不同立地條件下黃花補血草種群生長、繁殖與土壤水分的差異

張芝萍, 李昌龍, 李得祿, 郭樹江

(1.甘肅省荒漠化與風沙災(zāi)害防治重點實驗室, 甘肅 武威 733000; 2.甘肅省治沙研究所, 甘肅 蘭州730070)

不同立地條件下黃花補血草種群生長、繁殖與土壤水分的差異

張芝萍1,2, 李昌龍1, 李得祿1, 郭樹江1

(1.甘肅省荒漠化與風沙災(zāi)害防治重點實驗室, 甘肅 武威 733000; 2.甘肅省治沙研究所, 甘肅 蘭州730070)

摘要：[目的] 揭示不同立地條件下黃花補血草種群生長、繁殖與土壤水分的差異，為黃花補血草的管理提供科學(xué)依據(jù)。 [方法] 選取4個不同沙丘類型的黃花補血草地斑塊作為試驗樣地，研究黃花補血草的生長、繁殖以及水分等。 [結(jié)果] (1) 不同立地類型黃花補血草種群的生長與繁殖特征存在明顯差異,它主要反映在單株地上生物量、高度、冠幅和密度方面； (2) 不同類型的沙丘上黃花補血草單株生殖枝數(shù)、花量均存在顯著差異的相關(guān)性； (3) 不同立地類型的黃花補血草土壤含水量存在明顯差異,但是在不同的土壤深度上土壤的含水率的差異不顯著,丘間地不同土壤深度的土壤含水率差異比較大。 [結(jié)論] 干旱荒漠生境條件下最適宜生長的黃花補血草的沙丘類型為丘間地。

關(guān)鍵詞：沙丘類型； 補血草； 土壤水分； 民勤縣

黃花補血草(Limonium),又名黃里子白(寧夏)、石花子(甘肅),金色補血草[1]等,屬白花丹科(Plumbaginaceae)補血草屬(LimoniumMill.)多年生草本，該屬植物耐干旱鹽堿，生命力強。主要分布于沙漠、戈壁、灘地、湖盆、鹽化草甸、石質(zhì)山坡、流動沙丘等生境。在中國主要分布于東北西部、華北北部和西北各省區(qū)，補血草屬植物膜質(zhì)花萼或艷美華貴或淡雅樸素，保持時間長，有較高的觀賞價值，是不可多得的插花配材和干花植物。其根、花萼或全草可藥用[1]，盡管很多學(xué)者[2-5]研究了黃花補血草的植被密度、生產(chǎn)力與土壤水分的關(guān)系，但對不同沙丘類型的黃花補血草種群生長與土壤水分關(guān)系的研究則不多見。所以本研究對不同沙丘類型的黃花補血草種群生長、繁殖與土壤水分的關(guān)系進行分析,為確定干旱荒漠生境條件下最適宜生長的黃花補血草的沙丘類型，為黃花補血草的管理提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1　研究地點

研究區(qū)位于民勤縣治沙站，地理位置為38°59′54″N，102°36′55″E。立地條件為砂礫質(zhì)、石質(zhì)平地。氣候?qū)贉貛Т箨懶詷O干旱氣候，具有明顯的沙漠氣候特征，風大沙多，降水稀少，氣候干燥，光照充足，太陽輻射強烈，熱量豐富，年平均日照時間2 832.1 h；年均平均氣溫7.4 ℃，最熱7月，平均氣溫22.4 ℃，最冷1月，平均氣溫-10.3 ℃，大于10 ℃的積溫3 248.8 ℃，無霜期178 d；空氣相對濕度年平均47%；年平均降水量110 mm，且大多集中在7—9月，占全年降水量的73%；年平均蒸發(fā)量2 644 mm；年平均風速2.3 m/s，最大風速可達16 m/s，全年揚沙天59 d，其中沙塵暴27 d。境內(nèi)自然植被類型和人工植被類型并存，原生植被主要以旱生、鹽生的沙生灌木、半灌木和多年生草本為主。

1.2　研究方法

2013年6—9月,在民勤不同沙丘類型的黃花補血草群落區(qū)內(nèi)選取4個不同沙丘類型的黃花補血草地斑塊(沙障沙丘，固定干沙地，流動沙丘，丘間地)試驗樣地。分別在6—9月中旬(12—15號)，在每塊樣地上,設(shè)置5個2 m×2 m的樣方,在每個樣方中,隨機選取5株黃花補血草,測定其株高、冠幅直徑、生殖枝數(shù)、營養(yǎng)枝數(shù)及地上生物量。另外,在6—9月,每月中旬在每個樣方中采用常規(guī)土鉆烘干法測定土壤含水量,取樣深度為0—20 cm，20—40 cm，40—60 cm，60—80 cm和80—100 cm,重復(fù)3次。

1.3　數(shù)據(jù)處理

采用單因素方差分析(one-way ANOVA)比較不同沙丘對黃花補血草的種群生長、繁殖及土壤含水量的差異;采用回歸分析確定單株地上生物量與不同深度土壤含水量的關(guān)系[6-10]。

2結(jié)果與分析

2.1　4種沙丘類型黃花補血草種群的營養(yǎng)生長特征

圖1反映了4種類型沙丘上黃花補血草6—9月的平均株高、冠幅、生物量等種群生長特征。方差分析表明,4種類型的沙丘上黃花補血草株高上無顯著差異〔F=5.251,p>0.05,但冠幅、單株地上生物量和密度存在顯著差異(冠幅:F=3.23,p<0.05);單株地上生物量:F0.05(3,19)=26.18,p<0.000 1;密度:F=5.634,p<0.05〕。由此可見,4種沙丘類型中,沙障沙丘上黃花補血草的平均株高和平均冠幅最高，而丘間地上黃花補血草的單株地上生物量和樣方密度最高,并顯著高于其他種個沙丘類型;但是4種沙丘類型的黃花補血草的平均高度相差不大，冠幅也相差不大，黃花補血草的平均密度流動沙地的最小，丘間地的最大，而生物量，丘間地的最大，沙樟沙丘的最小。

圖1　4種沙丘類型的黃花補血草種群營養(yǎng)生長特征

2.2　4種沙丘類型黃花補血草的種群繁殖生長特征

圖2表示4種類型沙丘黃花補血草6—9月種群的繁殖生長特征。方差分析結(jié)果表明，4種類型的沙丘黃花補血草單株生殖枝數(shù)、花量均存在顯著差異(單株生殖枝數(shù):F4.50=22.68,p<0.000 1;生物量:F4.50=31.42,p<0.000 1)。由此看來，4種不同立地類型中,丘間地的黃花補血草單株生殖枝數(shù)最高,其余依次為：流動沙丘>T固定沙丘>沙樟沙丘。黃花補血草產(chǎn)花量最高丘間地，固定沙丘最小，而且丘間地的產(chǎn)花量遠大于固定沙丘，差異比較顯著。

圖2　4種立地類型黃花補血草種群的繁殖生長特征

2.3　4種沙丘類型黃花補血草的平均土壤含水率

圖3反映了4種類型沙丘的黃花補血草在6—9月的平均土壤含水率，比較分析可以看出:4種沙丘類型的土壤含水量均存在顯著的差異(p=0.012<0.05),丘間地上黃花補血草的土壤含水率最高，其次就是固定干沙地，沙樟沙地，流動沙地黃花補血草土壤含水率最低。而在不同的土壤深度上土壤的含水率的差異不顯著(p=0.176>0.05)，但是在土壤含水率相對較高的丘間地上，不同土壤深度的土壤含水率差異是比較大，0—20 cm的土壤含水率最小，60—100 cm的土壤含水率最大，因為土壤表面蒸發(fā)量大，水分散失比較快，而在土壤深層，可以有效的保持土壤含水率。固定干沙地的土壤含水率隨著不同土壤深度變化不顯著。沙樟沙地和流動沙地的土壤含水率在不同土壤深度上基本沒什么變化，所以在4種立地條件下黃花補血草對土壤水分的消耗利用情況不同,從而導(dǎo)致了不同立地條件下黃花補血草土壤含水量的差異。

圖3　4種立地類型黃花補血草的土壤含水率

3結(jié)論與討論

(1) 4種立地類型黃花補血草種群的生長與繁殖特征存在明顯差異,主要反映在單株地上生物量、高度、冠幅和密度。黃花補血草在丘間地生長較好，所以丘間地相對適合黃花補血草的生長發(fā)育。

(2) 4種立地類型的沙丘上黃花補血草單株生殖枝數(shù)、花量均存在顯著差異。黃花補血草在丘間地上生殖能力最高，所以黃花補血草在丘間地生長繁殖較好。

(3) 4種立地類型上黃花補血草的土壤含水量存在明顯差異,不同的土壤深度上土壤的含水率的差異不顯著；但是在土壤含水率相對較高的丘間地上，

不同土壤深度的土壤含水率差異是比較大的，隨著土壤深度的增加土壤含水量也逐漸變高，主要是土壤表面蒸發(fā)量大，水分遺失比較快。

(4) 丘間地相比較其他3種沙丘類型黃花補血草種群的生長、生殖特征與土壤含水率存在明顯不同，因為丘間地主要是黏土層，土壤含水量高，比較適應(yīng)黃花補血草的生長繁殖，所以黃花補血草的生長和生殖發(fā)育與土壤含水率有著明顯的相關(guān)性。

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Differences of Population Growth, Reproduction ofLimoniumand Soil Moisture Under Different Site Conditions

ZHANG Zhiping1,2, LI Changlong1,2, LI Delu1, GUO Shujiang1

(1.LaboratoryofSandHazardsandCombatDesertificationinGansuProvince,Wuwei，Gansu733000，China; 2.GansuDesertControlResearchInstitute,Lanzhou,Gansu730070,China)

Abstract：[Objective] Population growth, reproduction of Limonium and soil moisture were measured to test the differences under different site conditions in order to improve the management of Limonium planataion. [Methods] Four different types of dunes were selected to research the growth, reproduction and moisture of Limonium. [Results] (1) Limonium growth and reproductive characteristics had significant differences under different types of sand dune in above ground biomass, height,crown width and density; (2) For all types of dune, reproductive tillers per plant and flower numbers had significantly correlation; (3) Soil moistures planted with Limonium in different types of sand dune were different obviously, but no significant differences in profile were found, and soil moistures among inter-dunes were also insignificant. [Conclusion] The inter-dune ground is suitable for Limonium growth in desert habitats.

Keywords:dune types; Limonium; soil moisture; Minqin County

文獻標識碼：A

文章編號：1000-288X(2015)04-0268-03

中圖分類號：Q948.13

通信作者：李得祿(1977—)，男(漢族)，甘肅省民樂縣人，副研究員，主要從事植物引種馴化及荒漠化防治工作。E-mail:lidlu2008@163.com。

收稿日期：2014-05-27修回日期：2014-06-20

資助項目：甘肅省科技研究與開發(fā)專項““野生花卉黃花磯松雨養(yǎng)型園林化栽培技術(shù)研究與示范””(1205TCYA048)

第一作者：張芝萍(1984—),女(漢族),甘肅省天水市人,碩士研究生,研究方向為水土保持與荒漠化防治。E-mail:yuyuyu01@126.com。