祁連山木本具刺植物資源調(diào)查及造林技術(shù)研究

王尚雄

(甘肅祁連山國家級自然保護(hù)區(qū)管護(hù)中心祁連自然保護(hù)站,甘肅 天祝 733000)

牛羊啃食是造林之大敵,在牧區(qū)造林地牛羊啃食常導(dǎo)致幼苗大面積缺失,郁閉度降低,最終消亡。在造林中為了阻止牛羊啃食和人為踐踏破壞,常在造林區(qū)周圍布設(shè)鐵絲圍欄,指派專人看管,其管護(hù)成本較高,還影響了野生動物遷徙,每年都有一定數(shù)量的野生動物在遷徙途中受到圍欄的傷害[1]。木本具刺植物在長期的進(jìn)化中形成了自我防御刺狀器官,有效阻止了食草動物的取食,提高了種群的生存和繁衍能力[2]。在造林時選擇木本具刺植物可防止牛羊啃食,節(jié)省圍欄設(shè)施投入,降低造林成本,還可減少圍欄對野生動物遷徙的阻止和傷害。

祁連山位于青藏高原北緣,橫跨甘肅、青海兩省,東西長1 000 km,南北寬200～300 km,境內(nèi)雪山、峽谷、草原、森林等地質(zhì)地貌交錯分布,多樣的地形地貌和氣候類型孕育了豐富的植物資源,是我國西北植物多樣性最豐富的地區(qū)之一[3]。本文開展祁連山地區(qū)木本具刺植物資源調(diào)查,人工引種繁殖和造林試驗,可有效發(fā)掘野生植物資源,拓展特殊用途造林樹種,為牧區(qū)防牛羊啃食和提高造林質(zhì)量提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

資源調(diào)查地:木本具刺植物資源調(diào)查以祁連山國家公園為界,面積5.02×104km2,該地整體為大陸性高原季風(fēng)氣候,年均氣溫-2 ℃,年降水量300～500 mm,年均蒸發(fā)量1 200 mm,無霜期90～120 d。境內(nèi)森林覆蓋率32.4%,植物資源主要分布于海拔2 500～3 300 m森林和草原地帶。

人工引種繁殖地:調(diào)查到的木本具刺植物繁殖地為祁連山國家公園腹地天?？h天堂鎮(zhèn)天堂苗圃,該地海拔2 250 m,年均氣溫2.8 ℃,年均降水量532 mm,無霜期120 d。土壤為河灘沙壤。該地交通便利,灌溉設(shè)施齊備,育苗歷史悠久。

造林試驗地:調(diào)查到的木本具刺植物造林試驗地設(shè)在祁連山支系毛毛山南麓天?？h松山鎮(zhèn)達(dá)隆村,該地海拔2 450 m,年均氣溫1.8 ℃,年均降水量450 mm,無霜期120 d。該地地勢平坦,土壤為山地栗鈣土,灌溉設(shè)施齊備,是天祝縣義務(wù)植樹基地。

1.2 試驗方法

具刺植物資源調(diào)查:2017年1-12月通過野外踏查采集木本具刺植物標(biāo)本,拍照后與彩色圖譜[4]比對進(jìn)行鑒定。并記錄不同木本具刺植物的分布海拔和生長地地形地貌。

人工引種繁殖試驗:2017年10-12月采集調(diào)查到的木本具刺植物種子沙藏處理,2018年3月下旬取出沙藏種子進(jìn)行播種試驗。2018年3月上旬萌芽前采集調(diào)查到的木本具刺植物一年生硬枝作插條,并用ABT生根粉(含生長素IAA 30%,萘乙酸NAA 20%,由中國林業(yè)科學(xué)研究院生產(chǎn))200 mg/L溶液浸泡插條基部6 h后進(jìn)行扦插試驗。2018年6月底統(tǒng)計不同植物播種發(fā)芽成活率和扦插成活率。

播種發(fā)芽成活率(%)=(出苗數(shù)/播種數(shù))×100%

扦插成活率(%)=(成活插條數(shù)/扦插數(shù))×100%

造林試驗:2019年3月上旬對調(diào)查的木本具刺植物進(jìn)行造林試驗,造林密度株距×行距為2 m×4 m。造林植物為虎耳草科茶藨子屬,薔薇科懸鉤子屬、桃屬,豆科錦雞兒屬,胡頹子科沙棘屬,選用一年生籽播苗。小檗科小檗屬,薔薇科薔薇屬,茄科枸杞屬植物選用一年生扦插苗造林。2019年12月底統(tǒng)計栽植成活率,2022年12月底統(tǒng)計保存率,每樹種隨機(jī)抽取10株測定株高和冠幅,并對不同樹種防牲畜破壞能力進(jìn)行客觀描述。

成活率(%)=(已成活苗木數(shù)/栽植數(shù))×100%

保存率(%)=(成活苗木保存數(shù)/栽植數(shù))×100%

1.3 數(shù)據(jù)處理

不同試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2007軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 祁連山木本具刺植物資源調(diào)查

由表1可知,祁連山地區(qū)共調(diào)查到木本具刺植物資源27種,隸屬8個屬6個科。其中分布最多的是薔薇科有3屬7種,占總種數(shù)的25.93%,分別是小葉薔薇、刺薔薇 、峨眉薔薇、西北薔薇、紫色懸鉤子、秀麗梅和蒙古扁桃。其次是小檗科和豆科,均有1屬6種,均占總種數(shù)的22.22%,虎耳草科、胡頹子科和茄科分布較少,分別占總種數(shù)的14.81%、7.41%和7.41%。

調(diào)查到的27種木本具刺植物資源分布于海拔1 500～4 000 m林下、灌叢、河谷、山坡、沙地和田埂等地。因不同植物資源在長期的進(jìn)化中適應(yīng)了不同的生長環(huán)境,分布地海拔、土壤水分、肥力和生長環(huán)境光照等差異較大。其中檸條錦雞兒和寧夏枸杞分布海拔較低,為1 500～2 200 m;匙葉小檗、刺檗和甘青茶藨子等7種植物資源分布海拔在2 200～2 500 m;鮮黃小檗、擬小檗等植物資源分布海拔在2 500～3 000 m;鬼箭錦雞兒和肋果沙棘2種分布海拔最高和最廣,為2 800～4 000 m。

調(diào)查到的植物資源中小檗科小檗屬、虎耳草科茶藨子屬、薔薇科薔薇屬、懸鉤子屬植物普遍耐陰;薔薇科桃屬、豆科錦雞兒屬和茄科枸杞屬植物普遍抗旱、喜光、耐瘠薄;胡頹子科沙棘屬植物喜光、喜沙壤土和地下水位較高生長地。

2.2 祁連山木本具刺植物人工引種繁殖試驗

由表2可知,祁連山地區(qū)調(diào)查到的27種木本具刺植物人工引種繁殖后,播種發(fā)芽成活率和硬枝扦插成活率差異較大。小檗科小檗屬、薔薇科薔薇屬、茄科枸杞屬植物硬枝扦插成活率均高于播種發(fā)芽成活率。虎耳草科茶藨子屬、薔薇科懸鉤子屬、桃屬、豆科錦雞兒屬和胡頹子科沙棘屬植物播種發(fā)芽成活率均高于硬枝扦插成活率。調(diào)查到的27種木本具刺植物中只有甘青茶藨子播種發(fā)芽成活率大于90%,長刺茶藨子、狹果茶藨子、冰川茶藨子、檸條錦雞兒、中國沙棘和肋果沙棘播種發(fā)芽成活率均在80%～90%。擬小檗、峨眉薔薇、黑果枸杞和寧夏枸杞硬枝扦插成活率均在80%～90%。以上樹種通過播種或扦插繁殖能滿足造林綠化對苗木的需求。

2.3 祁連山木本具刺植物造林試驗

由表3所示,祁連山地區(qū)調(diào)查到的27種木本具刺植物造林后,栽植成活率、保存率、株高和冠幅差異較大。其中表現(xiàn)較好的有長刺茶藨子成活率、保存率,株高和冠幅分別為82.12%、80.15%、98.43 cm和62.13 cm;狹果茶藨子成活率、保存率,株高和冠幅分別為86.07%、85.07%、112.04 cm和48.16 cm;甘青茶藨子成活率、保存率,株高和冠幅分別為88.37%、86.42%、74.55 cm和82.21 cm;冰川茶藨子、西北薔薇、檸條錦雞兒、中國沙棘等以上樹種栽植成活率、保存率和生長量能滿足造林需求,且牛羊忌食。其他種的成活率和保存率均小于80%,與造林需求有一定的差距。

表3 祁連山木本具刺植物生長特性

3 結(jié)論與討論

本試驗在祁連山地區(qū)調(diào)查到木本具刺植物資源27種,隸屬于8個屬6個科,其中虎耳草科茶藨子屬長刺茶藨子、狹果茶藨子、甘青茶藨子、冰川茶藨子,薔薇科薔薇屬峨眉薔薇,豆科錦雞兒屬檸條錦雞兒,胡頹子科沙棘屬中國沙棘的播種發(fā)芽成活率或扦插成活率、栽植成活率、保存率均在80%～92%,按照《造林技術(shù)規(guī)程》(GB 15776-2016)驗收標(biāo)準(zhǔn)(發(fā)芽成活率或扦插成活率、栽植成活率和保存率均>80%)[5],可在祁連山地區(qū)造林中推廣應(yīng)用。小檗科小檗屬擬小檗扦插成活率和栽植成活率達(dá)80%～81%、但保存率小于80%,薔薇科薔薇屬西北薔薇扦插成活率小于80%,但栽植成活率和保存率達(dá)81%～86%,茄科枸杞屬植物黑果枸杞、寧夏枸杞的扦插成活率分別為80.05%、82.47%,但栽植成活率和保存率均小于80%,建議在造林中可作為候補樹種。剩余的樹種播種發(fā)芽率、扦插成活率、栽植成活率或保存率一項或多項指標(biāo)小于70%,有待提高繁殖技術(shù)和造林技術(shù)后再應(yīng)用于造林。

野生植物資源在長期的進(jìn)化中形成諸多抗逆境能力,包括抗寒、抗旱、耐瘠薄和抗食草動物取食等能力[6],在造林樹種選用中優(yōu)先選用抗性較強(qiáng)的鄉(xiāng)土或野生樹種是降低遠(yuǎn)距離引種風(fēng)險,實現(xiàn)適地適樹,提高造林質(zhì)量一貫遵循的原則[7-8]。祁連山是我國西部重要的生態(tài)安全屏障,對阻止風(fēng)沙南侵和保障河西走廊三大內(nèi)陸河疏勒河、黑河和石羊河供水安全具有十分重要的意義[9]。植樹造林是生態(tài)修復(fù)的重要措施之一[10]。李云鳳等[11]用具刺植物建造生物圍欄成本低,封育效果好,利用時間長。李一為等[12]研究表明具刺植物可有效防人、防牲畜,起到生物隔離防護(hù)作用。用作高速公路和鐵路圍欄后既環(huán)保,美觀,又節(jié)省成本。賀猛等[13]用刺籬植物替代金屬隔離柵應(yīng)用于云南省高速公路后,觀察到刺籬除具有良好的隔離效果和抗逆性外,還具有景觀效應(yīng)。本試驗中也觀察到祁連山部分具刺植物除具有很高的繁殖成活率外,栽植后成活率、保存率、生長量較高,這些部分得益于具刺植物刺狀器官對人畜的防范,提高了自我保護(hù)能力。