沙棘植物不同地理區(qū)域克隆生長情況對比

陳貝貝

摘 要 為進(jìn)一步確認(rèn)影響中國沙棘人工林種群演替方向的限制性因子，通過在不同地理區(qū)域布設(shè)梯度試驗(yàn)組，以試驗(yàn)樣地?cái)?shù)據(jù)為依據(jù)，分析克隆繁殖能力與地理方位的關(guān)系，確認(rèn)中國沙棘克隆生長情況對不同地理區(qū)域的響應(yīng)規(guī)律。

關(guān)鍵詞 沙棘；地理區(qū)域；克隆生長

中圖分類號：S812 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1673-890X（2016）06--02

中國北方干旱和半干旱地區(qū)的杰出多目的性樹種中國沙棘在高固氮培土及沙地固定方面性能優(yōu)良，常常作為首選的防風(fēng)林種材，并因其葉子和果實(shí)富含多種生物活性和營養(yǎng)成分，兼具經(jīng)濟(jì)效益，可用于制造燃料、飼料和肥料及一些醫(yī)藥、食品、化妝品等[1]。而其真正的神奇之處更在于它的克隆習(xí)性，“獨(dú)木成林”以及“永生”的潛能使得中國沙棘造林可能是“栽一株成一片”和“一勞永逸”的效果[2]。這一特點(diǎn)對于干旱、半干旱地區(qū)的發(fā)展的重要性是難以估量的。為此，在不同的斜率樣本變量形成不同地理情況的前提下，探討沙棘克隆生長調(diào)控機(jī)制，試圖提供人工林建設(shè)、保養(yǎng)的理論依據(jù)，同時(shí)豐富克隆植物種群動(dòng)態(tài)的案例研究。

1 研究區(qū)概況

靖邊縣調(diào)查區(qū)位于陜西省，東經(jīng)108°17′～109°20′、北緯37°29′～38°01′，是半干旱溫帶大陸性季風(fēng)氣候，總體氣候特點(diǎn)是四季變化明顯且陽光充足，但降水少、干旱和風(fēng)力危害嚴(yán)重。地形是以丘陵和黃土高原溝壑區(qū)為主，分散分布的鹽漬草甸土、紅黏土，土層深厚，但相對貧瘠，pH值約為8.4。

2 研究方法

基于綜合調(diào)查和比較分析，試驗(yàn)通過典型抽樣法選擇代表性樣本，設(shè)置總樣本15塊（各種區(qū)域10 m×10 m），東、西、南、北坡和峁頂各三個(gè)樣地，母體植物和行間距線邊緣整理出2 m×2 m網(wǎng)格樣25個(gè)。按照“對角線”方法收集土壤樣本，取樣深度30～50 cm，重復(fù)3次。擴(kuò)展能力（長度、粗度）和分支克隆器官的強(qiáng)度是由“每木檢尺”“跟蹤挖掘”測定。使用“爐法”確定水分含量。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同地理區(qū)域樣地概況

從表1可見：將試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行格樣劃分，隨著北、西坡、峁頂、東、南坡的地理方位變化，土壤水分依次變化，順序減少。

3.2 不同地理區(qū)域分株生長狀況

中國沙棘克隆生長情況可具體劃分為分株生長情況以及克隆繁殖、克隆擴(kuò)散能力。試驗(yàn)各區(qū)域布設(shè)的初始造林密度均為6 670株/hm2。隨著北、西坡、峁頂、東、南坡的地理方位變化，分株生長狀況相應(yīng)發(fā)生規(guī)律性變化，克隆種群、母本種群、母本存活率依次降低。

3.3 不同地理區(qū)域克隆繁殖狀況

中國沙棘克隆繁殖情況的主要參照因素是子株的數(shù)量。表3顯示：隨著北坡、西坡、峁頂、東坡、南坡的地理方位變化，存活母本的克隆繁殖能力下降，最終導(dǎo)致子株分株種群數(shù)量下降。由子株種群數(shù)量占克隆種群數(shù)量的比例進(jìn)一步推斷，子株種群動(dòng)態(tài)變化（如子株的出生與存活）對克隆種群數(shù)量動(dòng)態(tài)起著決定性作用。

3.4 不同地理區(qū)域克隆擴(kuò)散狀況

克隆器官延伸和分枝是克隆植物克隆繁殖的基礎(chǔ)。通過相關(guān)系數(shù)的計(jì)算可得：沙棘植物子株數(shù)量和坡向的變化顯著正相關(guān)（0.982**），克隆器官的延伸能力（包括克隆器官總長度與粗度）和坡向的變化顯著（0.933*）或極顯著（0.967**）正相關(guān)，克隆器官分枝強(qiáng)度（包含克隆器官的分枝級數(shù)與條數(shù)）和坡向的變化顯著（0.942*）或極顯著（0.995**）正相關(guān)。結(jié)果表明，在生長發(fā)育不同地理試驗(yàn)區(qū)植物克隆繁殖能力、克隆器官延伸能力、克隆器官分枝強(qiáng)度發(fā)生不同變化。

4 結(jié)論與討論

結(jié)果表明，克隆試驗(yàn)區(qū)沙棘在不同地理區(qū)域具有不同的生長性能。在黃土高原，土壤水分條件往往是植物生長的關(guān)鍵限制因子[3]，一般種植無性系植物主要依靠繁殖克隆來維持種群結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并與土壤含水量呈正相關(guān)。因此，土壤含水量下降必然導(dǎo)致克隆繁殖能力下降。一方面，隨著土壤含水量的降低，母系的存活率降低。另一方面，隨著土壤含水量的減少，克隆器官的延伸能力和分枝強(qiáng)度響應(yīng)性減弱，導(dǎo)致母源存活能力的降低，這樣又會(huì)明顯對子株數(shù)量的保存帶來不利影響[4]。

由此可知，通過克隆生長過程沙棘植物完成與土壤水分相對應(yīng)的種群行為，在本次研究中，按北坡、西坡、峁頂、東坡、南坡的順序土壤水分含量遞減，母株保存率、克隆繁殖能力、克隆擴(kuò)散能力隨之下降，反映出不同的地理區(qū)域自然條件對中國沙棘克隆生殖機(jī)理的影響。但在灌溉條件下，當(dāng)形成灌溉強(qiáng)度低，適宜，高序列，克隆繁殖能力和沙棘種群穩(wěn)定性的特點(diǎn)是連續(xù)的向下拋物線變化。也就是說，在一定范圍內(nèi)高隨著土壤含水量的增加無性繁殖能力和種群的持續(xù)性提高，但是當(dāng)土壤含水量大于一定的閾值，無性繁殖能力和種群持續(xù)性隨土壤含水量的增加而降低。

參考文獻(xiàn)

[1]呂榮森.沙棘在中國西部生態(tài)環(huán)境建設(shè)中的作用[J].沙棘，2003，16（1）：3-7.

[2]吳欽孝.國外沙棘良種引種之管見[J].國際沙棘研究與開發(fā)，2004，2（2）：20-23.

[3]STEWARTGH， ROSEA B. The Significance of Life History Strategies in the Developmental History of mixed Beech （Nothofagus） Forest[J].New Zealand Vegetation，1990（87）：101-114.

[4]Hartnett D C. Bazzaz F A. The regulation of leaf， Ramet and Genet Densities in Experimental Population of the Rhizomatous Perennial Solidago Canadensis [J].Journal of Ecology，1985（73）：429-443.

（責(zé)任編輯：劉昀）