沙棘植物不同地理區域克隆生長情況對比

陳貝貝

摘 要 為進一步確認影響中國沙棘人工林種群演替方向的限制性因子，通過在不同地理區域布設梯度試驗組，以試驗樣地數據為依據，分析克隆繁殖能力與地理方位的關系，確認中國沙棘克隆生長情況對不同地理區域的響應規律。

關鍵詞 沙棘；地理區域；克隆生長

中圖分類號：S812 文獻標志碼：B 文章編號：1673-890X（2016）06--02

中國北方干旱和半干旱地區的杰出多目的性樹種中國沙棘在高固氮培土及沙地固定方面性能優良，常常作為首選的防風林種材，并因其葉子和果實富含多種生物活性和營養成分，兼具經濟效益，可用于制造燃料、飼料和肥料及一些醫藥、食品、化妝品等[1]。而其真正的神奇之處更在于它的克隆習性，“獨木成林”以及“永生”的潛能使得中國沙棘造林可能是“栽一株成一片”和“一勞永逸”的效果[2]。這一特點對于干旱、半干旱地區的發展的重要性是難以估量的。為此，在不同的斜率樣本變量形成不同地理情況的前提下，探討沙棘克隆生長調控機制，試圖提供人工林建設、保養的理論依據，同時豐富克隆植物種群動態的案例研究。

1 研究區概況

靖邊縣調查區位于陜西省，東經108°17′～109°20′、北緯37°29′～38°01′，是半干旱溫帶大陸性季風氣候，總體氣候特點是四季變化明顯且陽光充足，但降水少、干旱和風力危害嚴重。地形是以丘陵和黃土高原溝壑區為主，分散分布的鹽漬草甸土、紅黏土，土層深厚，但相對貧瘠，pH值約為8.4。

2 研究方法

基于綜合調查和比較分析，試驗通過典型抽樣法選擇代表性樣本，設置總樣本15塊（各種區域10 m×10 m），東、西、南、北坡和峁頂各三個樣地，母體植物和行間距線邊緣整理出2 m×2 m網格樣25個。按照“對角線”方法收集土壤樣本，取樣深度30～50 cm，重復3次。擴展能力（長度、粗度）和分支克隆器官的強度是由“每木檢尺”“跟蹤挖掘”測定。使用“爐法”確定水分含量。

3 結果與分析

3.1 不同地理區域樣地概況

從表1可見：將試驗區進行格樣劃分，隨著北、西坡、峁頂、東、南坡的地理方位變化，土壤水分依次變化，順序減少。

3.2 不同地理區域分株生長狀況

中國沙棘克隆生長情況可具體劃分為分株生長情況以及克隆繁殖、克隆擴散能力。試驗各區域布設的初始造林密度均為6 670株/hm2。隨著北、西坡、峁頂、東、南坡的地理方位變化，分株生長狀況相應發生規律性變化，克隆種群、母本種群、母本存活率依次降低。

3.3 不同地理區域克隆繁殖狀況

中國沙棘克隆繁殖情況的主要參照因素是子株的數量。表3顯示：隨著北坡、西坡、峁頂、東坡、南坡的地理方位變化，存活母本的克隆繁殖能力下降，最終導致子株分株種群數量下降。由子株種群數量占克隆種群數量的比例進一步推斷，子株種群動態變化（如子株的出生與存活）對克隆種群數量動態起著決定性作用。

3.4 不同地理區域克隆擴散狀況

克隆器官延伸和分枝是克隆植物克隆繁殖的基礎。通過相關系數的計算可得：沙棘植物子株數量和坡向的變化顯著正相關（0.982**），克隆器官的延伸能力（包括克隆器官總長度與粗度）和坡向的變化顯著（0.933*）或極顯著（0.967**）正相關，克隆器官分枝強度（包含克隆器官的分枝級數與條數）和坡向的變化顯著（0.942*）或極顯著（0.995**）正相關。結果表明，在生長發育不同地理試驗區植物克隆繁殖能力、克隆器官延伸能力、克隆器官分枝強度發生不同變化。

4 結論與討論

結果表明，克隆試驗區沙棘在不同地理區域具有不同的生長性能。在黃土高原，土壤水分條件往往是植物生長的關鍵限制因子[3]，一般種植無性系植物主要依靠繁殖克隆來維持種群結構的穩定性，并與土壤含水量呈正相關。因此，土壤含水量下降必然導致克隆繁殖能力下降。一方面，隨著土壤含水量的降低，母系的存活率降低。另一方面，隨著土壤含水量的減少，克隆器官的延伸能力和分枝強度響應性減弱，導致母源存活能力的降低，這樣又會明顯對子株數量的保存帶來不利影響[4]。

由此可知，通過克隆生長過程沙棘植物完成與土壤水分相對應的種群行為，在本次研究中，按北坡、西坡、峁頂、東坡、南坡的順序土壤水分含量遞減，母株保存率、克隆繁殖能力、克隆擴散能力隨之下降，反映出不同的地理區域自然條件對中國沙棘克隆生殖機理的影響。但在灌溉條件下，當形成灌溉強度低，適宜，高序列，克隆繁殖能力和沙棘種群穩定性的特點是連續的向下拋物線變化。也就是說，在一定范圍內高隨著土壤含水量的增加無性繁殖能力和種群的持續性提高，但是當土壤含水量大于一定的閾值，無性繁殖能力和種群持續性隨土壤含水量的增加而降低。

參考文獻

[1]呂榮森.沙棘在中國西部生態環境建設中的作用[J].沙棘，2003，16（1）：3-7.

[2]吳欽孝.國外沙棘良種引種之管見[J].國際沙棘研究與開發，2004，2（2）：20-23.

[3]STEWARTGH， ROSEA B. The Significance of Life History Strategies in the Developmental History of mixed Beech （Nothofagus） Forest[J].New Zealand Vegetation，1990（87）：101-114.

[4]Hartnett D C. Bazzaz F A. The regulation of leaf， Ramet and Genet Densities in Experimental Population of the Rhizomatous Perennial Solidago Canadensis [J].Journal of Ecology，1985（73）：429-443.

（責任編輯：劉昀）