不同遮蔭條件下牛鞭草生長(zhǎng)特征分析

張學(xué)權(quán)

(成都大學(xué)旅游文化產(chǎn)業(yè)學(xué)院,四川 成都 610106)

不同遮蔭條件下牛鞭草生長(zhǎng)特征分析

張學(xué)權(quán)

(成都大學(xué)旅游文化產(chǎn)業(yè)學(xué)院,四川 成都 610106)

模擬遮蔭條件下,探討牛鞭草生長(zhǎng)特征.試驗(yàn)結(jié)果表明:強(qiáng)遮蔭條件下(79%和60%)牛鞭草不能適應(yīng)環(huán)境,生長(zhǎng)勢(shì)較弱;低遮蔭度(16%和48%)下牛鞭草莖粗變化不大,因趨光效應(yīng)其高度略有增加,相對(duì)全光照下生物量變化而言,低遮蔭度下的相對(duì)生物量變化比值也處于相對(duì)穩(wěn)定或略有增加的趨勢(shì).試驗(yàn)結(jié)果為林+草模式植被恢復(fù)后的林冠層郁閉度控制經(jīng)營(yíng)管理和后期的進(jìn)一步研究提供了一定的借鑒.

模擬;遮蔭;牛鞭草;生長(zhǎng)

0 引 言

林+草植被恢復(fù)模式是退耕還林植被恢復(fù)的主要模式之一,由于它在控制水土流失、改善生態(tài)環(huán)境、改良土壤及充分利用自然資源方面存在較大潛力,在山區(qū)綜合開發(fā),退耕還林和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中得到廣泛應(yīng)用.在該植被恢復(fù)模式其生態(tài)效能方面,我們前期已經(jīng)做了大量的研究,且取得一定效果[1-6].但隨著時(shí)間的延長(zhǎng),林下產(chǎn)量較高的陽(yáng)性牧草的生長(zhǎng)狀況如何,林冠層郁閉度控制量大小等尚有待通過試驗(yàn)進(jìn)一步探討.

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于四川省雅安市雨城區(qū)張家坪教學(xué)實(shí)習(xí)基地,屬四川盆地與川西高山高原的過渡地帶.試驗(yàn)地海拔高度約580 m左右,屬中亞熱帶濕潤(rùn)氣候,處于“華西雨屏”的中心地帶,是四川省多雨中心之一.該地區(qū)年平均氣溫 16.2℃,≥10℃的積溫5 231℃,年無(wú)霜期298 d,陰雨日較多,年平均降水量1 774.3 mm,年日照時(shí)數(shù)1 019.19 h,云霧多,空氣平均濕度79%.

2 材料與方法

試驗(yàn)材料為該地區(qū)常見的且產(chǎn)量較高的牛鞭草.

試驗(yàn)采用模擬遮蔭的方法,以遮陽(yáng)網(wǎng)為遮陽(yáng)材料,人工設(shè)計(jì)5個(gè)遮蔭梯度,以此觀察不同遮蔭梯度下牛鞭草的生長(zhǎng)狀況.

生長(zhǎng)指標(biāo)采用常規(guī)測(cè)量方法,用游標(biāo)尺測(cè)量牛鞭草1/5高度處(粗度變化相對(duì)穩(wěn)定)的直徑(mm)、用鋼卷尺測(cè)量長(zhǎng)度(m)和用烘干法測(cè)量牛鞭草的生物量(g).

3 結(jié)果與分析

由于遮蔭改變了光環(huán)境條件,因而遮蔭下牛鞭草的光響應(yīng)、凈光合速率和光能利用率都將發(fā)生一定的變化[2],從而牛鞭草形態(tài)特征也發(fā)生了相應(yīng)的改變,主要表現(xiàn)在其草種群的均粗度、高度、生物量積累等多個(gè)方面.

3.1 遮蔭對(duì)牛鞭草莖粗度生長(zhǎng)的影響

遮蔭對(duì)牛鞭草莖粗度的影響主要體現(xiàn)在遮蔭度的大小、季節(jié)性的生長(zhǎng)特性、刈割重茬3個(gè)方面(刈割后均未施肥).每次刈割間隔期為2個(gè)月,年內(nèi)第一次刈割時(shí)間是5月20日,牛鞭草莖粗度生長(zhǎng)情況如表1所示.

表1 牛鞭草3次刈割時(shí)莖粗度變化

由表1可見,同一刈割時(shí)間不同遮蔭梯度下牛鞭草莖粗變化表現(xiàn)為隨遮蔭強(qiáng)度的加大,莖粗逐漸減小,9月20日刈割時(shí)遮蔭79%和60%對(duì)莖粗生長(zhǎng)的影響很大,只及全光照下的56.4%和45.9%,可見高強(qiáng)度的遮蔭不利于牛鞭草莖粗度的生長(zhǎng);遮蔭16%～79%下的3次刈割平均莖粗分別為全光照下的 84.5%、76.3%、69.5%、60.5%.

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),全光照下后兩次刈割莖粗度降低了2.8%,其他各遮蔭梯度下牛鞭草莖粗度分別降低3.2%、6.5%、24.3%、36.7%,如果把2.8%認(rèn)為是生長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)短和季節(jié)性生長(zhǎng)等因素的影響,扣除此值后則為遮蔭的影響率,那么遮蔭16%和48%對(duì)相鄰兩次刈割莖粗變化的影響率為僅0.4%和3.7%,此說明隨遮蔭時(shí)間的延長(zhǎng)遮蔭16%和48%對(duì)牛鞭草莖粗生長(zhǎng)的影響不大,且莖粗生長(zhǎng)基本趨于穩(wěn)定,而遮蔭60%和79%的影響率為21.5%和33.9%,表明長(zhǎng)期在高強(qiáng)度遮蔭下牛鞭草莖粗生長(zhǎng)受到較大的抑制,且呈現(xiàn)出繼續(xù)減少的趨勢(shì)(見圖1).

圖1 不同遮蔭度下3次刈割牛鞭草莖粗度變化

3.2 遮蔭對(duì)牛鞭草高生長(zhǎng)和單叢萌蘗株數(shù)的影響

試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:在不同遮蔭梯度下和不同刈割時(shí)間時(shí),牛鞭草平均株高均表現(xiàn)出一定的差異,單叢萌蘗株數(shù)和蓋度差異也較大(見表2);對(duì)草高生長(zhǎng)總體的影響表現(xiàn)為長(zhǎng)期在高遮蔭度下(79%遮蔭)牛鞭草高生長(zhǎng)受到較大抑制,中、低遮蔭強(qiáng)度(16%和48%遮蔭)有刺激草高生長(zhǎng)的作用(見圖2).

表2 不同遮蔭梯度下牛鞭草萌蘗株數(shù)和蓋度

圖2 扁穗牛鞭草3次刈割高度變化趨勢(shì)

分析發(fā)現(xiàn),5月20日刈割時(shí),光照相對(duì)充足的16%遮蔭和全光照下牛鞭草表現(xiàn)出一定程度的匍匐生長(zhǎng),草層直立高生長(zhǎng)相對(duì)偏小,中、高強(qiáng)度的48%、60%和79%遮蔭則促使牛鞭草爭(zhēng)奪光照而向上生長(zhǎng),所以其高生長(zhǎng)量比低遮蔭和全光照條件下大;7月20日和9月20日刈割時(shí)遮蔭79%下的牛鞭草高度只及對(duì)應(yīng)全光下的60%和41.4%,60%遮蔭下為全光照的114.4%和100%;而16%和48%遮蔭的中、低遮蔭下,隨生長(zhǎng)時(shí)間延長(zhǎng),單叢萌蘗株數(shù)增加,橫向生長(zhǎng)的空間資源競(jìng)爭(zhēng)加強(qiáng),植株匍匐生長(zhǎng)現(xiàn)象逐漸減弱,同時(shí)由于牛鞭草捕光生長(zhǎng)的特性致使均株高生長(zhǎng)有一定的增加,分別為全光照的150%和132.8%,147.8%和127.6%.單叢萌蘗株數(shù)表現(xiàn)為隨遮蔭度的加大萌蘗株數(shù)相應(yīng)減少,相應(yīng)地表覆蓋度也依次降低,到9月20日刈割時(shí)遮蔭79%下的牛鞭草的蓋度只有30%.

3.3 遮蔭對(duì)牛鞭草生物量的影響

牛鞭草生物量的大小也同樣受遮蔭度的大小、生長(zhǎng)時(shí)間的長(zhǎng)短、季節(jié)性生長(zhǎng)特性、刈割重茬等因素的影響.3次刈割時(shí)不同遮蔭梯度下牛鞭草的生物量變化如表3所示.

表3 不同遮蔭梯度下牛鞭草3次刈割生物量

從表3可見,3次刈割各對(duì)應(yīng)遮蔭梯度的生物量發(fā)生了一定變化,79%的高強(qiáng)度遮蔭下生物量逐漸減少,且下降幅度較大,說明在長(zhǎng)時(shí)間的高強(qiáng)度遮蔭下牛鞭草不能正常生長(zhǎng),其他遮蔭梯度和全光照下的生物量在第二次刈割時(shí)較第一次有所增加,第三次刈割時(shí)又均有所減少,產(chǎn)生此變化的原因與遮蔭度大小、遮蔭生長(zhǎng)時(shí)間和牛鞭草生長(zhǎng)季節(jié)有關(guān).

分析3次刈割時(shí)各遮蔭梯度下牛鞭草生物量與對(duì)應(yīng)全光照下生物量的比值變化情況可反映出遮蔭這一單因子對(duì)生物量的影響,結(jié)果如圖3所示(以全光照下的生物量為100%).具體來看:第一次刈割時(shí)各遮蔭梯度下的生物量相對(duì)比值差異不大,遮蔭未造成生物量的較大懸殊;第二次刈割時(shí) 60%、48%和16%遮蔭下的生物量的相對(duì)比值差異也不大,而79%的遮蔭下生物量相對(duì)比值明顯減少,比第一次刈割時(shí)下降了48.7個(gè)百分點(diǎn);第三次刈割時(shí)16%遮蔭下生物量的相對(duì)比值有所上升,說明此低度遮蔭對(duì)牛鞭草繼續(xù)生長(zhǎng)的影響較小,生物量還有逐漸接近全光照下的趨勢(shì),相對(duì)于全光照來說遮蔭79%下的生物量仍然較小,僅占全光照的7.7%,遮蔭60%生物量的相對(duì)比值相比第二次刈割時(shí)下降了7.1個(gè)百分點(diǎn),處于緩慢下降的生長(zhǎng)狀態(tài),而遮蔭48%下的生物量相對(duì)比值則處于穩(wěn)定狀態(tài),說明相對(duì)全光照來說小于等于此遮蔭度下牛鞭草的生物量不會(huì)繼續(xù)下降,亦即牛鞭草基本能夠適應(yīng)此遮蔭度及其以下的遮蔭環(huán)境.

圖3 不同遮蔭梯度下生物量的百分比變化

4 結(jié) 論

隨遮蔭時(shí)間的延長(zhǎng),遮蔭60%和79%對(duì)牛鞭草莖粗的影響率為21.5%和33.9%,莖粗生長(zhǎng)繼續(xù)下降,而遮蔭16%和48%對(duì)扁穗牛鞭草莖粗生長(zhǎng)的影響較小,僅為0.4%和3.7%,說明低遮蔭下牛鞭草莖粗生長(zhǎng)基本穩(wěn)定.由于牛鞭草捕光生長(zhǎng)的特性,48%和16%的遮蔭度下牛鞭草生長(zhǎng)高度明顯高于其他遮蔭度和全光照的高度.從全年收獲生物量來看,遮蔭16%和48%時(shí)的相對(duì)生物量處于穩(wěn)定或有增大的趨勢(shì),而遮蔭60%和79%時(shí)則處于緩慢下降和急劇下降的狀態(tài).需要說明的是,本試驗(yàn)是在模擬條件下進(jìn)行的,與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)上的林冠層遮蔭存在一定差異,但也基本反映了遮蔭下牛鞭草生長(zhǎng)狀況.本試驗(yàn)對(duì)林+草模式的經(jīng)營(yíng)管理和進(jìn)一步研究可提供一定程度的借鑒.

[1] 張學(xué)權(quán),胡庭興,李偉,等.華西雨屏區(qū)退耕地不同植被經(jīng)營(yíng)模式坡面產(chǎn)沙特征分析[J].水土保持學(xué)報(bào),2004,18(6):27-29、33.

[2] 張學(xué)權(quán).不同類型植被恢復(fù)土壤滲性研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(32):15779-15780.

[3] 張學(xué)權(quán).不同植被恢復(fù)類型枯落物儲(chǔ)量及持水性分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(1):182-184.

[4] 張學(xué)權(quán).洪雅縣不同植被類型對(duì)侵蝕性降雨的響應(yīng)研究[J].中國(guó)水土保持,2010,31(9):52-53.

[5] 張學(xué)權(quán),胡庭興.林(竹)草不同植被恢復(fù)模式下的土壤物理特性[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境,2008,17(4):623-627.

[6] 張學(xué)權(quán),胡庭興.模擬林草模式不同遮蔭條件下牛鞭草光合生理特征研究[J].四川林業(yè)科技,2007,28(6):55-56.

Growth Characteristics Analysis of H.Compressa under Different Shading Degrees

ZHANGXuequan
(School of Tourism and Culture Industry,Chengdu University,Chengdu 610106,China)

The growth characteristics of H.compressa was analyzed under different simulating shading environments.The result showed that the H.compress a couldn't adapt to the strong shading environment of covering rate 79%and 60%and grew weakly;Under the low covering rate of 48%and 16%,the H.compressa's stem diameter remained the same,but the height increased.The relative biomass ratio was stable or increased a few according to the full sunlight condition.The results of this simulation experiments would provide the reference for the forest canopy control operation andmanagement and further study in the tree-grass vegetation restoration pattern.

simulating;shading;H.compressa;growth

S718.43

A

1004-5422(2013)01-0012-03

2012-11-25.

張學(xué)權(quán)(1967—),男,博士,教授,從事林業(yè)生態(tài)工程研究.