为1～4，所述结皮耐受的权重值为0～1；所述地表盖度的权重值为1～8，所述水分调节的权重值为1～6，所述地下根系的权重值为1～8，所述改良土壤的权重值为1～4。