干旱區(qū)抗旱樹種選育及造林技術研究進展

蔣笑麗 陳文偉 章建紅 洪春桃 魏斌 沈登鋒

摘要?圍繞植物對干旱脅迫的響應方式，對干旱區(qū)造林樹種選育、基于不同干旱地區(qū)特點進行的新型材料應用、造林技術創(chuàng)新等相關研究進行綜述，為干旱地區(qū)造林樹種選擇和造林方式提供一定的參考，以提高造林成活率。

關鍵詞?干旱;樹種選育;造林技術

中圖分類號?S727文獻標識碼 A文章編號?0517-6611（2018）35-0017-02

水分虧缺是制約干旱和半干旱地區(qū)造林成活率的主要因素之一。據(jù)估計全球約1/3面積為干旱和半干旱地區(qū)，受全球氣候變化的影響，在其他地區(qū)也時常面臨季節(jié)性的水分欠缺，對造林活動影響巨大。為解決干旱條件下造林面臨的困難，研究者們從造林樹種選用、造林技術創(chuàng)新等方向開展研究，該文綜述了近10年來的研究，為此類造林困難地的造林活動提供一定的參考。

1?耐旱樹種抗旱響應方式及適宜樹種篩選研究

植物的耐旱性是一個復雜的性狀，通過調動形態(tài)變化、體內生理生化反應、激素水平變化及光合作用器官活動水平變化等完成在干旱條件下的生長、生存和繁殖。經(jīng)典的植物抗旱性分類主要有3種：避旱、御旱、耐旱。對于樹木來說一般抗旱性都是綜合的，三者并不是孤立存在的，且在植株發(fā)育的不同階段對于干旱脅迫的反應方式、反應程度均有著不同的體現(xiàn)。

1.1?植株生理和解剖形態(tài)?耐旱樹種的選育需有一定的指標作為耐旱性強弱的依據(jù)。研究者分別從植株的生理形態(tài)、解剖形態(tài)、植株體內生理生化指標變化、激素水平變化等方面研究這些變化與抗旱性的關系。葉片是植物體與外界進行物質如水、CO2等交換最主要的器官，因此對于植物抗旱性的發(fā)揮有著重要影響，據(jù)此學者對很多樹種開展了研究。劉濱等[1]研究10種生長在寧夏的灌木的葉片厚度、上下角質層厚度、柵欄組織、海綿組織、氣孔密度等15個指標與抗旱性的關系，指出葉片厚度、上角質層、柵欄組織厚度、氣孔密度和主脈維管束直徑為葉片旱性結構的主要影響因子，依據(jù)這些指標確定了10種灌木的抗旱性大小順序依次為沙冬青>花棒>蒙古蕕>金葉蕕>互葉醉魚草>蒙古扁桃>韃靼忍冬>蔥皮忍冬>金花忍冬>臺爾曼忍冬。劉彬等[2]從葉片厚度、柵欄組織厚度、主脈維管束直徑和緊密度等指標出發(fā)研究不同砂生槐群體的抗旱性，確定葉片厚度、上表皮厚度和上表皮角質層厚度可以作為分析砂生槐樹種抗旱性的主要指標，同樣也有研究者利用葉片的解剖結構對橡膠樹[3]、臭柏[4]、沙棘[5]、梭梭[6]等的抗旱能力進行分析評價。從以上研究可以得出，葉片厚度、柵欄組織厚度、主脈維管束直徑、緊密度等指標在不同物種中的抗旱性功能發(fā)揮上均有著重要的作用，可以作為植物抗旱性的主要評價指標之一。導管作為水分運輸?shù)闹饕课唬诳购抵袑λ值睦煤瓦\輸有著重要影響，張般般等[7]分析4個樹莓品種莖橫切面木栓層、皮層、維管束和中柱等莖解剖結構，結果表明木栓層細胞壁與抗旱性有著密切的關系;趙祥等[8]對山西6個居群野生達烏里胡枝子盛花期的莖解剖結構進行研究，指出表皮厚度、木質部厚度、莖直徑、髓腔直徑、導管直徑和導管密度等是胡枝子的主要抗旱特征。

1.2?植物生理指標?在干旱脅迫下，相比植物的外部形態(tài)、內部解剖結構等指標，植物體內的生理指標，如水勢、滲透調節(jié)物質濃度等更加靈敏。王小萍等[9]在茶樹的抗旱性研究中發(fā)現(xiàn)超氧化物歧化酶活性、丙二醛含量、可溶性糖含量、過氧化物酶活性、游離脯氨酸含量等5個生理指標與抗旱性有較高的相關性;黃承玲等[10]研究高山杜鵑干旱脅迫下體內生理指標變化，發(fā)現(xiàn)丙二醛和保護酶活性與高山杜鵑抗旱性關聯(lián)度較大;孟鵬等[11]研究彰武松與樟子松這2種在干旱地區(qū)種植面積較大的樹種抗旱性時發(fā)現(xiàn)，彰武松幼苗在更低的土壤含水率下才表現(xiàn)出脅迫傷害，并且在開始受到脅迫傷害時就迅速提高保護酶（CAT）活性，增加滲透調節(jié)物質含量，實現(xiàn)對干旱脅迫較強的忍耐性和較好的適應性，在2個樹種的葉綠素和葉片含水率對于脅迫的響應變化趨勢一致。

1.3?造林樹種的篩選?在已有研究中，針對研究區(qū)域的氣候特點、水文條件等，研究者篩選出適用于部分特定干旱地區(qū)的造林樹種。為篩選阜新地區(qū)最佳沙地抗旱樹種，張玥冕[12]對荊條、刺槐和文冠果樹種苗期的抗旱生理指標進行測定，結果表明在該地區(qū)抗旱性能從強到弱依次為文冠果>荊條>刺槐;方向強等[13]對通道綠化常用的喬木樹種統(tǒng)計，從成活率、生長量、抗性、抽干率、景觀效益等方面以量化方式對造林樹種進行評價;薛紅霞等[14]對包頭地區(qū)造林常用樹種四翅濱藜、駝絨藜、山杏、山櫻桃、玫瑰、小胡系楊樹（遼胡一號、遼胡二號）等的造林效果進行研究，通過在典型地區(qū)進行造林試驗，造林成活率均在85%以上，并總結各個造林節(jié)點的注意事項;林武星等[15]對南方沿海防護林主要的造林樹種木麻黃的不同地區(qū)種源進行干旱脅迫，篩選出一批抗旱性強的木麻黃優(yōu)良種源、家系和無性系等。

2?干旱地區(qū)造林技術研究

在干旱地區(qū)造林成功除使用良種外，還需輔以良法。為改變干旱區(qū)的自然面貌，長久以來，人民群眾有組織或自發(fā)開展了植樹造林活動，在多年實踐過程中積累了豐富的造林經(jīng)驗。

2.1?常規(guī)造林手段的創(chuàng)新應用?杜希東等[16]在民勤地區(qū)梭梭、葡萄、紅棗、西渠枸杞等樹種的種植過程中使用透氣防滲砂來保持種植初期所需的水分，大大提高了成活率。遼寧西北部地區(qū)長期干旱，許多研究針對該地區(qū)進行了造林技術的提升與改善，包括營養(yǎng)缽容器苗的使用[17]、改變造林時間[18]等，提升了該地區(qū)造林成活率?？购当Ｋ畡┮蚱漭^高的親水活力，在造林實踐中也發(fā)揮著重要作用。宋雙雙等[19]使用保水劑和微生物肥混施的方式用于樟子松人工林營造，結果表明能明顯提高田間持水量，株高、地徑較對照有顯著提高，且造林成活率也有很大的提升。西北地區(qū)是干旱頻發(fā)的地區(qū)，檸條林是寧夏風沙區(qū)重要的生態(tài)屏障，蔣齊[20]通過對不同造林密度檸條林的長期觀測，確定了合理的人工檸條林的營造標準，同時分析其對于全面改善退化沙地的土壤理化性質、土壤水分狀況以及植被群落的穩(wěn)定性的影響。

2.2?微生物接種?土壤微生物的作用越來越受到研究者的重視，其作用不可忽視。菌根真菌是寄生于植物根部的大型真菌，它能通過其大量伸展到土壤中的根外菌絲幫助植物吸收營養(yǎng)元素和水分，同時通過根內菌絲從植物中獲得其生長繁殖所需的碳水化合物，從而建立一種互惠關系，通過確定接種適宜的真菌，有助于提高植物的抗逆性。胡楊是沙漠干旱區(qū)唯一的喬木植物，對干旱具有很強的抗性，王珊珊[21]采集了胡楊林地根際土壤樣品，分離得到了可有效促進根系生長和酶活力的菌株。許平輝等[22]研究茶樹接種地表球囊霉、根內球囊霉及摩西球囊霉后植株抗旱性的表現(xiàn)，叢枝菌根真菌可提高其滲透調節(jié)能力和抗氧化能力，清除活性氧，保護膜結構和功能，緩解水分脅迫對茶樹的傷害，促進茶樹生長，增強茶樹的抗旱性。抗旱保水劑因其較高的親水活力，在造林實踐中也發(fā)揮著重要作用。

3?總結與展望

我國干旱區(qū)面積巨大，是生態(tài)中國、美麗中國建設的重要戰(zhàn)場。針對干旱脅迫對植物生長、繁殖的主要危害和植物對脅迫的適應性反應特點等，建立植物耐旱性的評價體系和可推而廣之的標準在耐旱植物的篩選中具有重要的意義。近年來，人們從干旱區(qū)造林實踐中總結出許多有效可行的方法，篩選出可有效應用的材料，鑒定出許多的抗旱良種。綜述新型的植物耐旱性評價方法和行之有效的造林方法，以為干旱區(qū)開展造林活動提供一定的參考。

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