祁連山木本具刺植物資源調查及造林技術研究

王尚雄

(甘肅祁連山國家級自然保護區管護中心祁連自然保護站,甘肅 天祝 733000)

牛羊啃食是造林之大敵,在牧區造林地牛羊啃食常導致幼苗大面積缺失,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,常在造林區周圍布設鐵絲圍欄,指派專人看管,其管護成本較高,還影響了野生動物遷徙,每年都有一定數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,節省圍欄設施投入,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,境內雪山、峽谷、草原、森林等地質地貌交錯分布,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之一[3]。本文開展祁連山地區木本具刺植物資源調查,人工引種繁殖和造林試驗,可有效發掘野生植物資源,拓展特殊用途造林樹種,為牧區防牛羊啃食和提高造林質量提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

資源調查地:木本具刺植物資源調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氣候,年均氣溫-2 ℃,年降水量300～500 mm,年均蒸發量1 200 mm,無霜期90～120 d。境內森林覆蓋率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,灌溉設施齊備,育苗歷史悠久。

造林試驗地:調查到的木本具刺植物造林試驗地設在祁連山支系毛毛山南麓天?？h松山鎮達隆村,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,灌溉設施齊備,是天?？h義務植樹基地。

1.2 試驗方法

具刺植物資源調查:2017年1-12月通過野外踏查采集木本具刺植物標本,拍照后與彩色圖譜[4]比對進行鑒定。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行播種試驗。2018年3月上旬萌芽前采集調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%,由中國林業科學研究院生產)200 mg/L溶液浸泡插條基部6 h后進行扦插試驗。2018年6月底統計不同植物播種發芽成活率和扦插成活率。

播種發芽成活率(%)=(出苗數/播種數)×100%

扦插成活率(%)=(成活插條數/扦插數)×100%

造林試驗:2019年3月上旬對調查的木本具刺植物進行造林試驗,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月底統計栽植成活率,2022年12月底統計保存率,每樹種隨機抽取10株測定株高和冠幅,并對不同樹種防牲畜破壞能力進行客觀描述。

成活率(%)=(已成活苗木數/栽植數)×100%

保存率(%)=(成活苗木保存數/栽植數)×100%

1.3 數據處理

不同試驗數據采用Excel 2007軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 祁連山木本具刺植物資源調查

由表1可知,祁連山地區共調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,均占總種數的22.22%,虎耳草科、胡頹子科和茄科分布較少,分別占總種數的14.81%、7.41%和7.41%。

調查到的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化中適應了不同的生長環境,分布地海拔、土壤水分、肥力和生長環境光照等差異較大。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,祁連山地區調查到的27種木本具刺植物人工引種繁殖后,播種發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芽成活率?；⒍菘撇杷懽訉?、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芽成活率均高于硬枝扦插成活率。調查到的27種木本具刺植物中只有甘青茶藨子播種發芽成活率大于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,祁連山地區調查到的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 結論與討論

本試驗在祁連山地區調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《造林技術規程》(GB 15776-2016)驗收標準(發芽成活率或扦插成活率、栽植成活率和保存率均>80%)[5],可在祁連山地區造林中推廣應用。小檗科小檗屬擬小檗扦插成活率和栽植成活率達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。剩余的樹種播種發芽率、扦插成活率、栽植成活率或保存率一項或多項指標小于70%,有待提高繁殖技術和造林技術后再應用于造林。

野生植物資源在長期的進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先選用抗性較強的鄉土或野生樹種是降低遠距離引種風險,實現適地適樹,提高造林質量一貫遵循的原則[7-8]。祁連山是我國西部重要的生態安全屏障,對阻止風沙南侵和保障河西走廊三大內陸河疏勒河、黑河和石羊河供水安全具有十分重要的意義[9]。植樹造林是生態修復的重要措施之一[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,起到生物隔離防護作用。用作高速公路和鐵路圍欄后既環保,美觀,又節省成本。賀猛等[13]用刺籬植物替代金屬隔離柵應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。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,提高了自我保護能力。