胡楊繁殖與種群恢復(fù)問題與對策

辛清香

(青海省格爾木市林業(yè)局胡楊林自然保護區(qū)管理站,青海格爾木816000)

1 引言

胡楊在廣闊的荒漠地區(qū)具有維護分布區(qū)內(nèi)的生態(tài)平衡、保障綠洲農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)和為居民生活提供用材等作用。此外胡楊具有防風(fēng)、固沙和防止沙塵暴,調(diào)節(jié)微環(huán)境等功效[1]。近年來,胡楊潛在的基因資源價值和在造紙等工業(yè)方面的用途及其對CO2的吸收的環(huán)境效益也逐漸受到有關(guān)人士的關(guān)注。但關(guān)于荒漠綠洲優(yōu)勢植物胡楊的繁殖及其種群生活史對策研究甚少。以種群——生態(tài)關(guān)系為主線,繁殖生態(tài)學(xué)的原理和研究方法,以格爾木胡楊林自然保護區(qū)胡楊為研究對象,研究其種群的繁殖對策和生活史對策,不僅可以揭示格爾木胡楊林自然保護區(qū)胡楊種群以繁殖對策為主要特征的生活史對策,找到限制胡楊種群更新繁殖的瓶頸所在,而且能夠豐富胡楊相關(guān)基礎(chǔ)研究的內(nèi)容,并為制定科學(xué)的胡楊恢復(fù)措施提供理論依據(jù)。因此,研究胡楊繁殖特性及其生活史對策,有其自身的特殊性,也是探索極端干旱區(qū)胡楊退化機制、恢復(fù)途徑的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。

2 胡楊的繁殖

胡楊的繁殖包括有性繁殖和無性繁殖。8月至10月的洪水期胡楊種子成熟,胡楊種子非常輕,容易被水和風(fēng)帶走。這些種子在夏季洪水沖積形成的新生河岸上發(fā)芽。在這樣的河岸上,具有種子發(fā)芽的條件,足夠的空間,豐富的光線,濕潤的土壤,鹽分也已經(jīng)被洪水沖走。而胡楊最佳的發(fā)芽條件是強光,溫度在25～30℃之間,潮濕的土壤,土壤的含鹽量不超過0.2%。沿河岸被洪水沖積形成的狹窄地帶上形成種子發(fā)芽線。當(dāng)發(fā)芽線上的幼苗長成熟時就形成線形河岸林。由于種子在9月份才發(fā)芽,此時過不了多久就進入冬季,因此這些幼苗地上部分不會長很高,但地下部分根系卻生長迅速,為了能避免在洪水消退時土壤表面變得干燥時,導(dǎo)致枯死。

在第2年夏季洪水開始之前,沿河岸的地下水位在地表以下2.5～3.0m。幼苗在此干燥期生存困難。由于幼苗需要吸收更深層次的土壤水,所以投入對根系的生長成本比枝葉的生長成本高。但是幼苗在第1年還是不能夠長出3m深的根。因此為了能在短暫的干燥危險期給幼苗供給水分,所以第2年的洪水必須及時開始。直到幼苗根系吸收地下水發(fā)展成為樹,后幾年的洪水仍然具有極其重要作用。

土壤質(zhì)地是胡楊樹木能否成功生根的另一個影響因素。胡楊樹苗成活率在粘土層大于10cm表土中明顯要高,因為肥沃的粘土的蓄水能力比砂質(zhì)土壤強。胡楊幼苗在不同的土壤中的生長情況有很大不同(圖1)。

圖1 胡楊幼苗在不同土壤的生長情況

粘土的蓄水能力比沙土和淤泥強,有利于幼苗的成活。但這種粘土層不可過厚,因為幼苗的根系無法穿透太厚的粘土層。粘土是河床的表層土壤,它是河流自身流動形成的。從種子的發(fā)芽到幼苗的成活再到成熟最后發(fā)展成為遠離河流成熟林,河流的自然運動和洪水事件的及時發(fā)生(7月,8月)是至關(guān)重要的。

如果種子在岸邊比較低的地方發(fā)芽,它們與地下水聯(lián)系密切,但還面臨著被冬天的冰和其后的洪水侵蝕掉的危險。另一方面,當(dāng)種子在較高位置發(fā)芽,侵蝕的風(fēng)險可能較低,但對于幼苗來說地下水位也較低,因此在更高的位置,幼苗在該地豐水期死亡的風(fēng)險更大。在夏季洪水來臨前,格爾木胡楊林自然保護區(qū)的土壤極端干旱,這種干旱的危險可以由洪水抵消,因為夏季洪水可以及時的補充地下水使地下水升高,能夠接觸到幼苗的根。

一旦幼苗固定在具有良好的地下水補給條件下,則會生長側(cè)根,產(chǎn)生分株,即胡楊的無性繁殖[2]。大量分株的產(chǎn)生形成灌木叢,在胡楊的兩棵基株(種子長成的樹)形成的小分株灌叢呈線形分布。尤其在沒有洪水的地方這種無性繁殖分株更普遍。

3 胡楊種群恢復(fù)建議

水是胡楊幼苗生長存活的關(guān)鍵。夏季由于上游下泄的洪水大多分布于河道,而適宜種子萌發(fā)生長的河灘地在洪水過后僅有少量積水殘留,即使種子可以在這一生境萌發(fā),也會因為殘留積水的迅速蒸發(fā)而在幼苗階段死亡。因為有些分支河道將部分下泄洪水引入了胡楊林間空地,這些胡楊種群無性更新較好,萌生了許多根源性克隆生長幼苗,但是由于后期水分供應(yīng)不足,當(dāng)年萌生的幼苗通常會大面積枯死。因此長期而持續(xù)的供水是保證胡楊種群自然更新恢復(fù)最重要的途徑。在水資源供應(yīng)充足的條件下,一方面胡楊將較多能量投入無性繁殖,在種群周圍形成大量無性系后代,可以最大程度的利用資源;另一方面,灌溉后的河灘地為胡楊種子著床萌發(fā)和幼苗發(fā)育提供了必要條件,幼苗可以占據(jù)新的生境擴展種群生存范圍。因此只有依靠水資源才可能實現(xiàn)胡楊種群的恢復(fù),可以在胡楊林保護區(qū)修建生態(tài)水利工程來保障胡楊林保護區(qū)水資源均衡供應(yīng),如修建水壩、引水渠等。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn),人工輸水可以使胡楊種群的更新得到一定程度的改善,主要原因是人工輸水對胡楊種群的更新有一定的促進作用,但是還無法保證種群自然恢復(fù)的需要。

3.1 調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

(1)為了增加經(jīng)濟收入,很多地方居民大面積的開墾荒地,種植一些經(jīng)濟作物。隨著地下水被越來越多的用于灌溉經(jīng)濟作物,導(dǎo)致河水水位在春季和初夏過低。地下水泵持續(xù)的抽取地下水,而地下水位的下降將導(dǎo)致胡楊的成片死亡。常年的種植經(jīng)濟作物會導(dǎo)致土壤鹽漬化,是因為灌溉用水只用于澆灌表層土壤,而這些用于灌溉的水體本身就含有鹽分,而這些鹽分會形成累加效應(yīng),最后變成貧瘠、高鹽分撂荒地[3]。這些撂荒地對胡楊也很難加以利用。因此,最好實施退耕還林計劃,同時可以在鹽漬化的土地上種植蘆葦,蘆葦是一種優(yōu)良的原材料植物,而且蘆葦還可以從地表土壤吸收水分,起到保持地下水位作用,減輕土壤鹽漬化。

(2)限制過度放牧。放牧并不與自然保護相違背,但是過度放牧?xí)鷹町a(chǎn)生不可替代性的破壞。如損壞,踩壞胡楊幼苗(秧苗)。因此,應(yīng)采取嚴格有計劃的限制性放牧。同時,牧民也很關(guān)注和關(guān)心胡楊的生存,因為在沙漠化嚴重地區(qū),胡楊林在一定程度上能夠穩(wěn)定生態(tài)環(huán)境,有了胡楊林就會有他們的牧場。

(3)發(fā)展胡楊生態(tài)觀光旅游業(yè),因為生態(tài)旅游業(yè)的發(fā)展與胡楊林保護是相輔相成的。應(yīng)鼓勵旅游者來胡楊林觀光、學(xué)習(xí)、也為研究者提供支持,這樣能提高胡楊林知名度和整體形象,同時也為胡楊的保護贏的輿論支持和資金支持[4]。

(4)加強對胡楊保護,應(yīng)避免對胡楊林深處的動物的生境的干擾和植被的破壞,因此,應(yīng)規(guī)定游客的游覽路線,樹立一種在保護區(qū)有了胡楊才有動人的美景的保護意識,而那美麗迷人且未受到干擾破壞的胡楊林就成為吸引了眾多游客源泉,因此有了這些胡楊也是帶動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的源動力。

3.2 加強對胡楊保護的宣傳和教育,培養(yǎng)胡楊保護專業(yè)人才

(1)鼓勵和支持旅游從業(yè)者對胡楊進行各種途徑的宣傳,定期對胡楊保護人員和其它管理人員進行培訓(xùn),加大對普通群眾的宣傳教育,讓他們了解胡楊的真實價值、生態(tài)意義、保護方法。支持各種對胡楊的學(xué)術(shù)交流會議和學(xué)術(shù)研究,并邀請學(xué)者專家給做專題講座,提高胡楊的學(xué)術(shù)知名度。隨著知識的普及、知名度的提高也將吸引更多的游客前來參觀。而隨著大量的宣傳工作的開展,人們對胡楊的保護意識也將進一步提高對胡楊的得到提高。

(2)培訓(xùn)專業(yè)護林員,讓他們了解胡楊生長繁殖機理及胡楊種群恢復(fù)補救方法。加強對胡楊敏感地帶的保護(如密切關(guān)注種子發(fā)芽的地帶,通告牧民不要在此地帶放牧,并向其說明此地帶的對胡楊的重要性及脆弱敏感性)。此外還應(yīng)加強有關(guān)胡楊林的生態(tài)環(huán)境教育。通過電視、報紙、書、課本和展覽等大眾媒體向各族群眾宣傳杜胡楊林的真實價值、生態(tài)意義、保護方法以及其優(yōu)美的景觀。

4 結(jié)語

雖然學(xué)者們對胡楊的群落學(xué)特征、抗鹽機理、生理學(xué)特性等方面開展了許多卓有成效的研究,但對胡楊的生殖特性尤其是在資源異質(zhì)性條件下,胡楊在生殖方面的生態(tài)適應(yīng)特性還未進行系統(tǒng)的研究,而胡楊的繁殖對于荒漠河岸林維持與發(fā)展,起著至關(guān)重要的作用,有必要進行更加深入的探討,以更好地保護這一珍貴的種質(zhì)資源。

[1]趙玉紅,劉金祥.植物繁殖生態(tài)學(xué)研究進展[J].草原與草坪,2007(3)：83～ 86.

[2]張玉芬,張大勇.克隆植物的無性與有性繁殖對策[J].植物生態(tài)學(xué)報,2006,30(1)：174.

[3]朱朝陽,張 玲,于 軍.塔里木河胡楊林生境特性及其治理措施[J].新疆環(huán)境保護,2000,22(2)：101～104.

[4]格爾木市林業(yè)局.胡楊自然保護區(qū)管理局.新疆塔里木胡楊自然保護區(qū)科學(xué)考察報告[R].格爾木：格爾木市林業(yè)局,2002.