CN101965788B - 一种提高梭梭属植物幼苗成活率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高梭梭属植物幼苗成活率的方法，属于林业生态、栽培学领域，专用于在荒漠和半荒漠地区大规模恢复和营建梭梭属植物林过程中，使用防护网罩对梭梭属植物幼苗进行防护，显著提高其成活率并防止其发生“夏休眠”现象。防护网罩分为直播苗或天然实生苗防护网罩和移栽苗防护网罩两种。可有效防止梭梭属植物幼苗受到地表层高温、风沙、动物啃食等伤害或胁迫，并可局部地减少地表水分蒸发、提高植被覆盖率，从而提高梭梭属植物幼苗成活率(达30%以上)。本发明可操作性强、效率高、方法简单，对我国乃至亚非大陆干旱区荒漠和半荒漠梭梭属植物林的大规模生态恢复和营建具有极其重要的意义。

Description

一种提高梭梭属植物幼苗成活率的方法

技术领域

本发明主要涉及一种提高梭梭属植物幼苗成活率的方法，属于林业生态、栽培学领域，专用于在荒漠和半荒漠地区大规模恢复和营建梭梭属植物林的实施过程中，显著提高梭梭属植物幼苗成活率和防止其发生“夏休眠”现象。

背景技术

黎科(Chenopodiaceae)梭梭属植物，全球共有11种，主要分布在地中海到中亚的广大沙漠地区，生长在流动沙丘、半固定沙丘、盐渍土及砾质戈壁上。中国有梭梭 (Haloxylon ammodendorn (C.A.Me.) Bunge，又称梭梭柴或黑梭梭)和白梭梭 (Haloxylon persicum Bunge ex Boiss et Bushse)两种。梭梭属植物在我国的分布面积约为1139.3×10⁴hm²，占我国沙漠总面积的9%。梭梭主要分布在我国西北部的新疆、内蒙古、青海、甘肃和宁夏等省的荒漠和半荒漠地区，而白梭梭仅分布于新疆北部。梭梭属植物抗逆性极强，属强旱生??盐生植物，生态幅度较广，是一种耐干旱、耐高温、耐盐碱、耐风蚀的优良防风固沙和生态保护植物。此外，梭梭属植物木质坚硬，火力强，也是优良的薪炭材，有“荒漠活煤”之誉；其当年生枝条富含营养，是优良的牲畜饲料，还是“沙漠人参”—肉苁蓉的寄主，具有很高的经济和开发价值。梭梭属植物是我国西北荒漠半荒漠地区珍贵的植物资源，也是我国干旱荒漠区固沙造林面积最大的树种，在这些地区防沙固沙、减缓荒漠化、维护生态安全上具有不可替代的生态地位和重要利用价值。然而，因人为因素和环境恶化，梭梭属植物资源曾受到严重破坏，一度处于濒危状态，被列为国家濒危三级保护植物。所以，加快梭梭属植物林的恢复与营建工作日益成为我国西北生态建设的重要课题。

然而，在解决梭梭属植物林地的自然恢复与快速营建时却面临很多困难，其中一个极其关键问题是梭梭属植物直播苗、天然实生苗和移栽苗野外成活率极低。大量的梭梭属植物原生地的调查表明：梭梭属植物幼苗成活率仅为0.97%，即每年春季和夏季自然出苗、人工播种和移栽的幼苗大量死亡。以往人们认为造成这一现象的主要原因是梭梭属植物原生地极端恶劣因子??高(气)温和干旱使幼苗致死，此外还包括风沙掩埋和动物啃食。但根据前人和我们近年来的调查研究的结果表明：大部分梭梭属植物原生地荒漠环境并不严重缺水，即便是极端干旱的6月中旬至8月下旬，60cm以下的沙土层仍含有较丰富的悬湿水。梭梭属植物一般在3月中旬至4月中旬萌发，由于春季雨雪较多，所以浅层沙土含水丰富，幼苗根系生长极快，至6月中旬前根系长度一般可超过60cm；6月中旬以后由于沙土层悬湿水含量丰富，仍能满足其幼苗正常生长的需水量，因此，干旱不是导致梭梭属植物幼苗大量死亡的主要原因。高（气）温也不是梭梭属植物幼苗大量死亡的主要原因，我们的实验研究表明，在正常供水情况下，幼苗即便是长时间处于50℃的高温环境仍能够正常生长。此外，风沙掩埋和动物啃食的确能使部分幼苗致死，但不会导致幼苗大量死亡，且梭梭属植物具有极强的抗沙埋再生能力。而我们最新研究结果表明：地表层（0～2 cm）高温（≥50℃，平均温度）是导致梭梭属植物幼苗大量死亡的关键因素，地表层（0～5 cm）高温（≥55℃）也是导致梭梭属植物产生“夏休眠”现象的关键因素。针对梭梭属植物幼苗，我们这里所指的地表层通常厚度为0～2 cm，这一土壤层（指平均温度）的表层温度和2 cm深处的温度差异较小，但极易受阳光和气温的影响而变化，≥50℃的极端高温极易出现。我国西北地区的荒漠和半荒漠沙漠腹地春夏季生态环境极为恶劣，地表层温度时常可达60℃以上，极端地表层温度可达80℃左右。例如新疆准格尔盆地古尔班通古特沙漠腹地，春季（特别是4月份的上中旬）经常会出现24～28℃的强光照天气，此时地表层温度可达50℃以上；夏季的6～8月干旱少雨，气温高，地表层温度更高，白天气温时常超过40℃，而地表层温度可达到75℃左右。地表层高温常使植物受到伤害胁迫，胁迫的感应部位就在植物茎基与地表层接触的部位，植物由于受到地表层高温胁迫而发生显著的生理反应，轻者生长缓慢或停滞，重者直接导致其整株死亡。沙漠植物如梭梭和白梭梭虽有很强的抗逆特性，但其幼苗难以较长时间耐受50℃以上的地表层高温的胁迫，正是这一原因使得在新疆古尔班通古特沙漠腹地梭梭属植物天然实生苗、直播苗和移栽苗成活率很低，不仅使该区域以梭梭属植物为优势的群落被破坏后很难自然恢复，也使得植树造林非常困难。此外，地表层高温还会引起梭梭属植物的幼苗（5年以下）、幼树（5～10年）和成年树（10年以上）时常发生“夏休眠”现象，导致其生长变缓或停滞，从而使年有效生长期缩短，年生长量减少。有一个先例可充分说明地表层高温是导致梭梭属植物幼苗死亡的关键因素：仅在几年前，新疆阿勒泰地区某县***在其辖区的卡拉麦里山自然保护区腹地公益林管护站周围曾采用直播、移栽等方式种植了3000亩梭梭和白梭梭，此地是典型的古尔班通古特沙漠腹地生境。为提高梭梭和白梭梭幼苗成活率，他们采取根下插管灌水(一年两次)、草网格防沙等措施，唯独没有对梭梭和白梭梭幼苗进行免受地表层高温胁迫的防护，两年后3000亩梭梭和白梭梭幼苗几乎全部死亡。以上例子说明，如果要在我国西北地区的荒漠和半荒漠沙漠生态环境中大面积恢复和营建梭梭属植物生态林，首先要克服梭梭属植物幼苗免受地表层高温胁迫致死这一关键颈瓶难题。

引起荒漠和半荒漠地表层温度极端升高的主要原因是高温情况下的强光直射，所以只要对直接照射到地表的强光进行一定程度的遮蔽，即可防止地表层温度极端升高。我们的研究表明：在梭梭属植物茎基部及其周围的地表上安装一个防护网罩可达到防止地表层温度极端升高并使植物本身免受地表层高温胁迫的效果。防护网罩主要由遮阳网面、骨架和锚地爪三部分构成，呈上部小、下部大的圆锥体形。圆锥体的面即是遮阳网面，用于遮蔽强光；骨架由8～10#粗铁丝制成，用于支撑遮阳网面使其保持圆锥体形；锚地爪是连接在骨架底部的3～4根垂直向下的粗铁丝（8～10#）或5～8#的细钢筋，可***沙土中使防护网罩固定在地表上，防止风吹而移位。防护罩上部圆面和下部圆面的直径比例以1:2～3为宜，上下部圆面不用遮阳网封盖，成贯通状。防护网罩一般分为两种类型和规格，一种是用于防护梭梭属植物直播苗或天然实生苗的小网罩，上部直径10～25 cm，下部直径25～50 cm，高度不少于15cm，使用遮阳率为50%～75%的遮阳网；另一种是用于防护移栽苗的大网罩，上部直径15～25 cm，下部直径35～50 cm，其高度一般不超过40cm，使用遮阳率为75%～95%的遮阳网。锚地爪的长短（10～40 cm）应依据使用地的风沙大小程度而定。风沙大的地方脚应长些，风沙小的地方可短些。防护网罩不仅能用于提高梭梭属植物的幼苗成活率，还可用于防止梭梭属植物的“夏休眠”现象的发生，从而可增加其年生长量，促进生长，加快梭梭属植物林地恢复与营建。对于防护网罩的使用可以不限定植物和土壤基质类型，凡是需在地表层（0～2 cm）高温（≥50℃）频繁发生的土壤基质上营建各种植物类型的生态林都可使用这种类型的防护网罩进行防护，以提高幼苗成活率。

发明内容

技术问题  本发明的目的在于提供一种显著提高荒漠和半荒漠地区梭梭属植物直播苗、天然实生苗和移栽苗成活率的方法，解决大规模恢复和营建梭梭属植物林过程中因频繁发生的极端地表层高温而导致的幼苗成活率低，以及因时常发生“夏休眠”现象而造成的个体生长缓慢等关键难题。

技术方案： 本发明的实施方案如下：

（1）植物材料：梭梭属植物种子及2～3年生幼苗。

（2）实施时间：梭梭属植物种子以及幼苗在当年初冬的11月份至翌年的4月份播种和移栽，同时实施防护网罩保护；针对梭梭属植物当年生天然实生苗在3～4月份实施防护网罩保护。

（3）防护网罩的构造、类型和规格：防护网罩主要由遮阳网面、骨架和锚地爪构成，呈上部小、下部大的圆锥体形，上部圆面和下部圆面的直径比例以1:2～3为宜。网罩的骨架和锚地爪用8～10#粗铁丝(锚地爪也可用5～8#的细钢筋)制成，将遮阳网缝合在骨架上即制成防护网罩，网罩上下部圆面不用遮阳网封盖，成上下贯通状。防护网罩依据目的可分为直播苗或天然实生苗防护网罩和移栽苗防护网罩两种类型。直播苗防护网罩上部直径10～25 cm，下部直径25～50 cm，高度不少于15cm，使用遮阳率为50%～75%的遮阳网；移栽苗防护网罩上部直径15～25 cm，下部直径35～50 cm，高度一般不超过40cm，使用遮阳率为75%～95%的遮阳网。锚地爪的长短（10～40 cm）应依据使用地的风沙大小程度而定。风沙大的地方脚应长些，风沙小的地方可短些。防护网罩的制作应依据其应用地点的地形地貌、风沙大小、苗的大小等而确定其具体规格大小。

（4）实施地生境条件：实施地区生境较为严酷，春季高（气）温强光天气时有发生，夏季高（气）温、风沙和干旱天气频发，导致超过50 ℃的地表层（0～2 cm）高温频繁发生。

（5）实施方法：梭梭属植物种子播种时，先将直播苗防护网罩的锚地爪***土壤中，使防护网罩紧紧固定在地面上，然后将种子播撒在网罩内的中部的土壤或雪面上并适当覆土或不覆土。梭梭属植物幼苗移栽时，先将地面整平，将梭梭属植物幼苗植入土壤中，然后将移栽苗防护网罩从上向下小心套住幼苗，并进一步将锚地爪***或埋入土壤中即可。针对梭梭属植物当年生天然实生苗，可直接用防护网罩将其套在中间，并将防护网罩的锚地爪***土壤中紧紧固定。在固定防护罩时应注意尽量使防护罩的下部与地面紧密接触无空隙。

（6）维护管理：当年播种苗、天然实生苗或移栽的幼苗需使用防护网罩进行连续1～3年，至多5年的防护，期间对死亡的幼苗要在春季及时播种或移栽补苗。防护网罩常由于风吹日晒而破损，为此每年需对其进行适当的修理维护。

有益效果：本发明依据荒漠和半荒漠生境中地表层高温是导致梭梭属植物幼苗成活率极低以及幼苗（5年以下）、幼树（5～10年）和成年树（10年以上）产生“夏休眠”现象的关键因子的最新研究成果，展开在荒漠极端逆境条件下显著提高梭梭属植物幼苗成活率，防止其发生“夏休眠”现象方法的确立，建立了在我国西北部荒漠和半荒漠严酷生境中大规模恢复和营建梭梭属植物林的关键技术方法。其有益效果是：

（1）本发明使用结构简单的防护网罩防护梭梭属植物直播苗、天然实生苗和移栽苗免遭地表层高温的危害，显著提高幼苗成活率(可达30%以上)，解决一直以来在荒漠严酷生境中梭梭属植物林恢复和营建过程中所遇到的幼苗成活率极低的关键瓶颈问题，为在荒漠和半荒漠生境中进行梭梭属植物林大规模恢复和营建工作提供有力的技术支撑，具有很好的应用前景。

（2）本发明所使用的防护网罩兼具防风沙的作用，梭梭属植物的直播苗、天然实生苗在其防护下可显著降低被风沙吹移、掩埋的几率。防护网罩还可有效阻止荒漠小动物对这些幼苗的啃食。此外，由于遮阳网罩内的地表层温度相对较低，水分蒸发耗散较慢，可为幼苗的早期生长提供较为适宜的小环境，同时可促进幼苗茎基部周围地表的植被覆盖率。这些特点都可进一步提高梭梭属植物幼苗成活率。

（3）防护网罩还可有效防止梭梭属植物的幼苗（5年以下）、幼树（5～10年）和成年树（10年以上）发生“夏休眠”现象，从而可显著增加梭梭属植物年有效生长期，增加年生长量，加快个体生长，促进荒漠、半荒漠梭梭属植物林的快速恢复和重建，具有很好的应用前景。

（4）本发明还可进一步延伸使用的范围，只要是因为地表层高温造成的某一具有一定生态和经济价值的植物不能在某地生存和分布，都可使用防护网罩或相关的技术措施进行相应的保护应用。

（5）本发明所使用的防护网罩制作简单、成本低廉、便于操作，适宜于大面积推广。

附图说明

图1 示梭梭属植物直播苗或天然实生苗防护网罩

图2 示梭梭属植物移栽苗防护网罩

图3 示直播苗或天然实生苗防护网罩在沙漠生境提高梭梭幼苗成活率的应用

图4 示移栽苗防护网罩在沙漠生境提高梭梭幼苗成活率的应用。

具体实施方式

生存于我国西北荒漠和半荒漠地区的梭梭属植物林在防沙固沙、减缓荒漠化和维护生态安全上具有不可替代的重要价值。然而因为荒漠生存环境的极其严酷，梭梭属植物人工林的恢复和营建极其困难，主要的瓶颈问题是梭梭属植物直播苗、天然实生苗和移栽苗成活率极低，一般当年的直播苗、天然实生苗和移栽幼苗成活率仅为0.97%。我们的最新研究表明，荒漠和半荒漠生境中的极端地表层（0～2 cm）高温胁迫是导致梭梭属植物幼苗大量死亡的关键因素，为此我们提出使用防护网罩的方法来对梭梭属植物幼苗进行相应保护，从而显著提高其成活率并兼具防止其发生“夏休眠”现象。

在具体确定某一荒漠地区或地块要应用本发明技术之前，首先要对该地的生态环境进行仔细考察，充分了解该地区或地块在春季和炎热的夏季是否易发生地表层高温（≥50℃）。如果该荒漠区不存在地表层高温，就可能没有必要使用防护网罩进行相应的防护。此外，还要了解该地区60cm以下沙土层在夏季的6～8月间是否存在较丰富的悬湿水，如果水分含量较低，梭梭属植物幼苗成活率将会显著降低。如果对水分情况不甚了解，可应用本发明先实验后推广。

防护网罩的制作较为简单，但首先应依据其不同使用目的，应用地点的地形地貌、风沙大小、苗的大小等而确定其具体的规格大小（材料、尺寸和规格见技术方案）。

使用防护网罩保护梭梭属植物直播苗、天然实生苗或移栽苗时要选择适宜的时间，一般于每年的11月或翌年3月中旬至4月中旬进行，此时荒漠环境中的土壤含水率较高，幼苗容易成活。现场实地使用防护网罩时，两种网罩的使用方法略有不同。直播苗防护网罩使用时，先将土壤面整平，然后将网罩的锚地爪部分***或埋入土壤中，最后将梭梭或白梭梭种子撒播于网罩的土壤或雪面上并少量覆土或不覆土即完成播种。针对梭梭属植物当年生天然实生苗，可直接用防护网罩将其套在中间，并将防护网罩的锚地爪***土壤中紧紧固定。移栽苗防护网罩使用时，先将土壤表面整平，将梭梭属植物幼苗植入土壤中，然后将网罩从上向下小心套住幼苗，并进一步将锚地爪***或埋入土壤中即完成移栽工作。在固定防护罩时应注意尽量使防护罩的下部与地面紧密接触无空隙。

防护网罩对梭梭属植物幼苗的防护需要持续1～3年，至多5年的防护。所以每年需对防护网罩及其幼苗进行相应的维护管理，主要包括对死亡的苗木进行播种或移栽补苗，对破损的遮阳网进行修补维护等。

实施例：

在荒漠和半荒漠环境中使用防护网罩提高梭梭属植物直播苗、天然实生苗和移栽苗成活率的方法如下：

    （1）实施地点：新疆准格尔盆地卡拉麦里山自然保护区沙漠料场，该地域为最极端严酷的荒漠生境；

（2）实施规模：200株梭梭直播苗、200株天然实生苗和200株2年生以上梭梭移栽苗；

（3）实施时间：2009年3月25日；

（4）防护网罩的构造、类型和规格：防护网罩主要由遮阳网面、骨架和锚地爪构成，呈上部小、下部大的圆锥体形，上部圆面和下部圆面的直径比例以1:2～3为宜。网罩的骨架和锚地爪用用8～10#粗铁丝(锚地爪也可用5～8#的细钢筋)制成，将遮阳网缝合在骨架上即制成防护网罩，网罩上下部圆面不用遮阳网封盖，成上下贯通状。防护网罩依据目的可分为直播苗或天然实生苗防护网罩和移栽苗防护网罩两种类型。直播苗防护网罩上部直径10～25 cm，下部直径25～50 cm，高度不少于15cm，使用遮阳率为50%～75%的遮阳网；移栽苗防护网罩上部直径15～25 cm，下部直径35～50 cm，高度一般不超过40cm，使用遮阳率为75%～95%的遮阳网。锚地爪的长短（10～40 cm）应依据使用地的风沙大小程度而定。

（5）实施方法：梭梭属植物种子播种时，先将直播苗防护网罩的锚地爪***土壤中，使防护网罩紧紧固定在地面上，然后将种子播撒在网罩内的中部的土壤或雪面上并适当覆土或不覆土。梭梭属植物幼苗移栽时，先将地面整平，将梭梭属植物幼苗植入土壤中，然后将移栽苗防护网罩从上向下小心套住幼苗，并进一步将锚地爪***或埋入土壤中即可。针对梭梭属植物当年生天然实生苗，可直接用防护网罩将其套在中间，并将防护网罩的锚地爪***土壤中紧紧固定。在固定防护罩时应注意尽量使防护罩的下部与地面紧密接触无空隙。

（6）维护管理：当年播种苗、天然实生苗或移栽的幼苗需使用防护网罩进行连续1～3年，至多5年的防护，期间对死亡的幼苗要在春季及时播种或移栽补苗；防护网罩常由于风吹日晒而破损，为此每年需对其进行适当的修理维护。

（7）效果：经以上技术方法处理的梭梭直播苗、天然实生苗和移栽苗经历了2年的卡拉麦里沙漠腹地极端严酷生境的考验，到2009年10月初调查统计发现平均有40%的幼苗存活，2010年10月中旬调查发现平均有30%的幼苗存活，幼苗成活率显著提高。死亡幼苗中约有10%是被风沙掩埋或小动物啃食致死的。而没有防护网罩保护的对照，梭梭幼苗几乎全部死亡。

Claims (2)

1.一种提高梭梭属植物幼苗成活率的方法，包括：

(1)植物材料：梭梭属植物种子或2～3年生幼苗；

(2)实施时间：梭梭属植物种子以及幼苗在当年初冬的11月份至翌年的4月份播种和移栽，同时实施防护网罩保护；针对梭梭属植物当年生天然实生苗在3～4月份实施防护网罩保护；

(3)防护网罩的构造、类型和规格：防护网罩主要由遮阳网面、骨架和锚地爪构成，呈上部小、下部大的圆锥体形，上部圆面和下部圆面的直径比例为1∶2～3，网罩的骨架和锚地爪用8～10号粗铁丝制成，锚地爪也可用5～8号的细钢筋制成，将遮阳网缝合在骨架上即可制成防护网罩，网罩上下部圆面不用遮阳网封盖，成上下贯通状，直播苗或天然实生苗防护网罩上部直径10～25cm，下部直径25～50cm，高度不少于15cm，使用遮阳率为50％～75％的遮阳网；移栽苗防护网罩上部直径15～25cm，下部直径35～50cm，高度不超过40cm，使用遮阳率为75％～95％的遮阳网；锚地爪长10～40cm，具体依据使用地的风沙大小程度而定：风沙大的地方脚应长些，风沙小的地方可短些，防护网罩的制作应依据其应用地点的地形地貌、风沙大小、苗的大小而确定其具体规格大小；

(4)实施地生境条件：实施地区生境较为严酷，春季高温强光天气时有发生，夏季高温、风沙和干旱天气频发，导致超过50℃的0～2cm地表层高温频繁发生；

(5)实施方法：梭梭属植物种子播种时，先将直播苗防护网罩的锚地爪***土壤中，使防护网罩紧紧固定在地面上，然后将种子播撒在网罩内中部的土壤或雪面上，并少量覆土或不覆土；梭梭属植物幼苗移栽时，先将地面整平，将梭梭属植物幼苗植入土壤中，然后将移栽苗防护网罩从上向下小心套住幼苗，并进一步将锚地爪***或埋入土壤中即可；针对梭梭属植物当年生天然实生苗，直接用防护网罩将其套在中间，并将防护网罩的锚地爪***土壤中紧紧固定，在固定防护罩时应注意尽量使防护罩的下部与地面紧密接触无空隙；

(6)维护管理：当年播种苗、天然实生苗或移栽的幼苗需使用防护网罩进行连续1～3年的防护，期间对死亡的幼苗要在春季及时播种或移栽补苗；防护网罩常由于风吹日晒而破损，为此每年需对其进行适当的修理维护。

2.权利要求1所述方法在荒地、黄土高坡地表层温度较高的地方植树造林中的应用。

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