干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 一年生植物的防风固沙机制及其效益研究

Arid

	一年生植物的防风固沙机制及其效益研究
	马全林; 张德魁; 刘有军; 李亚; 陈芳; 刘虎俊; 李光仁; 魏林源
完成单位	甘肃省治沙研究所
登记(发布)日期	2008
中文摘要	“一年生植物的防风固沙机制及其效益研究”是由甘肃省科技厅立项的甘肃省自然科学基金暨中青年科技基金项目,项目编号3ZS041-A25-015,由甘肃省治沙研究所和甘肃省荒漠化防治重点实验室承担实施。项目起止时间为：2004年11月～2008年12月。在项目组人员的共同努力下,经过4年的野外调查和室内的试验研究,完成了项目合同中规定的各项任务,达到了预期目标。项目主要研究内容及研究成果： 1.查明河西走廊荒漠区共有一年生植物142种,隶属于25科81属,主要集中于藜科、十字花科和禾本科等少数科,其中单种科(1种)和少种科(2～9种)占有相当大的比例,共占河西荒漠区一年生植物总科数的84.0﹪,所包含的属数仅占总属数的41.98﹪,所包含的种类占总种数31.69﹪。在时空分布上,荒漠区一年生植物具有明显的地域性、季节性。 2.沙米、白茎盐生草、碟果虫实和五星蒿的出苗率随着沙埋深度的增加而降低,出苗率与埋深成指数关系,最佳沙埋深度均为0.5cm。激素处理后,一年生植物萌发率与出苗率均有不同程度的提高,以碟果虫实最为明显,1g/LGA3处理后萌发率提高超过70﹪,0.5cm沙埋出苗率提高超过18﹪;沙米种子自然萌发率不高,在室内25℃温度和光照条件下平均发芽率不到10﹪,而在25℃温度和黑暗条件下发芽率提高2～12.5倍,种子萌发需要黑暗条件。该结论为沙地一年生植物人工促进提供了思路与技术对策。 3.受降水、风蚀等恶劣风沙环境的影响,一年生植物株高变异性和可塑性大,其中沙米、五星蒿冠幅、地径、根深、根幅、侧根数量及其长度均与高度呈显著线性正相关(P＜0.01),测定株高可基本掌握其构型特征。同时,一年生植物能够捕捉有限水分,快速完成生长发育。沙米在流动沙丘上的平均生长量大于平缓沙地,净高生长均呈二次曲线,生长过程可分为初期低速生长期、中期快速生长期和末期缓慢生长期三个阶段;累积高生长曲线均为S型曲线,但是累积横向生长曲线在流动沙丘上呈S型曲线,在平缓沙地上更接近对数曲线。 4.沙地一年生植物多是流动沙丘植被演替的先锋植物,促进了沙地生态系统的演替。在沙漠化逆转过程中,群落优势植物种的更替过程为沙米→沙蒿→油蒿→紫婉木、针茅,优势种群的根冠比变化趋势为初始阶段＜先锋阶段＜发展阶段＜原生群落,各演替阶段根系和土壤环境因子之间存在相互影响,优势种群根系生物量及生物量分布与土壤颗粒组成、土壤水分的空间分布有着密切的关系。 5.在短期(2～3年)和局部空间范围,一年生植物及其群落具有较明显的防风固沙作用。而且一年生植物的防风固沙作用并不随其短暂的生命结束而很快消失,其更大的防风固沙作用还在于其立枯植被,立枯植被多可保持2～3年。立枯沙米单株可降低风速90 ﹪以上,并能阻挡风沙流形成沙舌,沙舌积沙量、高度、长度与沙米体积、高度和冠幅呈显著正相关。沙米群落粗糙度达到6.325cm,是裸露流沙区的2635倍。在裸露流沙区200cm高度风速为6.2 m/s时,裸露流沙区输沙量达到86.34 g/cm·h,而沙米群落中无风沙流发生,风速为9.5m/s时,裸露流沙区输沙量也达到沙米群落的574倍。 6.沙地一年生植物很好地适应了荒漠地区的生物和非生物环境因素,以发达分枝构型、发达侧根系统、高生殖力、快速萌发与生长发育能力适应沙风沙环境,对防止土壤风蚀、维持沙地生态系统稳定发挥着重要作用。应用前景：一年生植物是我国荒漠植物区系中重要而独特的组成部分,在各种类型的荒漠生态系统中组成恒有性层片,扮演着重要的生态功能角色。沙米是一种典型的荒漠区一年生植物,它的形态结构特征、种子形态、种子萌发特性、植株的构件特征等对荒漠区具有很好的生态适应性。沙米的个体与群体具有很好的防风固沙效应,立枯沙米单株可降低风速90﹪以上,并能阻挡风沙流形成沙舌;群落的粗糙度可达到6.325cm,是裸露流沙区的2635倍,在裸露流沙区200cm高度风速为6.2 m/s时,裸露流沙区输沙量达到86.34 g/cm·h,而沙米群落中无风沙流发生;风速为9.5m/s时,裸露流沙区输沙量也达到沙米群落的574倍。在短期(2～3年)和局部空间范围(流动沙丘坡脚与两翼以及裸沙斑块),立枯沙米及其群落具有较明显的防风固沙作用,立枯植株可保留2～3年的防风固沙作用。沙米的这些生态适应性特征和单株与群体的防风固沙机制研究结果,为研究和开发利用一年生植物沙米奠定了基础研究工作,为沙米在荒漠区的推广应用提供了便捷的途径,在河西荒漠区推广应用沙米前景广阔。对主要一年生植物种子萌发与出苗特性的研究,一年生植物种子用激素处理后可不同程度提高种子萌发率和出苗率,不论是用激素处理种子,还是不用激素处理种子,一年生植物的小粒种子在沙埋深度为0.5cm时萌发出苗率最佳,大粒种子(沙芥)在沙埋深度为0.5～3.0cm时萌发出苗率最佳,因此,用激素处理种子后再用沙埋有利于一年生植物种子的萌发和出苗,该研究结果对于干旱荒漠区的人工植被恢复和飞播是一种良好的方法,推广应用具有较好的指导意义。
中文关键词	一年生植物 ; 防风固沙 ; 出苗率 ; 沙埋深度
成果类型	应用技术
语种	中文
国家	中国
中图法分类号	S157.433
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001395105
来源机构	甘肃省治沙研究所
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/242325
推荐引用方式 GB/T 7714	马全林,张德魁,刘有军,等. 一年生植物的防风固沙机制及其效益研究[Z]. 应用技术,2008.