CN101810122B - 一种防止梭梭林发生夏休眠的生态防护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防止梭梭林发生“夏休眠”的生态防护方法，属于林业生态栽培学领域。林地条件为多年份发生梭梭(或白梭梭)“夏休眠”，但其林地浅层地下水供应丰富。选用适于荒漠和半荒漠环境生长的并常与梭梭(或白梭梭)伴生的各种植物及其种子，撒播于梭梭(或白梭梭)根茎基部的半径约50cm圆内；每平米播种200粒以上。通过本发明可使梭梭(或白梭梭)在夏季极端逆境条件下仍能正常生长，不发生“夏休眠”生理现象，从而促进梭梭(或白梭梭)个体植株的快速生长，增加年生长量。本发明可操作性强，重复性好，效率高，方法简单，对我国荒漠、半荒漠大规模梭梭(或白梭梭)林生态恢复重建具有极其重要的意义。

Description

一种防止梭梭林发生夏休眠的生态防护方法

一、技术领域

本发明涉及一种防止梭梭林发生“夏休眠”的生态防护方法，防止其在夏季进入“夏休眠”状态的方法，属于林业生态栽培学领域，专用于防止梭梭(或白梭梭)在极端逆境的夏季发生“夏休眠”生理现象，促进梭梭(或白梭梭)生长，增加年生长量的方法。

二、背景技术

黎科(Chenopodiaceae)梭梭属植物，全球共有11种，主要分布在地中海到中亚的广大沙漠地区，生长在流动沙丘、半固定沙丘、盐渍土及砾质戈壁。中国有梭梭(Haloxylon ammodendorn(C.A.Me.)Bunge，又称梭梭柴或黑梭梭)和白梭梭(Haloxylon persicum Bunge ex Boiss et Bushse)两种。梭梭属超旱生小乔木，呈高大灌木状，植株高度一般在2～3m，个别植株可高达10m，具有很庞大的根系，垂直根可达9m以上，水平根可分布到10m以外。在荒漠中郁闭度较高的梭梭群落往往貌似森林景观，故以往人们常将成片分布的梭梭植被称为“梭梭林”。梭梭在我国的分布面积约为1170×10⁴hm²，占我国沙漠总面积的9％，主要分布在我国西北部的新疆、内蒙古、青海、甘肃和宁夏等省的荒漠地区，而白梭梭仅分布于新疆北部。梭梭属抗逆性极强，是一种耐干旱、耐高温、耐盐碱、耐风蚀的优良的防风固沙和生态保护植物。梭梭木质坚硬，火力强，也是优良的薪炭材，有“荒漠活煤”之誉；梭梭(或白梭梭)当年生枝条富含营养，是优良的牲畜饲料；还是“沙漠人参”-肉苁蓉的寄主，具有很高的经济和开发价值。梭梭是我国西北荒漠半荒漠地区珍贵的植物资源，也是我国干旱荒漠区固沙造林面积最大的树种，在这些地区防沙固沙、减缓荒漠化、维护生态安全上具有不可替代的生态地位和重要利用价值。然而，因人为因素和环境恶化，梭梭属植物资源曾受到严重破坏，一度处于渐危状态，被列为国家濒危二级保护植物。所以，加快梭梭(或白梭梭)林的恢复与营建日益成为我国西北生态建设的重要课题。

梭梭(或白梭梭)具有极强的抗逆能力，这主要归因于其本身具有适应严酷逆境而生存的形态和生理学特征。梭梭(或白梭梭)为适应干旱环境，叶片退化，以同化枝代替光合作用。同化枝可以大幅度减少蒸腾耗水，使梭梭(或白梭梭)具备极强的抗旱特性，在土壤含水量在1.3％～2.6％时仍能正常生长。不仅如此，梭梭(或白梭梭)还发展出一种极端抗逆的形式，即称之为“夏休眠”的生理现象来抵抗逆境。具体表现是，在环境极其严酷的夏季的6月下旬～8月上旬期间，梭梭(或白梭梭)当年生同化枝由翠绿色逐渐转变为灰绿色直至黄色，部分同化枝枯梢、脱落和植株地上部分生长明显变缓或停止生长等现象。梭梭(或白梭梭)“夏休眠”现象是梭梭(或白梭梭)遭遇逆境时在形态和生理上的反应，是其抵抗和规避逆境胁迫所采取的一种保护性和适应性策略。梭梭(或白梭梭)所表现的“夏休眠”现象一方面可使梭梭(或白梭梭)安全地度过夏季的严酷逆境时期，但另一方面却使梭梭(或白梭梭)缩短有效生育时期，显著减少年生长量，这对梭梭(或白梭梭)林的恢复与营建极其不利。

梭梭(或白梭梭)所表现的“夏休眠”生理现象与其生长环境密切相关。夏季我国西北地区的荒漠和半荒漠梭梭(或白梭梭)林地生态环境极为恶劣，气温时常可达35℃以上，极端气温可达48℃左右，极端地表温度可达70℃以上；同时还伴有干旱少雨，光照强烈，空气干燥等现象。我们多年的研究发现：导致梭梭(或白梭梭)表现“夏休眠”生理现象的关键生态因子是极端地表高温(≥55℃)，即极端地表高温导致了梭梭(或白梭梭)当年生同化枝由翠绿色逐渐转变为灰绿色直至黄色、部分同化枝枯梢、脱落和植株地上部分生长明显变缓或停止生长等现象，我们现将这种生理现象称为“逆境生理阻滞”。荒漠和半荒漠梭梭(或白梭梭)林的生长基质主要是沙漠沙土或砾质沙土，这种土质导热能力差，但蓄热能力极强，只要环境气温达到36℃以上就很快能使地表温度达到60℃以上。如果梭梭(或白梭梭)根茎与地表基质接触部位的温度连续3～5天达到55℃以上(夜间恢复为正常温度)，就能使梭梭(或白梭梭)进入“夏休眠”状态，生长发育显著变缓或停止生长。所以，为防止发生梭梭(或白梭梭)“夏休眠”生理现象，加快其生长，只要将梭梭(或白梭梭)根茎与地表基质接触部位隔绝而防止该部位感应地表高温，或使该部位荫蔽遮光不能使地表温度极端升高的方法，都能防止梭梭(或白梭梭)进入“夏休眠”状态。根据我们的观察，荒漠和半荒漠梭梭常有一些植物与其伴生，这些植物于每年3～4月间利用地表雪水迅速萌发，5月开花结果，6月干枯死亡。其死亡后的枯枝残叶常将一些梭梭(或白梭梭)根茎包裹，可降低梭梭(或白梭梭)根茎处的地表温度，使这些梭梭(或白梭梭)不发生“夏休眠”现象。这也是同一地块的梭梭(或白梭梭)，有一些时常发生“夏休眠”现象，而另一些不发生“夏休眠”现象的原因。

三、发明内容

技术问题  本发明的目的在于提供一种夏季防止荒漠和半荒漠地区天然梭梭(或白梭梭)林和人工梭梭(或白梭梭)林发生“夏休眠”生理现象的方法，解决梭梭(或白梭梭)因发生“夏休眠”生理现象而导致的有效生育期缩短，年生长量少，个体生长缓慢和梭梭(或白梭梭)生态林恢复重建缓慢的关键难题。

技术方案：本发明的实施方案如下：

(1)林地条件：多年份发生梭梭或白梭梭“夏休眠”，但其林地浅层地下水供应丰富，可全年供应梭梭或白梭梭正常生长的需水量；

(2)植物材料：适于荒漠和半荒漠环境生长的并常与梭梭或白梭梭伴生的各种植物或其种子(主要是适于沙漠生长的短命植物)，主要包括对节刺、角果黎、猪毛菜、苦艾篙、刺沙蓬、狗尾草、蝇子草、三芒草、早熟禾、小獐毛等等。

(3)实施时间：伴生植物种子在初冬的11月至翌年的4月播种。

(4)实施方法：将各种与梭梭伴生的植物种子撒播于梭梭(或白梭梭)根茎基部的地表基质上，用脚踩压种子以防被风吹散。如果播种时地表基质上存有积雪，可将种子直接撒播于根茎基部的积雪上并用脚踩压。播种时要以梭梭根茎基部为圆心，将种子播于半径约50cm圆内；每平米播种200粒以上，根茎处尽量多播种。

(5)维护管理：各种伴生植物种子发芽、生长以及死亡干枯后应尽量使其植株或枯枝落叶包埋梭梭(或白梭梭)根茎基部。伴生植物及其枯枝残体日渐稀疏时应适时补种，直至该片梭梭(或白梭梭)林不再产生“夏休眠”生理现象为止。

有益效果：本发明依据梭梭(或白梭梭)“夏休眠”生理特性研究的最新成果，在荒漠和半荒漠梭梭(或白梭梭)生态林地应用生态防护措施，展开对防止天然或人工梭梭(或白梭梭)林在夏季发生“夏休眠”生理现象方法的确定，建立了在我国西北地区严酷生存环境中防止荒漠和半荒漠梭梭(或白梭梭)发生“夏休眠”生理现象的方法。

其有益效果是：

(1)本发明选择具备一定条件的天然和人工梭梭(或白梭梭)林地，采取生态防护措施防止梭梭(或白梭梭)林在夏季严酷逆境时期发生“夏休眠”生理现象，从而可显著增加梭梭(或白梭梭)有效生长时期，增加年生长量，加快个体生长，促进荒漠、半荒漠梭梭(或白梭梭)生态林的快速恢复重建，具有很好的应用前景。

(2)本发明所采用的梭梭林下播种伴生植物的生态防护措施，增加了林下地表覆盖率，改善了林下小生态环境，进一步加强了梭梭林的防风固沙功能；由于伴生植物不与梭梭争肥争水，因而该方法不改变梭梭林的已有的生态平衡态势，同时对环境无污染，生态环保，符合现代生态建设理念，具有很好的应用前景。

(3)本发明，成本低廉，方法简单，便于操作，适合于大面积推广。

四、附图说明

图1伴生植物1(早熟禾)

图2伴生植物2(小獐毛)

图3伴生植物3(刺沙蓬)

五、具体实施方式

我国西北地区的荒漠和半荒漠梭梭(或白梭梭)生存环境极为严酷，尤其在每年的夏季的6～8月间光照强烈、干旱少雨、气温高、地表温度高，因而这些地区的梭梭(或白梭梭)时常发生“夏休眠”的生理现象，并且有些年份的夏季有多次发生“夏休眠”的现象。本发明适用于防止荒漠和半荒漠地区天然和人工梭梭(或白梭梭)林发生“夏休眠”的现象，要求这些地区生态环境恶劣，梭梭(或白梭梭)在夏季发生“夏休眠”现象的概率较高；此外还要求梭梭(或白梭梭)林地浅层地下水丰富，在梭梭(或白梭梭)生长的极端逆境时期能正常供应水分。研究表明，地表高温是导致梭梭(或白梭梭)进入“夏休眠”状态的关键生态因子，梭梭根茎处与地表基质接触的部分是感应地表高温的关键部位，所以只要能使梭梭(或白梭梭)根茎与地表基质接触的部分隔绝或使接触部位的地表基质温度不能长时间维持高温的方法都可防止梭梭(或白梭梭)进入“夏休眠”状态。

研究表明，荒漠和半荒漠梭梭(或白梭梭)常有一些一年生植物与其伴生，这些植物在早春的3～4月间发芽，5月开花结果，6月严酷逆境来临时干枯死亡，但其枯枝残叶仍然可附着在地表上。一些生长与梭梭(或白梭梭)根茎地表附近的伴生植物枯枝残叶可将梭梭(或白梭梭)根茎基部紧密包裹，因而可降低梭梭(或白梭梭)根茎处的地表温度，不使梭梭发生“夏休眠”现象。据此，本发明采用生态防护措施防止梭梭(或白梭梭)发生“夏休眠”生理现象。该方法是选择一些常与梭梭(或白梭梭)伴生各种植物种子，于初冬的11月至翌年4月间播撒于梭梭(或白梭梭)根茎处地表基质的积雪上，待初春冰雪融化时，这些伴生植物利用地表雪水迅速萌发生长，5月开花结果，6月干枯死亡，其枯枝残叶可有效遮蔽梭梭根茎基部的地表基质，降低地表温度，达到防止梭梭(或白梭梭)发生“夏休眠”现象。各种伴生植物种子要播种于以梭梭(或白梭梭)根茎为圆心的半径50cm以上的圆内，每平米播种150粒以上，根茎处尽量加大播种量以达到紧密包裹和遮蔽梭梭(或白梭梭)根茎的效果。

生态防护方法所形成的梭梭(或白梭梭)根茎处各种伴生植物小群落需适当维护，发现小群落植被稀疏时要及时补种修复，保证其能够有效防止梭梭“夏休眠”。

实施例：

生态防护措施防止天然和人工梭梭(或白梭梭)林发生“夏休眠”(逆境生理阻滞)现象的方法如下：

(1)实施地点：新疆阜康北沙窝；

(2)实施范围：500株2年生以上梭梭；

(3)实施时间：2009年3月25日；

(4)实施方法：伴生植物播种时正值北疆的初春时节，地表残存积雪。将一年生伴生植物对节刺、角果黎、猪毛菜、苦艾篙、刺沙蓬、狗尾草、蝇子草、三芒草、早熟禾、小獐毛等的种子直接播撒在梭梭林下根茎处50cm范围内的积雪上，用脚适当踩压种子，防止其被风吹散。每平米播种200粒以上，根茎处尽量加大播种量。

(5)维护管理：各种伴生植物种子发芽、生长以及死亡干枯后应尽量使其植株或枯枝落叶包埋梭梭(或白梭梭)根茎基部。伴生植物及其枯枝残体日渐稀疏时应适时补种，直至该片梭梭(或白梭梭)林不再产生“夏休眠”生理现象为止。

(6)效果：经以上技术方法处理的梭梭在夏季极端逆境下，未发现有“夏休眠”生理现象发生。本年度梭梭于5月中旬陆续开花，6月18日前后遇到高温，地表温度曾达到67℃的极端高温，梭梭进入“夏休眠”状态；但7月中旬以后时常降雨，使得荒漠环境的气温回落，地表温度超过55℃的记录显著减少，梭梭解除“夏休眠”状态恢复正常生长。伴生植物小群落大部分与4月初萌发，5月开花结果，6月上旬开始陆续干枯死亡，其死亡的枯枝残体存留地表，一般高度为20～30cm，对梭梭根茎包裹效果较好，尤以猪毛菜效果为佳。5月20日正午14点测量地表温度为43℃，伴生植物残体包裹的梭梭根茎处温度为35℃。6月20日正午14点测量地表温度为66℃，伴生植物残体包裹的梭梭根茎处温度为49℃。7月20日正午14点测量地表温度为45℃，伴生植物残体包裹的梭梭根茎处温度为36℃。10月初对曾经过生态防护措施处理而未发生“夏休眠”的梭梭生长量和未经防护措施处理而发生“夏休眠”的梭梭的生长量进行了测定和比较，表明未发生“夏休眠”的梭梭生长量(按年伸长量计算)平均为44.3cm，而发生过“夏休眠”的梭梭的生长量(按年伸长量计算)平均为29.3cm，差异明显。

Claims (2)

1.一种防止梭梭林发生“夏休眠”的生态防护方法，包括：

(1)林地条件：多年份发生“夏休眠”的梭梭或白梭梭林，但其林地浅层地下水供应丰富，可全年供应梭梭或白梭梭正常生长的需水量；

(2)选用植物材料：适于荒漠和半荒漠环境生长的并常与梭梭或白梭梭伴生的各种植物及其种子；

(3)实施时间：伴生植物种子在初冬的11月至翌年的4月播种；

(4)实施方法：将各种与梭梭伴生的植物种子撒播于梭梭或白梭梭根茎基部的地表基质上，用脚踩压种子以防被风吹散；如果播种时地表基质上存有积雪，将种子直接撒播于根茎基部的积雪上并用脚踩压；播种时要以梭梭根茎基部为圆心，将种子播于半径50cm圆内；每平米播种200粒以上，根茎处尽量多播种；

(5)维护管理：各种伴生植物种子发芽后要采取管理措施促进其生长，死亡干枯后应使其枯枝落叶包埋梭梭或白梭梭根茎基部，伴生植物及其枯枝残体日渐稀疏时应适时补种，直至该片梭梭或白梭梭林不再产生“夏休眠”生理现象为止。

2.根据权利要求1所述的一种防止梭梭林发生“夏休眠”的生态防护方法，其选用常与梭梭或白梭梭伴生的植物为对节刺、角果黎、猪毛菜、苦艾蒿、刺沙蓬、狗尾草、蝇子草、三芒草、早熟禾或小獐毛。

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