一種胡楊斷根分櫱無性繁殖的方法

2023-08-13 02:42:56 1

專利名稱：一種胡楊斷根分櫱無性繁殖的方法
技術領域：
本發明涉及乾旱區退化的荒漠河岸林生態系統植被恢復重建技術，具體涉及乾旱區荒漠河岸林胡楊種群更新恢復的技術和方法。
背景技術：
乾旱半乾旱地區覆蓋了全世界陸地面積的40%，低降雨量、高蒸發及發育微弱的土壤造就了乾旱半乾旱地區低植被覆蓋且脆弱易擾動的生態系統。荒漠河岸林生態系統是乾旱、半乾旱區荒漠生態系統重要的組成部分，提供了荒漠生態系統中絕大多數的生產力。 由於易擾動、不穩定及高脆弱性的特點，加之人類不盡合理的水土開發，荒漠河岸林生態系統的環境生態問題日益突出(植被退化、水土流失、荒漠化加劇)。我國西北部的乾旱、半乾旱區佔國土面積的四分之一，沿區內內陸河流域發育的荒漠河岸林生態系統是中亞荒漠獨特且脆弱易受威脅的河岸生態系統，它給區域內植物與動物保持高生物多樣性提供了重要的生境。相比較其他生態系統，乾旱區荒漠河岸林生態系統在全球氣候變化及不斷增加的人為活動擾動下面臨著更為嚴重的威脅。作為本方法具體研究實例的塔裡木河中下遊地區就是我國西北乾旱區的一個最典型的區域。它兼具資源豐富與生態環境異常脆弱的雙重特性，區內以胡楊為主要建群種的荒漠河岸林是世界上最大的自然胡楊林分布區，胡楊對維持全區的生態、生產、生活安全，抵禦風沙危害，維持整個地區環境和資源的可持續利用與發展起著不可忽視的作用。然而近五十年來，在以水資源開發利用為核心的大強度人類經濟、社會活動的擾動作用下，塔裡木河中下遊荒漠河岸林生態環境日益退化，特別是塔裡木河下遊地區，河道斷流，湖泊乾涸，地下水位大幅度下降，以胡楊林為主體的荒漠植被全面衰敗，沙漠化過程及風蝕作用加劇，沙化面積擴大，生物多樣性嚴重受損，浮塵、沙塵暴等災害性天氣已經嚴重地影響到該區域經濟正常、穩定、可持續的發展。胡楊作為這一地區荒漠河岸林生態系統中的主要建群種，其群落因為開荒和不合理水資源開發擠佔生態用水等多重人為活動的擾動，退化嚴重。在河道斷流，地下水位持續下降的影響下，整個胡楊群落結構明顯出現逆向演替，種群更新不足，嚴重萎縮退化。自2000年以來，在國家的大力投資及地方政府積極倡導下實施的生態輸水及流域綜合整治工程，對遏制這一區域的環境退化起到了重要作用。但是單一沿線性河道輸水的措施具有一定的時空局限性，胡楊群落的嚴重退化趨勢雖然得到一定遏制，在幹流中遊及下遊的上部區段，部分胡楊也表現出復壯的態勢，但是整個種群的更新仍然不容樂觀。目前區內的胡楊多以株齡在40年以上的成年或老年植株為主，整個種群老齡化嚴重。單純藉助生態輸水依靠胡楊自身難以有效地實現種群更新演替進而實現整個群落的恢復與可持續演替。胡楊作為生活在乾旱區的一種克隆植物，在長期對逆境的適應過程中，形成了兼具有性繁殖與無性繁殖的雙重繁殖策略。因為乾旱區惡劣且不穩定的生境條件，在有性繁殖方面，胡楊是r選擇下的r策略者，這使得胡楊的種子具有量大、粒小、失活快和成活率低的特點。在人為活動擾動下改變的地表水文過程導致胡楊有性繁殖對種子萌發時機與萌發條件的要求在目前乾旱區荒漠河岸林生態系統中常常難以滿足。生活在乾旱區的胡楊在適應演替過程中，也常常會通過分布在上層土壤中的水平根分櫱出不定芽進而發育成幼株的方式進行無性繁殖，以實現種群在有性繁殖無法滿足情況下的更新。但是隨著乾旱區荒漠河岸林生態系統的持續退化，地下水位持續下降情況下胡楊根系逐漸向深層發育生長，以及上層土壤(0-150cm)含水量的持續降低都將導致土壤中大量水平根失活或停止根櫱，這些都增加了胡楊依靠根孽進行無性繁殖的難度。如今在這一區域的胡楊種群更新乏力，胡楊依靠種子的有性繁殖基本無法實現，無性根櫱繁殖產生的幼齡苗也越來越少。野外實驗發現，通過人為切斷胡楊在上層土壤中的部分水平根，阻斷這些水平根末端所吸收的水分、 養分向母體的直接供應，並不會對胡楊母株產生顯著不利影響，同時會刺激被切斷的水平根在斷口處分櫱產生不定芽，進而發育成無性繁殖分株。根據以上乾旱區荒漠河岸林生態系統退化的實際情況，考慮到乾旱區荒漠河岸林胡楊繁殖特徵與規律，並考慮到研究區內實際水文過程的自然發生規律，選擇適當的時間， 利用綠洲農業尾水、微鹹水或生態輸水，通過一定的人工擾動措施對胡楊根系進行刺激激活，並適量補水上層土壤，促進胡楊水平根分櫱的發生，通過無性繁殖的手段對退化的胡楊種群進行更新恢復，最終實現退化的荒漠河岸林生態系統的加速修復。

發明內容
本發明的目的在於，提供一種胡楊斷根分櫱無性繁殖的方法，該方法是利用胡楊在上層土壤中的水平根具有分櫱不定芽並發育成幼株的無性繁殖特徵，在遵循乾旱區荒漠河岸林胡楊生繁規律及區內流域地表水文分布時空特徵的基礎上，通過人為擾動對胡楊在上層土壤中的水平根進行刺激，從而達到促進乾旱區荒漠河岸林胡楊無性繁殖的目的，推動退化的胡楊種群的更新，實現荒漠河岸林生態系統植物群落結構的正向演替。本發明所述的一種胡楊斷根分櫱無性繁殖的方法，按下列步驟進行a、在春季3-4月份胡楊尚未萌發之際，選取成年健康胡楊母株，在母株向陽側或土壤水分條件相對較好一側，距離胡楊母株3-8m的位置開挖斷根溝，斷根溝深1-1. 5m，長 4_6m，寬 0. 5m ；b、在斷根溝開挖過程中，對上層土壤中胡楊母株的部分直徑在l_5cm的水平根進行人為切斷刺激；C、在斷根溝開挖完成並對選定胡楊母株的部分水平根進行人工斷根後，利用農業灌溉尾水、區內微鹹水或生態輸水對斷根溝進行反覆灌溉3-5次，對上層土壤進行充分的水分補給，促進胡楊在斷根處的分櫱無性繁殖。本發明所述的一種胡楊斷根分櫱無性繁殖的方法，是針對乾旱區荒漠河岸林促進胡楊無性繁殖的方法。乾旱區荒漠河岸林胡楊在上層土壤中賦存的大量水平根具有根櫱無性繁殖的潛力，通過適當的人工擾動措施對活力降低的水平根進行刺激，可以促使胡楊根櫱無性繁殖的發生。本項技術的主要方案是一、針對乾旱區荒漠河岸林胡楊能夠通過上層土壤中的水平根根櫱實現無性繁殖並對種群進行更新的繁殖特性，於3-4月胡楊尚未萌發時，通過開挖斷根溝對胡楊部分水平根進行斷根處理，斷根溝可以通過人工或者機械挖掘，宜選在選定胡楊母株向陽側或土壤水分條件相對較好的一側並距離母株3_8m(具體視胡楊母株的大小及水平根系發育狀況而定)的地方開挖。斷根溝的規模為深約1-1. 5m， 長4-6m，寬約0.5m，可以圍繞母株挖成半圓形或者直線形。二、在斷根溝開挖過程中，對胡楊在上層土壤中賦存的直徑在l-5cm的水平根進行人為切斷(5cm以上的主要根系保留)。 三、在完成斷根溝開挖並對胡楊水平根進行斷根處理後，利用區內農業尾水、微鹹水或生態輸水，對斷根溝進行反覆3-5次的充分灌溉。本發明是基於退化的乾旱區荒漠河岸林生態系統植被恢復而研發的技術措施，適用於胡楊所在立地地下水位埋深較大(3-6m)且上層土壤(1-1. 5m)含水量較低，胡楊種群自然更新乏力的區段。利用了乾旱區荒漠河岸林胡楊無性繁殖的特性，通過人為措施的擾動，對胡楊賦存在上層土壤中的水平根進行刺激，並對上層土壤適當補水，實現胡楊的無性繁殖更新。同胡楊依靠自身繁殖相比，此方法可以有選擇、有針對性地對胡楊群落結構退化嚴重，種群年齡結構老化嚴重的區段進行更新修復。與單純依靠胡楊自身通過上層土壤中水平根自然根櫱繁殖相比，通過合理的人為措施擾動，並適時補水上層土壤，可以促進並加速胡楊的無性繁殖，實現胡楊在上層土壤水分含量較低且自身根孽困難的條件下的繁殖，提高整個種群更新能力。每條斷根溝平均可以萌櫱出胡楊克隆株5-10株，在上層土壤含水量低且胡楊根櫱能力弱的區段對胡楊無性繁殖發生率的提高幅度可以達到50% -100%。
具體實施例方式實施例1對於相對臨近河道的胡楊群落，胡楊所在立地上層土壤的水分條件相對較好且土壤水分含量在不同方向存在差異時(常常臨近河道一側土壤水分較好)，胡楊水平根系在向水性的導引下，常常趨向於向水分條件好的土層發育以獲取更多的水分，斷根溝宜挖在土壤水分條件相對較好的一側；胡楊母株的選擇與斷根溝的開挖在春季3-4月份胡楊尚未萌發之時，選取成年健康且長勢良好、樹冠豐滿的植株作為繁殖母株，在選定胡楊母株所在立地土壤水分相對較好的一側距離胡楊母株5-8m的位置進行開挖斷根溝，溝深度在0. 8-lm，溝長4m，寬0. 5m斷根溝深度可以視實際情況而定， 原則是能夠實現對水平根系的斷根刺激；斷根在斷根溝開挖的過程中，對上層土壤中正在發育的胡楊母株直徑為l-3cm的水平根進行人為切斷刺激；灌溉對於已經開挖且對水平根進行了人為斷根處理的斷根溝，利用農業灌溉尾水、區內微鹹水或生態輸水對斷根溝進行反覆充分灌溉3-5次，以實現對上層土壤的水分補給， 促進胡楊在斷根處的分櫱無性繁殖。實施例2對於距離河道相對較遠，胡楊立地上層土壤水分條件相對較差且各方向土壤水分條件差異不顯著的區段，斷根溝宜選在選定胡楊母株向陽側的一面，以使根櫱繁殖的胡楊幼株獲取更好的光熱資源；胡楊母株的選擇與斷根溝的開挖
春季3-4月份胡楊尚未萌發之際，選取成年健康且長勢良好、樹冠豐滿的植株作為繁殖母株，在選定胡楊母株向陽側距離胡楊母株3-5m的位置開挖斷根溝，斷根溝深 1. 2-1. 5m，長約 6m，寬 0. 5m ；斷根在斷根溝開挖的過程中，對上層土壤中正在發育的胡楊母株直徑為l-5cm的水平根進行人為切斷刺激；灌溉對於已經開挖且對水平根進行了人為斷根處理的斷根溝，利用農業灌溉尾水、區內微鹹水或生態輸水對斷根溝進行反覆充分灌溉3-5次，以實現對上層土壤的水分補給， 促進胡楊在斷根處的分櫱無性繁殖。
權利要求
1. 一種胡楊斷根分櫱無性繁殖的方法，其特徵在於按下列步驟進行a、在春季3-4月份胡楊尚未萌發之際，選取成年健康胡楊母株，在母株向陽側或土壤水分條件相對較好一側，距離胡楊母株3-8m的位置開挖斷根溝，斷根溝深1-1. 5m，長4-6m， 寬 0. 5m ；b、在斷根溝開挖過程中，對上層土壤中胡楊母株的部分直徑在l_5cm的水平根進行人為切斷刺激；C、在斷根溝開挖完成並對選定胡楊母株的部分水平根進行人工斷根後，利用農業灌溉尾水、區內微鹹水或生態輸水對斷根溝進行反覆灌溉3-5次，對上層土壤進行充分的水分補給，促進胡楊在斷根處的分櫱無性繁殖。
全文摘要
本發明涉及一種胡楊斷根分櫱無性繁殖的方法，該方法是利用胡楊在上層土壤中的水平根具有分櫱不定芽並發育成幼株的無性繁殖特徵，在遵循乾旱區荒漠河岸林胡楊生繁規律及區內流域地表水文分布時空特徵的基礎上，在每年春季胡楊根系萌動前，對胡楊賦存在上層土壤中的部分水平根系進行人工斷根，並輔助灌溉措施，通過人為擾動對胡楊在上層土壤中的水平根進行刺激，從而達到促進乾旱區荒漠河岸林胡楊無性繁殖的目的，遏制退化的胡楊種群更新乏力及老齡化發展趨勢，進而加速胡楊群落的生態恢復過程，推動退化的胡楊種群的更新，實現荒漠河岸林生態系統植物群落結構的正向演替。
文檔編號A01G1/00GK102396334SQ20111018355
公開日2012年4月4日 申請日期2011年7月1日 優先權日2011年7月1日
發明者朱成剛, 李衛紅, 陳亞寧, 馬建新, 馬曉東 申請人:中國科學院新疆生態與地理研究所