疏林草地是在草本植物基质上稀疏分布有乔灌木树种的一种特殊生态系统类型,其中木本植物和草本植物是两个最基本的组成部分。在该生态系统中,木本植物群落因其对微气候因子、土壤理化特性以及林下草本植被结构与生产力的影响较大,因而在疏林草地生态系统中所起的作用尤为重要。在科尔沁沙地,分布有大面积的榆树疏林草地,但近几十年来由于人类活动的强烈干扰,该生态系统遭到了严重的破坏,生态系统的物种组成、结构动态及生产力发生了较大的变化,导致土地沙化严重,对区域环境质量与生态安全造成严重影响。本研究以半干旱区科尔沁沙地天然榆树疏林草地为研究对象,进行了木本植物空间格局分析、木本植物对土壤特性及林下草本植被影响的研究,进而认识疏林草地生态系统中木本植物的作用,为沙地生态脆弱区植被恢复与重建提供依据。研究结果表明:　　 (1)在榆树疏林草地生态系统中,建群种-白榆(Ulmus pumila)种群各龄级在不同尺度上有着不同的空间分布模式。点格局分析结果表明,在较小尺度上(<8m),白榆种群各龄级都趋于集群分布,但随尺度的增大,各龄级均向随机分布转变；除龄级4(树高≥3 m)种内竞争较强,在一定尺度上(20.5-27.5 m)表现为均匀分布外,其余各龄级的种内竞争均不强烈；白榆种群各龄级间的空间关联为显著正关联或者无显著关联,仅龄级3(2 m≤树高<3 m)和龄级4竞争性较强,在一定尺度上(17.5-24 m)表现为显著负关联(P<0.05)；与样方法比较而言,应用Ripleys K函数进行点格局分析能更加全面地分析白榆在不同尺度上的空间格局,更好地描述了不同尺度下种群各龄级分布特点及各龄级间的相关关系。　　 (2)在榆树疏林草地生态系统中,木本植物对于冠幅下土壤养分的富集作用明显。在0-10 cm土壤层,白榆和大果榆(U.macrocarpa)冠幅下土壤有机碳储量、全氮储量及全磷储量均显著高于草地区(P<0.05)；木本植物的有机质输入(地表凋落物和根系)是土壤“肥岛”形成的重要因为:氮和磷主要来源于木本植物根系从土壤深处的吸收,以木本植物地表凋落物和根系周转及分泌的形式释放到表层土壤中；受“肥岛效应”的影响,木本植物冠幅下的微生物量与草地区相比显著升高(P<0.05),微生物活性也显著升高(P<0.05)。　　 (3)在榆树疏林草地生态系统中,木本植物冠幅下草本植物的物种丰富度及地上部分净初级生产力显著降低。在木本植物的冠幅下,由于草本植物对于光照辐射的竞争加剧,其地上部分净初级生产力随物种丰富度的升高而降低,但在木本植物冠幅外和草地区,由于草本植物在半干旱区的环境下有较强的共生作用,其地上部分净初级生产力随物种丰富度的升高而升高；木本植物冠幅下,土壤养分可利用性提高,草本植物对于养分的竞争较弱,叶片中粗蛋白含量显著增加(P<0.05),牧草质量显著提高。