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白龙江干旱河谷不同抗旱树种造林适应性

刘虹涛

刘虹涛. 白龙江干旱河谷不同抗旱树种造林适应性[J]. 四川林业科技, 2022, 43(3): 67−70 doi: 10.12172/202111190002
引用本文: 刘虹涛. 白龙江干旱河谷不同抗旱树种造林适应性[J]. 四川林业科技, 2022, 43(3): 67−70 doi: 10.12172/202111190002
LIU H T. Drought resistance and afforestation suitability of different tree species in Bailongjiang arid valley[J]. Journal of Sichuan Forestry Science and Technology, 2022, 43(3): 67−70 doi: 10.12172/202111190002
Citation: LIU H T. Drought resistance and afforestation suitability of different tree species in Bailongjiang arid valley[J]. Journal of Sichuan Forestry Science and Technology, 2022, 43(3): 67−70 doi: 10.12172/202111190002

白龙江干旱河谷不同抗旱树种造林适应性


doi: 10.12172/202111190002
详细信息
    作者简介:

    刘虹涛(1983—),男,工程师,21200590@qq.com

  • 基金项目:  白龙江干旱河谷脆弱生态区植被恢复技术研究示范项目(090NKCK119)

Drought Resistance and Afforestation Suitability of Different Tree Species in Bailongjiang Arid Valley

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    出版历程
    • 收稿日期:  2021-11-19
    • 网络出版日期:  2022-04-21
    • 刊出日期:  2022-06-25

    白龙江干旱河谷不同抗旱树种造林适应性

    doi: 10.12172/202111190002
      作者简介:

      刘虹涛(1983—),男,工程师,21200590@qq.com

    基金项目:  白龙江干旱河谷脆弱生态区植被恢复技术研究示范项目(090NKCK119)

    摘要: 白龙江干旱河谷是长江水系北部的生态脆弱和敏感区,为该区域生态重建和恢复科学选择适宜的造林树种,本研究选择2年生以上酸枣、柠条、狼牙刺、文冠果、荆条和4年生的侧柏为试验材料,通过荒地栽植1年后,统计不同树种成活率,测定抗氧化酶(SOD、POD、 CAT)和渗透调节物质(可溶性糖、脯氨酸和、溶性蛋白)。结果表明:狼牙刺、酸枣和荆条不仅成活率较高,而且植株叶片SOD、POD、 CAT、可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白含量也较高,说明狼牙刺、酸枣和荆条抗旱性较强,更能适应较为干旱的区域。

    English Abstract

    • 干旱河谷指高山峡谷区下部干热,四周环境相对湿润,植被稀疏,以灌丛和草本为主的区域[1],属于局部干旱生境[2],中国的干旱河谷主要分布在岷江、金沙江、大渡河、雅砻江上游和嘉陵江支流等地区[3],该区域降雨量少,蒸发量大,水热矛盾突出,土壤质地不良,蓄水能力低下,水土流失严重,地质灾害频发,生态敏感脆弱[4],该区域植被恢复与重建已是当前主要任务之一。

      白龙江干旱河谷是长江水系北部的生态脆弱带和敏感区,也是长江上游至关重要的水源涵养、水土保持区[5],近年来由于人为过度放牧、采药、采矿、乱砍滥伐等,致使植被严重退化,泥石流和滑坡等地质灾害频发,水土流失严重,植被恢复困难[6-7],具有向荒漠化发展的趋势[2]。选择适宜树种造林,成为改善干旱河谷生态植被的重要措施之一[8]。陈峰等[9]研究筛选出5种乔木树种适宜岷江干旱河谷造林。谢飞等[10]采用盆栽试验,通过渗透调节物质、抗氧化酶和叶绿素等指标研究认为狼牙刺(Sophora davidii酸枣(Ziziphus jujuba var. spinosa)、荆条(Vitex negundo var. heterophylla)抗旱性较强。王飞[2]、李玉[11]等人对白龙江干旱河谷主要灌丛调查研究表明:狼牙刺、酸枣、荆条、柠条(Caragana korshinskii)、文冠果(Xanthoceras sorbifolium)和侧柏(Platycladus orientalis)是白龙江干旱河谷区主要建群种。干旱河谷区域分布广,不同区域生境也不同,本研究在前人调查的基础上选取白龙江干旱河谷主要建群种狼牙刺、酸枣、荆条、柠条、文冠果和侧柏等为研究对象,通过育苗和造林试验,统计造林成活率,分析抗旱生理指标等生态学特征,分析不同树种的适应特征,提出适宜白龙江干旱河谷区域栽植树种,丰富白龙江干旱河谷造林树种多样性。

      • 试验地位于白龙江干旱河谷区,102º46′—104º52′E、33º04′—35º09′N,属典型的西南高山地形;亚热带气候,气候干燥,气温度、降水垂直梯度和水平差异明显。年均降水300~500 mm,集中在5—10月,占比>85%;年蒸发量是降水量的3~5倍;年均气温13.1 ℃,年均无霜期223 d。白龙江地处青藏高原东北边缘,为长江二级支流,河道落差大,流域区内滑坡、泥石流等灾害频发,植被以旱生灌丛和草丛为主,建群种主要为旱生具刺灌木和耐旱草本。试验造林地海拔1100~1200 m,坡向半阳坡,坡度19.2°,土壤以山地褐土为主,植被盖度小于50%[12-13]

      • 供试容器苗同圃自育,播种所用种子为白龙江拱坝河流域自采,基质为3 泥炭土:1蛭石。酸枣、柠条、狼牙刺、文冠果、荆条苗龄2年,苗高酸枣34 cm、柠条62cm、狼牙刺52 cm、文冠果16.5 cm、荆条71.5 cm,容器选用规格8 cm×10 cm的营养钵;侧柏苗龄4年,苗高76 cm,容器规格8 cm×10 cm。

      • 造林试验于2019年4月20日进行。采用完全随机设计,每个树种3次重复,每个重复小区植苗200株,株行距为1 m×2 m。次年秋季调查成活率,一次随机抽查100株,分别记录成活和死亡株数。

        样品采集。2020年7月25日在每个重复小区随机选取10株长势良好、健壮、无病虫害和无机械损伤的植株,在每个树冠上部、中部和下部的东、西、南、北四个方向采集叶片,每种植物叶片均匀混合装入液氮瓶密封带回实验室备用。

        抗氧化酶活性和渗透调节物质的测定:氧化物歧化酶(SOD)采用氮蓝四唑法测定,过氧化物酶(POD)采用愈创木酚法测定,过氧化氢酶(CAT)采用紫外吸收法测定;渗透调节物质脯氨酸采用茚三酮比色法测定,可溶性糖采用蒽酮比色法测定,可溶性蛋白采用考马斯亮蓝 G-250染色法测定[10]

      • 测定数据采用Microsoft Excel 2010和SPSS Statistics 17.0软件进行处理和分析。

      • 成活率是反映栽培树种应对干旱环境的抵抗能力的体现, 白龙江干旱河谷6种不同造林树种成活率见图1,由图1可知,狼牙刺成活率最高(92%),文冠果成活率最低(57%)。狼牙刺、侧柏、柠条、文冠果互相之间差异有统计学意义(P<0.05),说明四者数值差异不属于随机变化范畴,即差异真实存在,造林成活率依次降低;酸枣与狼牙刺差异无统计学意义,说明二者的数值差异属于随机变化范畴,即酸枣造林成活率与狼牙刺相同;荆条与狼牙刺、侧柏差异无统计学意义,说明荆条造林成活率分别等同于狼牙刺、侧柏,即介于二者之间。因此,6个树种抗旱造林适宜性能优劣顺序为狼牙刺、侧柏、柠条、文冠果,酸枣等同于狼牙刺,荆条介于狼牙刺与侧柏之间。

        图  1  白龙江干旱河谷不同造林树种成活率

        Figure 1.  Survival rate of different afforestation tree species in Bailongjiang arid valley

      • 抗氧化物质通过清除植物体内活性氧,减少由于干旱引起的氧化胁迫对植物造成的不良影响,从而提高植物的抗旱性[14]。由图2可知,不同树种抗氧化物酶的含量相差较大。荆条的SOD含量最大(218.72 U·g−1),荆条和酸枣的SOD相差不大,文冠果的最小(112.86 U·g−1),仅是荆条的一半;狼牙刺POD含量最大为221.84 U/g,文冠果最小为48.96 U/g,狼牙刺POD含量是文冠果的4.5倍,柠条、荆条、侧柏和文冠果的相差不大;CAT含量相差不大,最大的为狼牙刺,最小的为柠条;酸枣与荆条的SOD含量差异无统计学意义,二者之间差异属于随机变化范畴,酸枣、狼牙刺、侧柏、柠条、文冠果SOD含量相互之间有统计学意义且含量依次减少;荆条与侧柏的POD和CAT含量差异无统计学意义,其他之间均呈显著相关性;酸枣的3种不同抗氧化酶含量均较高,整体呈现出较强的抗旱性。

        图  2  白龙江干旱河谷不同抗氧化物酶含量的相关性

        Figure 2.  Correlation of different antioxidant enzyme contents in Bailongjiang arid valley

      • 可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白是植物重要的渗透调节物质,为植物提供能量,提高细胞信号传递和细胞质浓度,进而提高植物抗旱性[15]。由图3可知,不同造林树种3种渗透调节物质含量相差较大。酸枣的可溶性糖含量最大是文冠果的3倍,荆条与侧柏的可溶性糖含量无统计学意义,及不存在显著性差异,其他物种之间可溶性糖含量均呈显著性差异;脯氨酸含量在289.63~573.79 ug·g−1之间,狼牙刺最大,文冠果最小,酸枣和侧柏之间无统计学意义,侧柏与柠条之间无统计学意义,其他相互之间均存在统计学意义,呈显著性差异;可溶性蛋白含量依次是文冠果<侧柏<柠条<荆条<酸枣<狼牙刺,狼牙刺的含量最大(26.97 ug·g−1)是酸枣(13.62 ug·g−1)的2倍,是文冠果(5.79 ug·g−1)的3倍,狼牙刺3种渗透调节物质均较高,则抗旱性较强。

        图  3  白龙江干旱河谷不同造林树种渗透调节物质含量

        Figure 3.  Content of osmotic adjustment substances of different afforestation tree species in Bailongjiang arid valley

      • 植物的抗旱性是植物受到不适宜生长发育条件而产生的阶段性反应,不同树种的抗旱性不同[10]。通过对白龙江干旱河谷6种不同树种造林试验成活率分析可知:狼牙刺和酸枣的成活率最高且都超过了90%,荆条和侧柏成活率大于80%,文冠果的成活率仅为57%,文冠果的根为肉质根,在植株生长过程中需要较多的光照和水分[10],因干旱河谷区域干燥少雨,土壤水分低,故成活率较低;对6种不同造林树种的渗透调节物质和抗氧化酶活性的6个指标进行差异性分析可以看出,不同指标其抗旱性评价所筛选出的抗旱树种不尽相同,这与谢飞[10]等人的研究一致,本研究中SOD含量最高的是荆条,其次是酸枣和荆条,且两者相差不大,然后是狼牙刺;POD和CAT含量狼牙刺的最高,酸枣和荆条次之,说明狼牙刺、荆条和酸枣具有较好的抗旱性,文冠果抗氧化物酶含量最低,抗旱性差;渗透调节物质中可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白的含量和抗氧化物酶的含量相吻合,即狼牙刺、酸枣和荆条含量最高,文冠果最低。通过存活率、渗透调节物质和抗氧化酶活性综合可知在6种不同造林树种中狼牙刺、酸枣和荆条的抗旱性最强,文冠果的最低。因此,不同区域应根据树咱的抗旱性进行选择配置。

    参考文献 (15)

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