种子萌发和幼苗建立在植物生活史中占有重要地位,它们是植物种群延续的决定性因素。在其发育过程中,时常遭受到各种极端气候环境的影响,但仍然繁衍着许多适应逆境的荒漠植物。古尔班通古特沙漠位于准噶尔盆地,冬季积雪大于20cm,植物资源丰富,但近年来在自然条件下从种群层面对种子萌发特性和幼苗生长的研究比较缺乏,大都集中于室内,所以不能对在气候变化下对种子萌发和植株建立的影响有全面了解。因此,本文以古尔班通古特沙漠南部为调查研究地点,通过野外调查和在人工模拟试验结合的方法,首先全面了解种子萌发的环境真实需求特点,分析微生境对种子萌发和幼苗定居的影响,最终总结幼苗定居的抗旱适应特性。不仅为全面了解和应用抗逆植物资源奠定基础,也对预测未来群落变化和更好利用植物资源进行生态恢复有重要价值和实际意义。种子萌发和幼苗定居对环境依赖特点表明:1)积雪开始融化后2天种子开始萌发,此时日均温度(昼/夜)为3.5℃(6.7/-0.5℃),土壤体积含水量为24.2%。积雪完全融化后,土壤体积含水量可达52.4%。当积雪开始融化后15天,土壤体积含水量为6.0%,日均温度为12.9℃(18.3/7.1℃)时,所有物种都萌发;2)在人工设置的野外环境下,有春季降雨与没有春季降雨的萌发率没有显著差异,只是有春季降雨能使达到最终萌发率50%的时间和萌发持续时间显著延长(平均分别为2天和5天),幼苗的存活数目比没有春季降雨的存活率高。可见,冬季融雪是种子萌发的决定性因素,而后期的春季降雨对种子萌发和幼苗的存活仅有一定的影响作用。种子萌发和幼苗定居与微生境的适应特性:1)17个物种种子萌发类型可分为爆发型、过渡型、缓萌型和低萌型,其中爆发型将近占50%;2)24个优势物种形成的276个种对中,正关联种对数(152对)多于负关联种对(124对),其中白梭梭、白茎绢蒿和淡枝沙拐枣分别与20个优势草本中的10个、13个和11个呈正关联,且多为显著关联;但梭梭与这些草本均不存在显著正关联,表现出明显的生境趋异性。3)沙丘中上部主要是低萌型植物类型,幼苗的存活率在60%左右,且都与中上部乔灌木联结性显著,沙丘中部及中下部主要是爆发型和缓萌型植物类型,幼苗存活率为65%左右,仅部分与中下部乔灌木联结性显著,丘间低地主要是过渡型,幼苗存活率为75%以上,与中下部乔灌木没有关联性。可见,不同的物种为适应环境,形成多样的萌发策略,而这些萌发策略受到微生境、乔灌木的影响较大,与科属、生活型等关系不大。幼苗的存活与生长同时也受周围乔灌木生长塑造环境的影响。幼苗抗旱适应性特征表现为1)大部分物种根系的生长速率为2.5mm>5mm>10mm。所有物种地上生长速率均为10mm>5mm>2.5mm,可认为在干旱胁迫相对大时,能促进根系的增长,减少地上植株的增长,从而增加根系的吸收能力,减少地上的水分耗散的策略来减少干旱环境带来的危害;2)17种物种可溶性糖、脯氨酸和丙二醛含量的变化均表现为2.5mm>5mm>10mm,植物主动积累可溶性糖和脯氨酸含量来调节细胞渗透势,防止细胞过度脱水,而丙二醛的增加量越大则表明脂质过氧化程度越高,质膜的伤害程度越大。总体上来说,一些物种行为抗旱性可能占优势(如东方旱麦草、褐翅猪毛菜等),其根系生长速度较快,而生理抗旱性则较弱;另一些物种生理抗旱性占优势(如小车前、齿稃草等),其生理抗旱性较强,而根系生长速度慢;还有一些物种行为和生理抗旱兼有之,如倒披针叶虫实,这两种行为抗旱性都较强。综合以上研究表明,古尔班通古特沙漠冬季融雪水是该沙漠植物种子萌发的决定因素,而后期的春季降雨对幼苗的生长只起部分作用,并且萌发的日均温度相对较低,为12.9°C(18.3/7.1°C)。在此过程中,微生境(坡位、乔灌木)对种子萌发和幼苗定居也是重要的影响因素,白梭梭、白茎绢蒿和淡枝沙拐枣等灌木对草本具有明显的看护效应,使不同坡位种子萌发数目与幼苗的存活数目之间进行权衡,而使植物群落稳定延续。植物幼苗的抗旱性是多种性状的一个综合,在干旱胁迫下,植物的根系行为和生理生化行为都发生了变化,植物既通过根系深扎来度过干旱期,也能通过调节体内一系列生理生化过程来对抗干旱,还能通过二者的共同作用来进行抗旱。