苘麻在二灘庫區(qū)消落帶的適應(yīng)性及其意義

李 成，彭玉蘭，舒國成，謝 鋒(中國科學(xué)院 成都生物研究所，四川 成都 610041)

苘麻在二灘庫區(qū)消落帶的適應(yīng)性及其意義

李 成，彭玉蘭，舒國成，謝 鋒

(中國科學(xué)院 成都生物研究所，四川 成都 610041)

苘麻；消落帶；適生植物；二灘庫區(qū)

水庫消落帶已成為水電工程生態(tài)恢復(fù)研究的熱點，而適生植物篩選是水庫消落帶植被恢復(fù)和重建的基礎(chǔ)。2014年6月，在二灘庫區(qū)消落帶發(fā)現(xiàn)了一種擴散迅速、長勢良好的消落帶優(yōu)勢植物——苘麻(AbutilontheophrastiMedicus)。結(jié)合相關(guān)文獻，分析了苘麻適應(yīng)于消落帶環(huán)境的3個生物學(xué)特性：①堅硬的外殼和輕的蒴果是苘麻種子耐水淹的基礎(chǔ)；②生長期短是苘麻完成生活史的必要條件；③抗逆性強是苘麻耐干熱貧瘠的關(guān)鍵。苘麻在二灘庫區(qū)消落帶作為優(yōu)勢植物出現(xiàn)，為消落帶適生植物的篩選提供了新的選擇，對金沙江干熱河谷水電站的消落帶植被恢復(fù)也具有一定的參考價值。

最近20年來，隨著二灘、三峽、溪洛渡等大型水電工程陸續(xù)竣工發(fā)電，電站運行期特有的水庫消落帶逐漸成為水電工程生態(tài)恢復(fù)研究的熱點[1-2]。水庫消落帶是一種水位變動周期、頻率和強度差異巨大的新生濕地類型，是庫區(qū)生態(tài)環(huán)境安全的關(guān)鍵區(qū)域[3]。然而，消落帶生境惡劣，適生植物較少。因此，篩選適宜消落帶生存的植物，成為消落帶植被恢復(fù)和重建的基礎(chǔ)。

我國科學(xué)家非常重視消落帶植物的實地調(diào)查和長期固定監(jiān)測[4-9]，并且采用模擬水淹試驗開展了消落帶適生植物的篩選[10-14]，提出了相應(yīng)的生態(tài)恢復(fù)重建的技術(shù)措施和模式[14-16]。我國在篩選消落帶植物過程中，模擬水淹試驗占有主導(dǎo)地位，而野外實地調(diào)查對于科學(xué)篩選適生植物具有一定的參考價值[17]。

2014年6月，筆者在進行“雅礱江干流中下游河段水電開發(fā)環(huán)境影響”調(diào)研過程中，重點對二灘庫區(qū)消落帶植被開展了野外實地調(diào)查，在庫區(qū)消落帶發(fā)現(xiàn)了自然恢復(fù)的長勢良好的消落帶植物——苘麻(AbutilontheophrastiMedicus)。2003年筆者在執(zhí)行“攀枝花生物資源調(diào)查”時，二灘庫區(qū)剛剛蓄水，苘麻主要在河谷中有零星分布。經(jīng)過10余年的自然選擇和適應(yīng)，苘麻已經(jīng)成為消落帶植被的主要組成物種了。那么，苘麻的哪些生物學(xué)特征使之成為二灘庫區(qū)消落帶的優(yōu)勢適生植物呢？茲依據(jù)野外調(diào)查和相關(guān)文獻初步探討苘麻對消落帶生境的適應(yīng)性。

1 苘麻的生物學(xué)特性

苘麻是二灘庫區(qū)的土著物種。該種屬錦葵科苘麻屬，是一年生亞灌木狀草本。苘麻分布廣泛，我國除青藏高原外，其他各省區(qū)均有分布，是棉花、玉米、豆類農(nóng)田的主要雜草，常見于路旁、荒地和田野間。國外分布于越南、印度、日本及歐洲、北美洲等地區(qū)。苘麻在我國有約2 600年的利用和種植歷史[18]。

2 苘麻對消落帶生境的適應(yīng)性

水庫消落帶處于水陸生態(tài)系統(tǒng)的過渡地帶，具有三個主要的生態(tài)特點：①水陸交替，冬水夏陸。因此，消落帶的植物必須耐水淹。②貧瘠。坡面無土壤層覆蓋，水分匱乏，缺少植被生長所必需的土壤條件和養(yǎng)分條件，植物必須耐貧瘠。③干熱。在陽光直射下，巖石表面溫度高，植物必須耐干熱[15]。消落帶既貧瘠又長期被深水淹沒，水退后又裸露干旱，是庫區(qū)生態(tài)環(huán)境最惡劣的地方。

2.1 堅硬的外殼和輕的蒴果是苘麻種子耐水淹的基礎(chǔ)

苘麻種子外殼堅硬，空氣和水很難穿過種皮進入內(nèi)部[19]，這個特點在豐水期非常關(guān)鍵，有效延緩了苘麻種子的萌發(fā)時間。種子包裹在半球形的蒴果里，蒴果體積較大而質(zhì)量輕，可以浮在水面上，有效地防止了水分滲入，同樣延緩了種子的萌發(fā)時間。蒴果里面的種子數(shù)量多，隨水位波動或隨水流傳播，擴散范圍廣，很好地解決了消落帶種源匱乏的難題，而種源是短時間內(nèi)消落帶植被恢復(fù)的重要條件之一[20]。

2.2 生長期短是苘麻完成生活史的必要條件

苘麻具備速生的特點，生長期短，容易種植。苘麻的種子包在半球形的蒴果內(nèi)，方便采集。苘麻種子在地溫達10 ℃以上即可播種[21]。在新疆地區(qū)一般4月下旬至5月中旬出苗，7月開花，種子在8月份逐漸成熟[22]。而在緯度比新疆更偏南的二灘庫區(qū)，3月份的平均氣溫即可達19 ℃以上[23]，野外發(fā)現(xiàn)，3—7月苘麻種子均可在消落帶自然出苗，消落帶溫度較高有利于提高苘麻種子的萌發(fā)率[19]，7月份部分種子即可成熟，苘麻的生長期正是二灘庫區(qū)消落帶的出露期。

二灘水庫消落時，水位每日下降0.30～0.45 m[24]。隨著水的緩慢退去，受地形的影響，種子自然落在消落帶基質(zhì)上，生根發(fā)芽，因而苘麻沿水位梯度整體上有比較明顯的帶狀分布特征。由于苘麻的播種以條播為佳[21]，因此苘麻很好地適應(yīng)了消落帶水位梯度的帶狀分布特點，有利于水淹條件下種群的生存與繁衍。

雅礱江的含沙量為0.46 kg/m3，二灘水電站建成后，上游泥沙約有95%淤積在庫內(nèi)[25]。泥沙的不斷淤積，為消落帶植被自然恢復(fù)奠定了良好的基礎(chǔ)。苘麻的播種深度以1.5～2.0 cm為宜[21]，泥沙沉積的厚度基本滿足了播種需求。預(yù)計隨著二灘庫區(qū)消落帶越來越多的泥沙淤積，苘麻的分布面積還將進一步擴大。

2.3 抗逆性強是苘麻耐干熱貧瘠的關(guān)鍵

苘麻的種子對鹽分有一定的耐受力[26]，莖皮耐鹽耐水浸[19]，在易澇地和干旱地區(qū)均可生長，性喜高溫、多濕與多光，適宜密植[21]，比較適合消落帶的干旱濕熱的環(huán)境。其根為直根型，水庫的水有一定流動性，直根有利于抗倒伏。而且，消落帶干旱濕熱的極端環(huán)境，也極大地限制了害蟲的發(fā)生，減少了苘麻的病蟲害。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)二灘庫區(qū)消落帶的苘麻植株偏矮，這可能與消落帶土壤較少、養(yǎng)分缺乏、生長期較短有關(guān)。受調(diào)查區(qū)域和時間所限，目前筆者發(fā)現(xiàn)苘麻主要分布在漁門鎮(zhèn)(GPS：N26.916 10°、E101.559 21°，高程1 236 m)到觀音巖大橋(GPS：N26.959 96°、E101.599 52°，高程1 213 m)區(qū)域，自然分布長度約20 km，在消落帶的覆蓋率為15%～20%。

4 對適生植物篩選的啟示

二灘水電站是我國在20世紀建成投產(chǎn)的最大的水電站，具有開發(fā)時間長、消落帶面積大、自然條件差等特點[27]。苘麻在二灘庫區(qū)消落帶作為優(yōu)勢植物出現(xiàn)，一方面為消落帶適生植物的篩選提供了新的選擇，另一方面苘麻的生物學(xué)特征對干熱河谷區(qū)水電站的適生植物篩選也具有啟示意義：①種子要能耐受較長時間的水淹或者能防止被水淹；②植物生長期與消落帶出露期要比較一致；③植株要比較耐受干熱貧瘠的環(huán)境。

[1] 蘇維詞.三峽庫區(qū)消落帶的生態(tài)環(huán)境問題及其調(diào)控[J].長江科學(xué)院院報,2004,21(2):32-34,41.

[2] 穆軍,李占斌,李鵬,等.金沙江干熱河谷水電站庫區(qū)消落帶的生態(tài)重建技術(shù)初探[J].水土保持通報,2008,28(6):172-176.

[3] 陳忠禮,袁興中,劉紅,等.水位變動下三峽庫區(qū)消落帶植物群落特征[J].長江流域資源與環(huán)境,2012,21(6):672-677.

[4] 楊朝東,張霞,向家云.三峽庫區(qū)消落帶植物群落及分布特點的調(diào)查[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,36(31):13795-13796,13866.

[5] 廖世純,韋橋現(xiàn),蔡健和,等.廣西水庫消落帶植物群落調(diào)查[J].中國水土保持,2008(8):42-44.

[6] 王強,袁興中,劉紅,等.三峽水庫156 m蓄水后消落帶新生濕地植物群落[J].生態(tài)學(xué)雜志,2009,28(11):2183-2188.

[7] 孫榮,劉紅,丁佳佳,等.三峽水庫蓄水后開縣消落帶植物群落數(shù)量分析[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報,2011,27(1):23-28.

[8] 王建超,朱波,汪濤.三峽庫區(qū)典型消落帶淹水后草本植被的自然恢復(fù)特征[J].長江流域資源與環(huán)境,2011,20(5):603-610.

[9] 李波,熊森,黃亞洲,等.三峽水庫蓄水對白夾溪消落區(qū)的植物群落格局的影響[J].重慶師范大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2012,29(3):70-74.

[10] 羅芳麗,曾波,陳婷,等.三峽庫區(qū)岸生植物秋華柳對水淹的光合和生長響應(yīng)[J].植物生態(tài)學(xué)報,2007,31(5):910-918.

[11] 申建紅,曾波,類淑桐,等.三峽水庫消落區(qū)4種一年生植物種子的水淹耐受性及水淹對其種子萌發(fā)的影響[J].植物生態(tài)學(xué)報,2011,35(3):237-246.

[12] 孫建軍,任榮榮,朱金兆,等.長江三峽水庫消落帶桑樹耐水淹試驗[J].林業(yè)科學(xué),2012,48(5):154-158.

[13] 姚潔,曾波,杜琿,等.三峽水庫長期水淹條件下耐淹植物甜根子草的資源分配特征[J].生態(tài)學(xué)報,2015,35(22):7347-7354.

[14] 張建春,彭補拙.河岸帶研究及其退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建[J].生態(tài)學(xué)報,2003,23(1):56-63.

[15] 吳江濤,許文年,陳芳清,等.庫區(qū)消落帶植被生境構(gòu)筑技術(shù)初探[J].中國水土保持,2007(1):27-30.

[16] 湯顯強,吳敏,金峰.三峽庫區(qū)消落帶植被恢復(fù)重建模式探討[J].長江科學(xué)院院報,2012,29(3):13-17.

[17] 郭泉水,洪明,康義,等.消落帶適生植物研究進展[J].世界林業(yè)研究,2010,23(4):14-20.

[18] 陽麗華.苘麻莖葉生藥學(xué)及其抗炎鎮(zhèn)痛有效部位的研究[D].哈爾濱:黑龍江中醫(yī)藥大學(xué),2010:15.

[19] 王金淑.光照和溫度等因素對苘麻種子萌發(fā)特征的影響[J].北方園藝,2012(1):50-51.

[20] 程瑞梅,王曉榮,肖文發(fā),等.消落帶研究進展[J].林業(yè)科學(xué),2010,46(4):111-119.

[21] 賈旭,鞏江,張新剛,等.苘麻的栽培及管理技術(shù)研究概況[J].畜牧與飼料科學(xué),2011,32(2):51-52.

[22] 陳東,蘇禮江.利用苘麻防治棉鈴蟲[J].農(nóng)村科技,2001(6):12.

[23] 陳國春.雅礱江二灘水電站水庫對局地氣候影響分析[J].四川水力發(fā)電,2007,26(增刊2):78-80.

[24] 余志偉,鄧其祥,吳毅,等.二灘水電站的興建對陸生脊椎動物的影響及對策[J].四川師范學(xué)院學(xué)報:自然科學(xué)版,1998,19(1):129-134.

[25] 馮秀富,楊青遠,張歐陽,等.二灘水庫攔沙作用及其對金沙江流域水沙變化的影響[J].四川大學(xué)學(xué)報:工程科學(xué)版,2008,40(6):37-42.

[26] 張秀玲.不同鹽脅迫對苘麻種子萌發(fā)的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2008(1):35-37.

[27] 吳世勇,王紅梅,黃新生.二灘水電站對局地環(huán)境的影響及效益[J].四川水力發(fā)電,2005，24(增刊1):85-87,90.

(責任編輯 徐素霞)

雅礱江干流中下游河段水電開發(fā)環(huán)境影響評價項目

S324；S157.433

A

1000-0941(2017)01-0061-03

李成(1970—)，男，山東鄒平縣人，副研究員，博士，近年來主要從事水電環(huán)評工作。

2016-03-20