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Volume 43 Issue 3
Jun.  2022
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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

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


doi: 10.12172/202111190002
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  • Received Date: 2021-11-19
    Available Online: 2022-04-21
  • Publish Date: 2022-06-09
  • Bailongjiang arid valley is an ecological fragile and sensitive zone in the north of Yangtze River system. In order to scientifically choose suitable afforestation tree species for ecological reconstruction and restoration in this region, more than 2-year-old Zizyphus jujube, Caragana korshinskii, Sophora davidii, Xanthoceras sorbifolium, Vitex negundo and 4-year-old Platycladus orientalis were chosen as experimental materials. After planting for one year, the survival rate of different tree species were measured, and antioxidant enzymes (SOD, POD, CAT) and osmotic regulation substances (soluble sugar, proline and soluble protein) were determined. The results showed that Zizyphus jujube, Sophora davidii, Vitex negundo not only had higher survival rate, but also had higher contents of SOD, POD, CAT, soluble sugar, proline and soluble protein in the leaves, which indicated that Zizyphus jujube, Sophora davidii, Vitex negundo had stronger drought resistance and were more suitable for the afforestation of the Bailongjiang ecological restoration and reconstruction.
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  • [1] 马玲. 岷江上游干旱河谷几种主要灌木光合色素比较研究[D]. 四川师范大学, 2018.
    [2] 王飞,郭星,陈国鹏,等. 甘肃白龙江干旱河谷不同海拔梯度植物α分析[J]. 四川林业科技,2015,36(06):47−51. doi: 10.3969/j.issn.1003-5508.2015.06.008
    [3] 赵琳,郎南军,郑科,等. 云南干旱河谷生态环境特性研究[J]. 林业调查规划,2006(03):114−117. doi: 10.3969/j.issn.1671-3168.2006.03.029
    [4] 卢培泽,朱彤,何永彬,等. 云南干旱河谷坡地资源改良利用途径与技术的研究[J]. 热带地理,2001(02):118−120. doi: 10.3969/j.issn.1001-5221.2001.02.005
    [5] 谢余初,齐姗姗,张影,等. 甘肃白龙江流域主要生态风险源危险度综合评价[J]. 兰州大学学报(自然科学版),2016,52(05):634−638+643.
    [6] 张惠云,王立,杨克彤,等. 白龙江干旱河谷常见灌木树种叶片持水性能[J]. 中南林业科技大学学报,2021,41(2):23−34.
    [7] 李兴民, 雷炜, 郑小红. 白龙江干旱河谷恢复植被物种多样性特征[J]. 甘肃林业科技, 2020, 45

    1): 24-27, 45.
    [8] 魏宏庆,沈永平,魏鹂慧,等. 白龙江中游干旱河谷水土流失与地理环境[J]. 干旱区地理,2019,42(05):1023−1028.
    [9] 陈峰,余钢,坤清海. 岷江干旱河谷造林树种选择[J]. 林业科技情报,2017,49(1):44−45,48. doi: 10.3969/j.issn.1009-3303.2017.01.018
    [10] 谢飞,闫倩倩,郭星,等. 白龙江干旱河谷5种灌木抗旱性评价及分析[J]. 中南林业科技大学学报,2018,38(8):51−56.
    [11] 李玉,齐昊,王飞,等. 白龙江干旱河谷地区典型灌木群落结构分析[J]. 四川林业科技,2018,39(03):110−115.
    [12] 陈国鹏,曹秀文,王会儒,等. 白龙江干旱河谷岩生植物持水性能[J]. 水土保持学报,2014,28(01):102−105. doi: 10.3969/j.issn.1009-2242.2014.01.020
    [13] 王飞,王永元,杨萌萌,等. 干旱河谷草本植物随海拔变化的物种多样性[J]. 森林与环境学报,2017,37(04):471−476.
    [14] 左利萍,李毅,李朝周. 渗透胁迫对柠条叶片脂质过氧化及抗氧化酶活性的影响[J]. 中国草地学报,2009,31(04):69−73.
    [15] 张富玮,张东亚,李建贵. 低温胁迫对蓝靛果忍冬渗透调节物质的影响[J]. 经济林研究,2017,35(02):127−131.
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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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

doi: 10.12172/202111190002
  • 1. Gansu Bailongjiang Institute of Forestry Science, Lanzhou, 730070, China
  • 2. Gansu Bailongjiang National Forest Ecosystem Research Station, Zhouqu 746300, China

Abstract: Bailongjiang arid valley is an ecological fragile and sensitive zone in the north of Yangtze River system. In order to scientifically choose suitable afforestation tree species for ecological reconstruction and restoration in this region, more than 2-year-old Zizyphus jujube, Caragana korshinskii, Sophora davidii, Xanthoceras sorbifolium, Vitex negundo and 4-year-old Platycladus orientalis were chosen as experimental materials. After planting for one year, the survival rate of different tree species were measured, and antioxidant enzymes (SOD, POD, CAT) and osmotic regulation substances (soluble sugar, proline and soluble protein) were determined. The results showed that Zizyphus jujube, Sophora davidii, Vitex negundo not only had higher survival rate, but also had higher contents of SOD, POD, CAT, soluble sugar, proline and soluble protein in the leaves, which indicated that Zizyphus jujube, Sophora davidii, Vitex negundo had stronger drought resistance and were more suitable for the afforestation of the Bailongjiang ecological restoration and reconstruction.

  • 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]

    2.   材料与方法
    • 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。

    3.   结果与分析
    • 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。

      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。

      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。

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

    4.   结论与讨论
    • 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。

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