胡楊繁殖與種群恢復問題與對策

辛清香

(青海省格爾木市林業局胡楊林自然保護區管理站,青海格爾木816000)

1 引言

胡楊在廣闊的荒漠地區具有維護分布區內的生態平衡、保障綠洲農牧業生產和為居民生活提供用材等作用。此外胡楊具有防風、固沙和防止沙塵暴,調節微環境等功效[1]。近年來,胡楊潛在的基因資源價值和在造紙等工業方面的用途及其對CO2的吸收的環境效益也逐漸受到有關人士的關注。但關于荒漠綠洲優勢植物胡楊的繁殖及其種群生活史對策研究甚少。以種群——生態關系為主線,繁殖生態學的原理和研究方法,以格爾木胡楊林自然保護區胡楊為研究對象,研究其種群的繁殖對策和生活史對策,不僅可以揭示格爾木胡楊林自然保護區胡楊種群以繁殖對策為主要特征的生活史對策,找到限制胡楊種群更新繁殖的瓶頸所在,而且能夠豐富胡楊相關基礎研究的內容,并為制定科學的胡楊恢復措施提供理論依據。因此,研究胡楊繁殖特性及其生活史對策,有其自身的特殊性,也是探索極端干旱區胡楊退化機制、恢復途徑的基礎和關鍵。

2 胡楊的繁殖

胡楊的繁殖包括有性繁殖和無性繁殖。8月至10月的洪水期胡楊種子成熟,胡楊種子非常輕,容易被水和風帶走。這些種子在夏季洪水沖積形成的新生河岸上發芽。在這樣的河岸上,具有種子發芽的條件,足夠的空間,豐富的光線,濕潤的土壤,鹽分也已經被洪水沖走。而胡楊最佳的發芽條件是強光,溫度在25～30℃之間,潮濕的土壤,土壤的含鹽量不超過0.2%。沿河岸被洪水沖積形成的狹窄地帶上形成種子發芽線。當發芽線上的幼苗長成熟時就形成線形河岸林。由于種子在9月份才發芽,此時過不了多久就進入冬季,因此這些幼苗地上部分不會長很高,但地下部分根系卻生長迅速,為了能避免在洪水消退時土壤表面變得干燥時,導致枯死。

在第2年夏季洪水開始之前,沿河岸的地下水位在地表以下2.5～3.0m。幼苗在此干燥期生存困難。由于幼苗需要吸收更深層次的土壤水,所以投入對根系的生長成本比枝葉的生長成本高。但是幼苗在第1年還是不能夠長出3m深的根。因此為了能在短暫的干燥危險期給幼苗供給水分,所以第2年的洪水必須及時開始。直到幼苗根系吸收地下水發展成為樹,后幾年的洪水仍然具有極其重要作用。

土壤質地是胡楊樹木能否成功生根的另一個影響因素。胡楊樹苗成活率在粘土層大于10cm表土中明顯要高,因為肥沃的粘土的蓄水能力比砂質土壤強。胡楊幼苗在不同的土壤中的生長情況有很大不同(圖1)。

圖1 胡楊幼苗在不同土壤的生長情況

粘土的蓄水能力比沙土和淤泥強,有利于幼苗的成活。但這種粘土層不可過厚,因為幼苗的根系無法穿透太厚的粘土層。粘土是河床的表層土壤,它是河流自身流動形成的。從種子的發芽到幼苗的成活再到成熟最后發展成為遠離河流成熟林,河流的自然運動和洪水事件的及時發生(7月,8月)是至關重要的。

如果種子在岸邊比較低的地方發芽,它們與地下水聯系密切,但還面臨著被冬天的冰和其后的洪水侵蝕掉的危險。另一方面,當種子在較高位置發芽,侵蝕的風險可能較低,但對于幼苗來說地下水位也較低,因此在更高的位置,幼苗在該地豐水期死亡的風險更大。在夏季洪水來臨前,格爾木胡楊林自然保護區的土壤極端干旱,這種干旱的危險可以由洪水抵消,因為夏季洪水可以及時的補充地下水使地下水升高,能夠接觸到幼苗的根。

一旦幼苗固定在具有良好的地下水補給條件下,則會生長側根,產生分株,即胡楊的無性繁殖[2]。大量分株的產生形成灌木叢,在胡楊的兩棵基株(種子長成的樹)形成的小分株灌叢呈線形分布。尤其在沒有洪水的地方這種無性繁殖分株更普遍。

3 胡楊種群恢復建議

水是胡楊幼苗生長存活的關鍵。夏季由于上游下泄的洪水大多分布于河道,而適宜種子萌發生長的河灘地在洪水過后僅有少量積水殘留,即使種子可以在這一生境萌發,也會因為殘留積水的迅速蒸發而在幼苗階段死亡。因為有些分支河道將部分下泄洪水引入了胡楊林間空地,這些胡楊種群無性更新較好,萌生了許多根源性克隆生長幼苗,但是由于后期水分供應不足,當年萌生的幼苗通常會大面積枯死。因此長期而持續的供水是保證胡楊種群自然更新恢復最重要的途徑。在水資源供應充足的條件下,一方面胡楊將較多能量投入無性繁殖,在種群周圍形成大量無性系后代,可以最大程度的利用資源;另一方面,灌溉后的河灘地為胡楊種子著床萌發和幼苗發育提供了必要條件,幼苗可以占據新的生境擴展種群生存范圍。因此只有依靠水資源才可能實現胡楊種群的恢復,可以在胡楊林保護區修建生態水利工程來保障胡楊林保護區水資源均衡供應,如修建水壩、引水渠等。通過調查發現,人工輸水可以使胡楊種群的更新得到一定程度的改善,主要原因是人工輸水對胡楊種群的更新有一定的促進作用,但是還無法保證種群自然恢復的需要。

3.1 調整產業結構

(1)為了增加經濟收入,很多地方居民大面積的開墾荒地,種植一些經濟作物。隨著地下水被越來越多的用于灌溉經濟作物,導致河水水位在春季和初夏過低。地下水泵持續的抽取地下水,而地下水位的下降將導致胡楊的成片死亡。常年的種植經濟作物會導致土壤鹽漬化,是因為灌溉用水只用于澆灌表層土壤,而這些用于灌溉的水體本身就含有鹽分,而這些鹽分會形成累加效應,最后變成貧瘠、高鹽分撂荒地[3]。這些撂荒地對胡楊也很難加以利用。因此,最好實施退耕還林計劃,同時可以在鹽漬化的土地上種植蘆葦,蘆葦是一種優良的原材料植物,而且蘆葦還可以從地表土壤吸收水分,起到保持地下水位作用,減輕土壤鹽漬化。

(2)限制過度放牧。放牧并不與自然保護相違背,但是過度放牧會對胡楊產生不可替代性的破壞。如損壞,踩壞胡楊幼苗(秧苗)。因此,應采取嚴格有計劃的限制性放牧。同時,牧民也很關注和關心胡楊的生存,因為在沙漠化嚴重地區,胡楊林在一定程度上能夠穩定生態環境,有了胡楊林就會有他們的牧場。

(3)發展胡楊生態觀光旅游業,因為生態旅游業的發展與胡楊林保護是相輔相成的。應鼓勵旅游者來胡楊林觀光、學習、也為研究者提供支持,這樣能提高胡楊林知名度和整體形象,同時也為胡楊的保護贏的輿論支持和資金支持[4]。

(4)加強對胡楊保護,應避免對胡楊林深處的動物的生境的干擾和植被的破壞,因此,應規定游客的游覽路線,樹立一種在保護區有了胡楊才有動人的美景的保護意識,而那美麗迷人且未受到干擾破壞的胡楊林就成為吸引了眾多游客源泉,因此有了這些胡楊也是帶動當地經濟的源動力。

3.2 加強對胡楊保護的宣傳和教育,培養胡楊保護專業人才

(1)鼓勵和支持旅游從業者對胡楊進行各種途徑的宣傳,定期對胡楊保護人員和其它管理人員進行培訓,加大對普通群眾的宣傳教育,讓他們了解胡楊的真實價值、生態意義、保護方法。支持各種對胡楊的學術交流會議和學術研究,并邀請學者專家給做專題講座,提高胡楊的學術知名度。隨著知識的普及、知名度的提高也將吸引更多的游客前來參觀。而隨著大量的宣傳工作的開展,人們對胡楊的保護意識也將進一步提高對胡楊的得到提高。

(2)培訓專業護林員,讓他們了解胡楊生長繁殖機理及胡楊種群恢復補救方法。加強對胡楊敏感地帶的保護(如密切關注種子發芽的地帶,通告牧民不要在此地帶放牧,并向其說明此地帶的對胡楊的重要性及脆弱敏感性)。此外還應加強有關胡楊林的生態環境教育。通過電視、報紙、書、課本和展覽等大眾媒體向各族群眾宣傳杜胡楊林的真實價值、生態意義、保護方法以及其優美的景觀。

4 結語

雖然學者們對胡楊的群落學特征、抗鹽機理、生理學特性等方面開展了許多卓有成效的研究,但對胡楊的生殖特性尤其是在資源異質性條件下,胡楊在生殖方面的生態適應特性還未進行系統的研究,而胡楊的繁殖對于荒漠河岸林維持與發展,起著至關重要的作用,有必要進行更加深入的探討,以更好地保護這一珍貴的種質資源。

[1]趙玉紅,劉金祥.植物繁殖生態學研究進展[J].草原與草坪,2007(3)：83～ 86.

[2]張玉芬,張大勇.克隆植物的無性與有性繁殖對策[J].植物生態學報,2006,30(1)：174.

[3]朱朝陽,張 玲,于 軍.塔里木河胡楊林生境特性及其治理措施[J].新疆環境保護,2000,22(2)：101～104.

[4]格爾木市林業局.胡楊自然保護區管理局.新疆塔里木胡楊自然保護區科學考察報告[R].格爾木：格爾木市林業局,2002.