沙質(zhì)海岸防護(hù)林樹種單葉蔓荊個體生態(tài)學(xué)研究綜述

常宗濤， 胡勝云， 杜楠楠， 王志嬌， 徐景萍， 姚明志，王連紅*

(1.煙臺市牟平區(qū)林業(yè)局，山東煙臺 264001；2.煙臺市林業(yè)局，山東煙臺 264000；3.煙臺市萊山區(qū)林業(yè)局，山東煙臺 264003；4.煙臺市牟平山昔山省級自然保護(hù)區(qū)管理處，山東煙臺 264015；5.煙臺市林業(yè)科學(xué)研究所，山東煙臺 264000)

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沙質(zhì)海岸防護(hù)林樹種單葉蔓荊個體生態(tài)學(xué)研究綜述

常宗濤1， 胡勝云2， 杜楠楠3， 王志嬌1， 徐景萍4， 姚明志5，王連紅5*

(1.煙臺市牟平區(qū)林業(yè)局，山東煙臺 264001；2.煙臺市林業(yè)局，山東煙臺 264000；3.煙臺市萊山區(qū)林業(yè)局，山東煙臺 264003；4.煙臺市牟平山昔山省級自然保護(hù)區(qū)管理處，山東煙臺 264015；5.煙臺市林業(yè)科學(xué)研究所，山東煙臺 264000)

主要從單葉蔓荊種子形態(tài)特征鑒別、種子萌發(fā)和繁殖方式、單葉蔓荊沙埋生理生化特征、鹽分脅迫生理生化特征以及單葉蔓荊的建群效應(yīng)等幾個方面研究成果進(jìn)行綜述，以期進(jìn)一步擴大利用該樹種。

單葉蔓荊；種子鑒別；繁育方式；沙埋；鹽分脅迫；理化特征；建群效應(yīng)

濱海沙質(zhì)海岸土壤長期受到海水和風(fēng)沙侵蝕，土壤退化嚴(yán)重，濱海植物生存主要受到鹽分脅迫和風(fēng)沙掩埋等危害。單葉蔓荊是濱海沙質(zhì)海岸防護(hù)林先鋒樹種，具有改良土壤、防風(fēng)固沙等特點，能夠很好地適應(yīng)沙質(zhì)海岸。

隨著沿海城市開發(fā)，海岸線多用來修建景區(qū)和風(fēng)景廊道等，嚴(yán)重破壞了單葉蔓荊及其附生植物的生存環(huán)境，致使濱海沙質(zhì)海岸植被銳減，單葉蔓荊數(shù)量急劇下降，單葉蔓荊及濱海沙質(zhì)海岸植物種子無法著生和發(fā)育，形成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致單葉蔓荊土壤改良和防風(fēng)固沙等生態(tài)功能減弱。通過引種馴化、就地保護(hù)、品種篩選以及人工擴繁等手段來增加單葉蔓荊野生數(shù)量和減少人為破壞其生存環(huán)境成為當(dāng)前亟待解決的問題。筆者對近年來單葉蔓荊的研究成果進(jìn)行綜述，以期進(jìn)一步擴大利用該樹種。

1　單葉蔓荊種子形態(tài)特征鑒別

蔓荊子屬于常用中藥材，產(chǎn)地以山東、江西和廣西為主，主要來源于單葉蔓荊(Vitextrifoliavar.simplicifolia)和蔓荊(V.trifoliaL.)2個種，一般很難區(qū)分種子來源。靳光乾等[1-2]對不同產(chǎn)地蔓荊子藥材種子形態(tài)特征進(jìn)行了詳細(xì)對比(表1、2)，結(jié)果表明山東和江西產(chǎn)區(qū)蔓荊子種子形態(tài)特征相似(單葉蔓荊)，與廣西等地種子不同(蔓荊)，從種子顏色、腺毛特征等方面區(qū)分單葉蔓荊和蔓荊種子，為鑒定蔓荊子藥材產(chǎn)地提供了可靠的依據(jù)。

表1　3個產(chǎn)地蔓荊子種質(zhì)檢驗

2　單葉蔓荊種子萌發(fā)影響因素

采種時間和催芽方式對單葉蔓荊種子萌發(fā)具有重要影響。采收時間過早，種子胚和胚乳發(fā)育不完整，容易形成秕種。杜婷等[3]對比不同采收時間的種子發(fā)芽率，認(rèn)為單葉蔓荊種子種皮顏色發(fā)黑時為最佳采收時間，發(fā)芽率可達(dá)86.6%。單葉蔓荊種子種皮較厚，對于種子萌發(fā)具有阻礙作用，孫榮進(jìn)等[4]對比不同解除單葉蔓荊種子休眠狀態(tài)的方式后認(rèn)為，GA3處理能夠打破種子休眠狀態(tài)，與濃硫酸共同浸種15 min后，恒溫培養(yǎng)發(fā)芽率可達(dá)78.7%。

表2　3個產(chǎn)地蔓荊子果實表面掃描特征

3　單葉蔓荊繁殖方式

自然條件下，單葉蔓荊主要靠無性繁殖，莖結(jié)處生出新植株，雖然結(jié)實率高，但是數(shù)量有限，無法充分滿足海防林建設(shè)需求。單葉蔓荊繁殖主要有播種繁殖、扦插繁殖和分株繁殖。曹曉曉等[5]研究得出，單葉蔓荊嫩枝扦插比硬枝扦插效果好，秋季分株繁殖方式成活率高。陳麗等[6]認(rèn)為，分株繁殖方式取材多，種子繁殖和扦插繁殖優(yōu)于分株繁殖。喬勇進(jìn)等[7]對單葉蔓荊的扦插繁殖和分株繁殖進(jìn)行了生理特性試驗，得出扦插繁殖和分株繁殖方式均能很好地促進(jìn)單葉蔓荊的生長和發(fā)育，其中扦插繁殖生根速度要比分株繁殖快，分株繁殖方式下第1年地上部分較緩慢，其原因是植株體養(yǎng)分主要供給根部生長。

4　單葉蔓荊沙埋生理生化特征

單葉蔓荊屬于濱海前緣植物，在自然條件下，經(jīng)常遭受風(fēng)沙掩埋。作為濱海前緣先鋒樹種，應(yīng)對沙埋自然狀況是單葉蔓荊生存的主要適應(yīng)能力之一。周瑞蓮等[8]通過人為模擬單葉蔓荊自然條件下沙埋生活情況，主要分為輕度、中度、重度和全埋4種沙埋類型，研究結(jié)果表明，單葉蔓荊匍匐莖是適應(yīng)沙埋自然條件的敏感反應(yīng)部位，與沙埋后單葉蔓荊延伸生長和生存情況關(guān)系密切。這是因為沙埋促進(jìn)單葉蔓荊匍匐莖和枝葉中營養(yǎng)成分重新分配，沙埋后，莖端生長較快，不定根數(shù)量增多，生長枝葉維持水分平衡和物質(zhì)平衡[9]。從生理生化角度來看，沙埋使單葉蔓荊上部分葉片接近沙面，地表輻射增強，導(dǎo)致細(xì)胞膜脂過氧化加劇，細(xì)胞透性增強，同時激活被埋枝葉的抗氧化酶保護(hù)系統(tǒng)，促進(jìn)葉片脯氨酸積累，抑制細(xì)胞膜脂過氧化，從而形成平衡，促進(jìn)不定根生長。

5　單葉蔓荊鹽分脅迫生理生化特征

水分缺失嚴(yán)重和鹽分含量高是濱海沙灘地生境的2個主要特點，耐旱和耐鹽是該環(huán)境中植物生長必需具備的2個特征。

隨著土壤含水量的降低，單葉蔓荊光合速率表現(xiàn)為先增加后減小，呼吸速率表現(xiàn)為逐步降低[10]。隨著蒸騰作用耗散植株體內(nèi)水分，單葉蔓荊葉片光合作用增強，光合產(chǎn)物運輸導(dǎo)致植株體內(nèi)細(xì)胞水勢降低，呼吸作用減弱，光合產(chǎn)物分解減少，液泡累積鈉離子，降低了細(xì)胞的滲透勢[11]，進(jìn)而促進(jìn)根部吸水能力增強，隨著土壤內(nèi)含水量降低，植株體內(nèi)水勢達(dá)到臨界點，無法維持正常生長，光合速率急劇下降。相對于紫穗槐和火炬樹等沙質(zhì)海岸樹種，單葉蔓荊耐旱能力更強[10]。

隨著土壤鹽分含量增高，單葉蔓荊細(xì)胞質(zhì)膜透性增加，超氧化物歧化酶含量表現(xiàn)為先增加后減少的規(guī)律，土壤鹽分含量達(dá)到一定程度后葉片中的葉綠素、類胡蘿卜素逐漸降低[12]。隨著鹽分脅迫增加，單葉蔓荊通過增加脯氨酸含量、細(xì)胞膜質(zhì)透性和超氧化物歧化酶的策略，保護(hù)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)分子，清除活性氧，降低氧自由基水平，進(jìn)而達(dá)到調(diào)控細(xì)胞質(zhì)滲透勢的效果；單葉蔓荊光合作用隨著鹽分脅迫增強，光合作用減弱程度較為緩慢，同樣能夠較好地適應(yīng)鹽分脅迫環(huán)境。

6　單葉蔓荊的建群效應(yīng)

灌木和草本是沙質(zhì)海岸防護(hù)林的重要組成部分，灌草植被在防風(fēng)固沙和土壤改良方面具有良好的效果。張敦論等[13]認(rèn)為主要分為5種灌草植被類型：①單葉蔓荊、篩草(CarexkobomugiOhwi)、腎葉打碗花(Calystegiasoldanella)群落；②粗毛鴨嘴草(Ischaemumbartatum)、篩草、石沙參(AdenophorapolyanthaNakai)群落；③紫穗槐(AmorphafruticosaLinn.)、白茅[Imperatacylindrica(Linn.) Beauv.]、腎葉打碗花群落；④檉柳(TamarixchinensisLour.)、蘆葦[Phragmitesaustralis(Cav.) Trin. ex Steud]、二色補血草[Limoniumbicolor(Bag.) Kuntze]群落；⑤蘆葦、白茅、刺沙蓬(Salsolaruthenica)群落。楊洪曉等[14]將灌草植被劃分為沙鉆苔草群落、腎葉打碗花群落、粗毛鴨嘴草群落、單葉蔓荊群落、矮生苔草(Carexpumlia)群落和沙引草(Messerschmidiasibirica)群落等主要群落類型。前者是依據(jù)沙質(zhì)海岸土壤成土母質(zhì)沉積方式劃分灌草植被類型，后者則依據(jù)種庫理論進(jìn)行劃分。

無論在哪種植被劃分類型中，單葉蔓荊均起到了重要作用。其中單葉蔓荊的改土效應(yīng)最明顯，具體表現(xiàn)為有單葉蔓荊的沙質(zhì)海岸地段土壤物理黏粒多，土壤速效磷、速效鉀、水解氮和有機質(zhì)含量較高，pH較低[15]，同時能夠有效降低地表風(fēng)速，改善地表空氣濕度和空氣溫度，降低人為踐踏對植物的損傷[16]，提供其他植物種子著生的必需條件，為周圍其他植被提供良好的生存環(huán)境。

[1] 靳光乾,郭慶梅,劉善新,等.不同產(chǎn)區(qū)蔓荊子掃描電鏡觀察[J].中藥研究與開發(fā)，2007,14(10):34-35.

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[4] 孫榮進(jìn),羅光明.單葉蔓荊種子休眠特性研究[J].中草藥，2012,43(8):1621-1625.

[5] 曹曉曉,王奎玲,劉慶超，等.單葉蔓荊繁殖方式研究[C]//張啟翔.中國觀賞園藝研究進(jìn)展，2011.北京：中國林業(yè)出版社，2011.

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[13] 張敦論,喬勇進(jìn),郗金標(biāo),等.膠南市沙質(zhì)海岸灌草植物群落分布及特性的研究[J].山東林業(yè)科技，2000(3):1-4.

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[16] 張敏,潘艷霞,楊洪曉.山東半島潮上帶沙草地的物種多度格局及人為干擾的響應(yīng)[J].植物生態(tài)學(xué)報，2013,37(6):542-550.

Review of Autecology ofVitextrifoliavar. simplicifolia for Coastal Sandy Shelter Forest

CHANG Zong-tao1, HU Sheng-yun2, DU Nan-nan3, WANG Lian-hong5*et al

(1. Forestry Bureau of Muping District in Yantai City, Yantai, Shandong 264001; 2. Forestry Bureau of Yantai City, Yantai, Shandong 364000, 3. Forestry Bureau of Laishan District in Yantai City, Yantai, Shandong 264003; 5.Yantai City Forestry Science Institute, Yantai, Shandong 264000)

Research achievements ofVitextrifoliavar. simplicifolia were reviewed from the aspects of seed morphological identification, seed germination and reproduction pattern, physiological and biochemical characteristics of sand burying and salt stress and so on. The major existing problems inV.rifoliawere summarized; and the corresponding countermeasures were put forward to be futher expanded.

Vitextrifoliavar. simplicifolia; Seed identification; Reproduction mode; Sand burying; Salt stress; Physiological and biochemical characteristics; Founder effects

煙臺市科技發(fā)展計劃項目(2016NC036)。

常宗濤(1970- )，男，山東煙臺人，工程師，從事良種選育研究。*通訊作者，高級工程師，從事林木遺傳育種研究。

2016-08-12

S 727.2

A

0517-6611(2016)27-0160-02