近百年来，受气候变化和人为活动的影响，荒漠化不仅是一个重要的生态问题，也是人类所面临的一个非常严峻的经济和社会持续发展问题。植被建设是荒漠化治理的主要方法和手段，人工治沙对沙漠化过程的自我逆转、沙漠地区生态平衡和沙漠化土地整体逆转具有重要的作用，而植物的生存和繁衍离不开土壤种子库的作用[1]。土壤种子库是退化生态系统植被恢复重建的重要基础，研究土壤种子库特征对于阐明退化生态系统受损与恢复机理具有重要的科学意义[2]。土壤种子库作为植被潜在更新能力的重要组成部分，在植被恢复和种的延续过程中起着重要的作用[3]，尤其在环境恶劣的荒漠地区，这种潜在恢复力作用更加突出。
国内外学者在不同区域对不同植被类型土壤种子库的大小与组成、放牧对种子库的影响以及土壤种子库在植被恢复中的作用等内容进行了大量深入的研究[4]。对干旱荒漠区土壤种子库特征研究很少，尤其是对人工沙漠土壤种子库的物种组成、演替规律以及影响因素等尚未见报道。因此，采用野外定点取样、土样采集与种子萌发实验相结合的方法，选择河西走廊中部临泽治沙林场人工植被，开展土壤种子库特征研究，结合地上植被研究土壤种子库的组成、分布和密度特征以及数量特征及其与地上植被的关系，探讨人工治沙对于土壤种子库植被的贡献问题，旨在为实现干旱荒漠区生态恢复和重建具有重要的理论依据。本文以建成30年的临泽治沙站人工固沙植被作为研究对象，以林场外围自然沙区样地为对照，运用多样性指数和相似性指数计算对群落结构特征进行分析，探索其土壤种子库和地上植被之间的关系及随环境因子变化的规律，为干旱沙漠地区的生态恢复和人工植被建设及沙区植被多样性的恢复与重建提供理论依据。通过分析群落的演替趋势和规律，进而提出人工植物治沙措施及群落可持续抚育经营对策。
1 研究区概况
地处河西走廊中部的张掖市临泽县，属干旱半干旱荒漠区，为典型大陆性干旱荒漠气候，具有干旱少雨、温差大、风大沙多的气候特点。年均气温7.3℃，年降水量130.4mm，年蒸发量2002.5mm，年均相对湿度52%，全年日照时数3065.6h，无霜期156d，年平均沙尘暴日数3.9天，年平均风速2.0m/s。主要灾害性天气有干旱、干热风、春寒、霜冻、大风和沙尘暴等。植被简单稀疏，群落组成贫乏，其生态系统单薄且易于破坏，一旦遭到破坏，恢复很困难，且往往是不可逆的[4]。人工植被灌木以梭梭（Haloxylon ammodendron (C. A. Mey.) Bunge）和白刺（Nitraria tangutorum Bobr.）为主，天然草本植被以雾冰藜（Bassia dasyphylla (Fisch. et Mey.) O. Kuntze）和白茎盐生草（Halogeton arachnoideus Moq.）等为主，土壤基质为疏松、贫瘠的沙土，含水率为1.16%。
2 研究方法
2.1 样地调查与取样
2.1.1样地植被调查
2016年8月对在临泽县治沙林场（39°22′5.260″N，北纬100°08′55.092″E），海拔1387m的梭梭人工林样地植被进行群落调查，随机选择5个50m×50m的典型植被样地，设置灌木样方调查面积为4×4m，草本样方调查面积为1×1m，灌木进行全株调查，草本样方中对出现的每种草本植物选取5株进行调查，记录各植物种类、株数、高度、冠幅、盖度、pH值指标等。在每个样地随机调查10个灌本样方和10个草本样方，共调查灌木样方50个，草本样方50个。采用GPS定位系统，确定样地的地理坐标和海拔高度，采用土壤水分分析仪测定样地土壤含水量。
2.1.2土壤种子库取样
2017年4月初，在位于临泽平川镇的临泽治沙林场梭梭人工林内，随机选择5个50m×50m的典型植被样地（表1），在样地内沿对角线方向“之”形取样，每1m设置一取样点，每个样地内共设140个样点。在每个取样点设置10cm×10cm小样方，分0～2cm、2～5cm和5～10cm3个土层采集原状土壤样品，装入塑料袋，带回室内。风干后去除杂物，并将同一样地中每20个样点的同层土样混合。同期采用样方法测定取样地段地上植被类型以及覆盖度。采用GPS定位系统，确定样地的地理坐标和海拔高度。