伊朗荒漠化防治中的植物應(yīng)用及其造林模式

劉虎俊 劉淑娟 萬(wàn)翔 劉開(kāi)琳 李菁菁 王方琳 袁宏波 SalmanZare

摘要伊朗氣候和土地類型多樣，孕育了豐富的荒漠植物資源，與我國(guó)西北干旱地區(qū)有部分相似，研究其荒漠植物可為我國(guó)荒漠種質(zhì)資源引進(jìn)提供參考。伊朗干旱荒漠占全國(guó)土地面積的87%，荒漠化防治研究和利用較多的植物有44種，其中耐鹽植物占40.00%，沙生植物種占34.29%，適宜石質(zhì)土地生長(zhǎng)的植物種占14.29%。與我國(guó)荒漠化治理應(yīng)用植物種的相似度為20.45%，屬的相似度為70.45%。檉柳屬（Tamarix）有78.26%的種可供我國(guó)引種。伊朗是具有潛在荒漠種質(zhì)資源引種地，其戈壁和洪水截流造林成功模式對(duì)我國(guó)荒漠化防治也具有參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞伊朗；荒漠；植物資源；相似性；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：S722.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.13601/j.issn.1005-5215.2023.02.017

伊朗是“一帶一路”重要國(guó)家，是中東地區(qū)最大的經(jīng)濟(jì)體之一[1]，也是世界干旱半干旱區(qū)資源利用成效較大的國(guó)家，與我國(guó)有悠久的交流歷史。伊朗是重要的干旱農(nóng)作物起源地之一，農(nóng)業(yè)歷史已有12000年，培育出許多重要的農(nóng)作物種，國(guó)內(nèi)對(duì)其農(nóng)業(yè)格局和發(fā)展多有研究[1，2]。伊朗氣候變化也影響我國(guó)新疆等地氣候條件[2，3]。研究其植物資源對(duì)我國(guó)干旱半干旱區(qū)資源保護(hù)和利用具有重要參考意義。

伊朗地處低緯度，熱量充足，北部春夏秋季較為涼爽，冬季較為寒冷；南部夏季炎熱，荒漠帶占全國(guó)土地面積的87%[4]，西部和西南部是寬闊的扎格羅斯山山系，僅西南部波斯灣沿岸與北部里海沿岸有小面積的沖積平原。中部高原和東部分布大面積干旱荒漠草原、鹽漬化土地和沙漠。伊朗南部沿海地區(qū)屬沙漠性氣候和半沙漠性氣候，干熱季節(jié)可持續(xù)7個(gè)月，冬季溫暖且濕潤(rùn)，降水也往往形成于此時(shí)，這和北下的冷空氣有關(guān)系；夏天處于副熱帶高壓的控制下，氣溫很高，且降水不多[5，6]，加上種類多樣的地形，孕育了豐富的植物資源[4，5]。伊朗沙漠事務(wù)局（BureauofDesertAffairs）確定17個(gè)省份為“荒漠化地區(qū)”，這些省份的人口約占總?cè)丝诘?0%。國(guó)內(nèi)外對(duì)伊朗荒漠格局[5，6]、荒漠化成因[7，8]及荒漠資源利用進(jìn)行了研究，提出了適宜荒漠區(qū)利用的植物資源[5，9]，國(guó)內(nèi)對(duì)伊朗荒漠植物資源的研究較少。伊朗地處低緯度，熱量充足，加上種類多樣的地形，形成了多種優(yōu)良作物，為世界提供了優(yōu)良種質(zhì)資源[10]。我國(guó)的苜蓿、石榴和葡萄都引自伊朗[11]。伊朗分布許多植物種與我國(guó)西北干旱區(qū)相似，如胡楊（Populuseuphratica）和梭梭（Holoxylonammodendron）[12，13]。因此，研究伊朗的荒漠區(qū)資源植物及其造林模式，可為我國(guó)植物種質(zhì)資源引種提供依據(jù)。

1伊朗荒漠化防治引用的植物

在植物地理區(qū)系分區(qū)中，伊朗主要屬于泛北極植物區(qū)的伊朗-土蘭地區(qū)[14]，荒漠區(qū)以溫帶植物為建群種，兼有暖溫帶植物和亞熱帶植物，屬于溫帶亞洲分布和地中海區(qū)至中亞分布及其變型，常見(jiàn)的植物有梭梭屬（Haloxylon）、駝蹄瓣屬（Zygophyllum）、檉柳屬（Tamarix）、沙拐棗屬（Calligonum）、牧豆樹(shù)屬（Prosopis）和仙人掌屬（Cactus）等；有泛熱帶分布及其變型，如樸樹(shù)屬（Celtis）；舊大陸熱帶分布及其變型，如合歡屬（Acacia）[5]。植物種較多的屬有檉柳屬23種[9]、濱藜屬（Atriplex）16種和沙拐棗屬10種[5]。

伊朗應(yīng)用較多的荒漠植物有44種（表1），其中喬木和小喬木有11種，占25.00%；草本有2種，只占4.55%；灌木占70.45%。這些植物種包括了溫帶、曖溫帶、熱帶和亞熱帶植物。溫帶植物占54.55%，曖溫帶植物占20.45%，熱帶植物占13.64%，亞熱帶植物占11.36%。這些植物分屬楊柳科（Salicaceae）、木麻黃科（Casuarinaceae）、夾竹桃科（Apocynaceae）、薔薇科（Rosaceae）、豆科（Fabaceae/Mimosaceae）、胡頹子科（Elaeagnaceae）、苦木科（Simaroubaceae）、柏科（Cupressaceae）、鼠李科（Rhamnaceae）、菊科（Asteraceae）、麻黃科（Ephedraceae）、蒺藜科（Zygophyllaceae）、蓼科（Polygonaceae）、禾本科（Graminiaea）、檉柳科（Tamaricaceae）、藜科（Chenopodiaceae）、莎草科（Cyperaceae）、桃金娘科（Myrtaceae）和桑科（Moraceae）等19個(gè)科。植物屬（種）數(shù)量只有豆科有10種植物，藜科8種，其余各科植物是2種或1種。適應(yīng)區(qū)域較廣的植物種有銀頂白蠟蒿（Artemisiasieberi），在全國(guó)46%的地區(qū)都可分布，還有沙棗（Elaeagnusangustifolia）、刺槐（Robiniapseudoacacia）、臭椿（Ailanthusglandulosa）、南歐紫荊（Cercissilliquastrum）等適宜生長(zhǎng)區(qū)域也相對(duì)較大。

從適宜土壤可分為耐鹽植物、沙生植物和耐貧瘠石質(zhì)土壤的植物。其中耐鹽植物較多，占40.00%，代表植物有胡楊、南歐紫荊、赤桉（Eucalyptuscamaldulensis）、板足駝蹄瓣（Zygophyllumeurypterum）、鹽生白刺（Nitrariaschoberi）、灌木狀堿蓬（Suaedafruticosa）、白莖蓬（Seidlitziarosmarinus）、鹽花蓬（Halanthiumraiflorum）、柔黃花牧豆樹(shù)（Prosopisjuliflora）、Artemisiasieberi及木麻黃屬（Casuarina）、檉柳屬、豬毛菜屬（Salsola）、濱藜屬植物。

沙生植物種有Ephedrastrobilacea、Astragalussquarrosus、Smirnoviairanica、Ammodendronpersicum、Cyperusconglomerates、白莖蓬、Artemisiasieberi、羽毛針禾（Stipagrostisplumosa）、單刺蓬（Cornulacamomocantha）、Cenchrusciliaris及沙拐棗屬、梭梭屬植物，占植物總數(shù)的34.29%。

耐貧瘠石質(zhì)土壤的植物主要有Amygdaluslycioides、光葉翼蓼（Pteropyrumaucheri）、樸樹(shù)（Celtiscaucasica）、無(wú)花果（Ficuscarica）、柔黃花牧豆樹(shù)。應(yīng)用較多的植物種有敘利亞棗（Ziziphusspina-christi）、白莖蓬、鹽生白刺、刺山柑（Capparisspinosa）、赤桉、柔黃花牧豆樹(shù)及合歡屬、濱藜屬、沙拐棗屬、檉柳屬、梭梭屬、豬毛菜屬植物。

2與我國(guó)荒漠區(qū)植物相似性比較

伊朗大部分地區(qū)是荒漠和草原氣候[2]，位于撒哈拉-阿拉伯區(qū)熱帶亞熱帶荒漠，部分地區(qū)屬于亞洲溫帶荒漠，與我國(guó)西北干旱區(qū)有部分相似性。通過(guò)兩地都有分布的植物與植物總數(shù)比值百分?jǐn)?shù)說(shuō)明中伊兩國(guó)荒漠化治理應(yīng)用植物的相似度，種的相似度為20.45%，屬的相似度為70.45%（表1）。文獻(xiàn)報(bào)道[5，9]的伊朗荒漠植物在我國(guó)分布種有9種，如胡楊、沙棗、刺槐（人工種植）、臭椿、刺山柑、無(wú)花果（Ficuscarica）和鹽生白刺等，主要分布在新疆、甘肅和內(nèi)蒙古西部。同屬分布的溫帶荒漠區(qū)常見(jiàn)植物種有沙拐棗、白刺及檉柳屬的無(wú)葉檉柳（Tamarixaphylla）、多枝檉柳（T.ramosissima）、蜜花檉柳（T.arceuthoides）、剛毛檉柳（T.hispida）和紫桿檉柳（T.androssowii），以及梭梭屬的梭梭（Holoxylonammodendron）、白梭梭（H.persicum）等，在我國(guó)北方荒漠化防治中大量應(yīng)用。伊朗適宜中國(guó)北方的潛在引種植物種有12種（表2），我國(guó)沒(méi)有分布的一些植物比較特別，如Amygdaluslycioides，在150～250mm降水量可正常生長(zhǎng)，是貧瘠的石質(zhì)山地優(yōu)良水土保持樹(shù)種。我國(guó)荒漠區(qū)的駝蹄瓣屬（Zygophyllum）都是草本植物[15]，而Zygophyllumeurypterum則是枝條柔軟呈藤本狀的灌木，高度可達(dá)1.5～2.0m，種子和插條都可以繁殖，是干旱區(qū)荒漠草地重要的植物種。我國(guó)分布的濱藜屬植物多為草本[15]，而伊朗的鹽堿地治理所用濱藜屬植物種有1年生、多年生和常綠灌木，耐鹽漬和黏性土壤，是有潛在利用價(jià)值的草地荒漠化治理植物。波斯銀砂槐（Ammodendronpersicum）平均高度約為2m，最高可達(dá)到6.8m，適應(yīng)沙地、鹽堿地和鈣質(zhì)土壤，適宜氣溫為-10～51℃，可種子繁殖，羊和駱駝喜食其葉和種子，是荒漠草地的建群植物種。柔黃花牧豆樹(shù)適應(yīng)貧瘠、粗質(zhì)和鹽漬地，其木質(zhì)堅(jiān)硬，是經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的家具用材，樹(shù)皮可用于鞣革，羊等家畜喜食其花果葉，是一種利用價(jià)值較高的樹(shù)種。另外，赤桉和木麻黃屬、合歡屬植物在我國(guó)南方亞熱帶區(qū)有分布或人工種植。

3荒漠區(qū)造林模式

伊朗在荒漠區(qū)風(fēng)沙危害嚴(yán)重區(qū)域植樹(shù)造林以保護(hù)村鎮(zhèn)、居住生活設(shè)施、交通通信設(shè)施等。流動(dòng)沙丘造林方式有直接造林、噴撒瀝青固定流沙造林，也根據(jù)區(qū)域環(huán)境特征，采用相應(yīng)工程措施造林。其中戈壁積沙造林和洪水截流造林都是利用了區(qū)域風(fēng)沙優(yōu)勢(shì)和山區(qū)流水特征而開(kāi)展的，取得了良好效果。

3.1戈壁積沙造林

戈壁由粗砂和礫石組成，地勢(shì)起伏平緩，表層覆蓋礫石，滲透性極好，溫差大，保水保肥性極差，風(fēng)大沙多。為了減少風(fēng)沙危害，伊朗科技人員應(yīng)用戈壁開(kāi)溝造林方法，提高了造林成活率，形成了戈壁防風(fēng)固沙林。

這種造林方法是在造林地開(kāi)溝，利用自然風(fēng)力在溝內(nèi)積沙塵，使植樹(shù)溝內(nèi)的土壤條件得到改善，創(chuàng)造有利植物生長(zhǎng)的小環(huán)境。開(kāi)溝方向與主風(fēng)向垂直，全年起沙風(fēng)向以偏西風(fēng)和西北風(fēng)為主，則溝向?yàn)闁|北和東南方向，開(kāi)溝要直并互相平行。根據(jù)具體情況確定溝間距離，一般采用100m溝距，也有縮小溝距進(jìn)行多帶配置。溝寬50～100cm，深50cm，挖出的土堆放在下風(fēng)側(cè)溝邊上，斷面堆成梯形。開(kāi)溝時(shí)間要在造林前1～2年的秋季進(jìn)行，經(jīng)過(guò)冬春2個(gè)風(fēng)季，風(fēng)將細(xì)沙吹到溝內(nèi)，等積沙厚度超過(guò)30cm就可以造林了。造林采用常規(guī)栽植方法，于每溝內(nèi)植樹(shù)1行，根據(jù)樹(shù)種確定株距，造林樹(shù)種主要是檉柳和梭梭。戈壁開(kāi)溝積沙造林有利于蓄水保墑，造林效果顯著。

3.2洪水截流造林

伊朗的山地面積大，極易有暴雨發(fā)生，土壤侵蝕和泥石流等自然災(zāi)害多發(fā)。為了防止水土流失，提高水資源利用效率，伊朗加強(qiáng)了洪水利用模式、水土保持及河流泥沙的研究和治理，并取得了一定的成績(jī)。其中洪水溢流壩工程是一項(xiàng)水土保持和洪水利用綜合模式。這是一種截留暴雨形成的徑流，并且安全分散，提高偶爾高強(qiáng)度降水的經(jīng)濟(jì)利用水資源的模式。通過(guò)觀測(cè)洪水流經(jīng)路線，在適當(dāng)位置修筑半封閉水壩，截留一部水，在其下游一定位置再修一條半封閉水壩，這樣依次修筑若干條水壩，沿河道形成水壩群，將洪水分散截留，使其梯次下泄，形成若干水塘或淤積地，減輕洪水災(zāi)害。同時(shí)，截留也增加了洪水下滲率，提高了下游地下水位，改變了流域水資源的分配模式，充分利用了有限水資源。

根據(jù)造林目標(biāo)，通過(guò)這種溢流壩攔截洪水，在壩地及其周圍植樹(shù)造林。也可利用水源蓄水，抽提灌溉造林。根據(jù)地形，溢流壩設(shè)計(jì)為半封閉式多級(jí)淤地壩，自然集水坡面能有效截留地表徑流，減少水土流失，形成淤壩地。在壩地造林，林分郁閉后不僅保持水土，也成為水源涵養(yǎng)林，調(diào)節(jié)雨水。另外，也可以在水塘周圍造林，這種造林模式有效控制了山區(qū)的水土流失，減少了河流泥沙，削減了洪水危害，為流域內(nèi)的林業(yè)生產(chǎn)提供了有利條件。

4討論與結(jié)論

伊朗荒漠主體部分屬于撒哈拉-阿拉伯區(qū)熱帶亞熱帶荒漠[16]，15%的土地呈鹽漬化，鹽漠面積相對(duì)較大，60%的耕地受風(fēng)蝕影響，大面積分布鹽漬地、裸地和巖漠，沙漠面積相對(duì)較小[6]，在地下水較高和泉水涌出的地方出現(xiàn)綠洲[5]，植物種集中分布。伊朗高原全年盛行大風(fēng)，夏季以北風(fēng)或西北風(fēng)為主，冬季以東風(fēng)或東北風(fēng)為主，在內(nèi)陸、美索不達(dá)米亞平原和里海沿岸都有著相當(dāng)強(qiáng)的“焚風(fēng)”效應(yīng)。在炎熱的下午地面急劇升溫還會(huì)引發(fā)沙塵暴，地方性風(fēng)中最為有名的是錫斯坦的“一百二十日風(fēng)”（Windof120days）。這些嚴(yán)酷的地理和氣候環(huán)境限制了植物分布，加之海陸位置作用，形成了特殊的植被類型。

伊朗的干旱荒漠帶植被占全國(guó)土地面積的87%，分布有豐富的荒漠植物種[17]，植物資源約有190屬8500～9500種植物，其中2324種在伊朗本土廣泛應(yīng)用[18]?；哪畢^(qū)研究和利用較多的植物有44種，在干旱區(qū)營(yíng)林計(jì)劃中取得顯著成效的植物品種有22種[19]～35種[5]，分屬19科，這些科的植物種多為少種屬。這與我國(guó)沙漠地區(qū)的植物屬（種）單一的特征相似[20，21]。伊朗應(yīng)用的荒漠植物種與我國(guó)西北干旱區(qū)有相似類型，特別是新疆及河西走廊地區(qū)有部分相似性，荒漠區(qū)應(yīng)用較多的植物9種，在新疆、甘肅和內(nèi)蒙古西部分布[12，13]。植物地理學(xué)分析中，地中海區(qū)、西亞至中亞分布是中國(guó)干旱荒漠區(qū)植物區(qū)系的同類型屬中比例最高的[21]，與伊朗荒漠的植物地理區(qū)系類型相似。檉柳屬植物適應(yīng)鹽堿土壤，是鹽漬化土地生態(tài)建設(shè)的常用植物，我國(guó)有18種2變種[22]，伊朗分布23種[9]，其中兩國(guó)都有分布的種有5種，還有78.26%的種可供我國(guó)引種。另外，伊朗所使用植物有些種比較特別，可供我國(guó)荒漠區(qū)引種應(yīng)用。如駝蹄瓣屬[23]的藤本灌木Zygophyllumeurypterum，1年生、多年生和常綠耐鹽漬和黏性土壤的濱藜屬植物，還有適應(yīng)我國(guó)南方亞熱帶區(qū)的木麻黃屬和合歡屬植物種，這些植物種是具有潛在引種價(jià)值的植物種。

伊朗進(jìn)行了大范圍的防治荒漠化工作，采取了化學(xué)、生物固沙，營(yíng)造防風(fēng)防沙林[24]。造林方式以分植物種采取相應(yīng)措施，草本植物治沙有移栽也有直播，而喬灌木治沙則是苗木移植，流動(dòng)沙丘造林方式有直接造林、噴撒瀝青固定流沙造林[6]。流沙地造林不整地，而戈壁和洪水溝造林，進(jìn)行開(kāi)溝和淤地壩工程。戈壁積沙造林則利用風(fēng)沙活動(dòng)規(guī)律，在種植溝積沙，改善了土壤條件，提高造林成活率。這種模式在我國(guó)的戈壁造林中也得到證明，效果良好[25，26]。建立大壩是伊朗防止水土流失的重要方法[27]，溢流壩淤地蓄水造林，提高了水分利用率，增加了造林成活率，也降低了洪水的災(zāi)害，取得了防洪和蓄水造林雙贏的效果[28]。

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收稿日期：2022-10-12

基金項(xiàng)目：甘肅省林業(yè)和草原局項(xiàng)目“中西亞國(guó)家荒漠化防治與治理技術(shù)合作研究”（ky2009）；甘肅省科技計(jì)劃項(xiàng)目“中伊干旱沙區(qū)植物資源評(píng)價(jià)與可持續(xù)利用合作研究”（20YF3WA006），“基于新材料新技術(shù)的荒漠化防治”（20JR5RA098）

作者簡(jiǎn)介：劉虎?。?965-），男，甘肅禮縣人，研究員，主要從事荒漠生態(tài)研究，E-mail：hujunliu66@163.com

通信作者：萬(wàn)翔（1988-），女，甘肅景泰人，副研究員，主要從事荒漠生態(tài)研究，E-mail：1659867376@qq.com