全 文 :第32卷第3期
2014年5月
干 旱 地 区 农 业 研 究
Agricultural Research in the Arid Areas
Vol.32No.3
May 2014
收稿日期:2013-11-13
基金项目:2011年北京市科学技术研究院萌芽计划项目(2011-52);北京市科委项目“永定河生态构建与修复技术研究及示范”
(D09040903700802)
作者简介:王 硕(1983—),女,河北沧州人,助理研究员,主要研究方向为土地修复、生态修复等。E-mail:shuoshuo4122@163.com。
*通信作者:王 湛(1983—),男,河北石家庄人,中级工程师,主要从事环境保护、生态修复等研究。E-mail:inhehero@gmail.com。
河滨带不同石块覆盖条件下植物生态效果研究
———以紫茉莉和波斯菊为例
王 硕1,王 湛2*,江雅丽1,刘永兵1
(1.轻工业环境保护研究所,北京100089;2.中国水利水电科学研究院,北京100048)
摘 要:采用野外定位试验的研究方法,研究不同石块覆盖条件下,植物的发芽率、高度、盖度三项指标的生态
恢复效果影响。结果表明:石块覆盖度为60%时,紫茉莉的发芽率、高度、盖度各项生长指标最高,分别可达85%、
95cm、100%;石块覆盖度为10%时,波斯菊的发芽率、高度、盖度各项生长指标最高,分别可达65%、95cm、95%。
不同生境的总体植物长势表现为:主河槽>泛洪区>河漫滩。该研究结果可为河滨带保墒技术的实际应用提供理
论参考。
关键词:紫茉莉;波斯菊;石块覆盖;生长指标;河滨带
中图分类号:S181 文献标志码:A 文章编号:1000-7601(2014)03-0232-06
Ecological effect of stone mulches plan at the riverside
———Taking for example of Mirabilis jalapaand cosmos
WANG Shuo1,WANG Zhan2,JIANG Ya-li 1,LIU Yong-bing1
(1.Environmental Research Institute of Light Industry,Beijing100089,China;
2.China Institute of Water Resources and Hydropower Research,Beijing100048,China)
Abstract:This study was performed to assess the effect of stone mulches plant by the riverside using field experiments.
Treatments of different kinds of rock were conducted,and three parameters including germination rate,plant height and cov-
erage were measured to estimate the ecological effect.The results showed that 60%stone coverage resulted in high germination
rate,plant height,coverage of Mirabilis jalapa,being 85%,95 cm,and100%,respectively.For cosmos,10%of stones
coverage produced high germination rate,height,and plant coverage,being 65%,95 cm,and100%,respectively.General-
ly,plant performance for different habitats exhibited an order of main river channel>flood basin>aluvial flat.The results
might be of significance for the development of riverside conservation practices.
Keywords:Mirabilis jalapa;cosmos;stone mulches;growth indicators;riverside
目前,北方干旱河道多年少雨、地面蒸发强烈,下
游常年处于断流状态,河道生态系统受到了严重的破
坏。干旱、缺水已成为河滨带生态修复的主要障碍因
子,如何有效地提高降水保蓄率及水资源的利用率是
解决这一问题的关键所在。在这种环境中的生态修
复,运用保墒技术较为普遍[1-4],不同的保墒措施可
减少地面蒸发[5-6],保蓄水分[7-8],调节温度[9],改善
土壤理化性质、避免雨水冲刷等[10-11]。不同措施的
保墒试验也引起了广大学者的关注,李占武[12]等开
展全膜玉米不同覆膜方式集雨保墒及增产效果试验,
探索总结适合全膜玉米的最佳覆膜方式;邓超[13]研
究棉花田间覆盖小麦秸秆增产保墒效果,棉花田间覆
盖小麦秸秆,能提高土壤的含水量和储水量,对棉花
的生长有一定的促进作用;陈士辉[14]分析不同粒径
砂砾石对砂田西瓜蒸散量和土壤蒸发的影响,西瓜田
覆砂能有效提高其产量、含糖量和水分生产率,适合
砂田覆盖的砂砾石粒径以5~20mm为宜。但针对
河滨带不同植物(紫茉莉、波斯菊)采取不同保墒措施
的相关研究少有报道,本项目通过石块覆盖保墒试验
研究不同覆盖度下植物生长指标,为北方干旱型河道
河滨带植物的生态修复提供理论基础和技术支持。
1 试验材料与方法
试验分两期,一期试验于2011年6—10月、二期
试验于2012年5—10月,在永定河河滨带进行。一
期试验主要为石块的铺设、试验场地的布设及土壤水
分的监测,二期试验主要监测植物的生长情况。选取
不同粒径(1~5cm)的河滨带卵石混匀组合,卵石就
地取材,过筛后备用。结合永定河河滨带横断面生境
特点,将河道横断面划分为3个区域,即主河槽、泛洪
区、河漫滩。试验A1、A2区域分别种植不同的植物
模式,A1区为波斯菊,A2区为紫茉莉。在每种种植
模式上分别布设石块覆盖试验小区,石块覆盖度梯度
为:0,10%,20%,40%,60%,80%,石块粒径过筛,均
为1~5cm。每块试验小区面积为1m×1m。具体
试验布设见图1。
图1 永定河河滨带保墒试验布设平面图
Fig.1 Layout plan of the treatments of soil moisture conservation at riverside of Yongding river
2 结果与分析
2.1 永定河河滨带不同生境不同保墒措施对植物发
芽率的影响
2.1.1 对紫茉莉发芽率的影响 图2为永定河河滨
带不同生境不同石块覆盖对紫茉莉发芽率的影响,从
图中可以看出:不同石块覆盖条件下的紫茉莉的发芽
率相差较大。当石块覆盖率为60%时,主河槽、泛洪
区、河漫滩的紫茉莉发芽率最高。主河槽发芽率最高
可达85%,平均高出其它处理20%、15%、11.5%、7.
5%、3.5%;泛洪区发芽率最高可达80%时,平均高出
其它处理20%、12.5%、11%、7.5%、9.0%;河漫滩发
芽率最高可达70%时,平均高出其它处理32.5%、
20%、11%、6.5%、8.0%。
图2 不同生境不同石块覆盖度紫茉莉发芽率分析
Fig.2 Germination rate of Mirabilis jalapafor different stone mulches
332第3期 王 硕等:河滨带不同石块覆盖条件下植物生态效果研究
图3为永定河河滨带不同生境(主河槽、泛洪区、
河漫滩)紫茉莉的总体发芽汇总情况,从图中可以看
出:主河槽的紫茉莉发芽率最高,其次为泛洪区及河
漫滩。
图3 不同生境紫茉莉发芽率分析
Fig.3 Germination rate of Mirabilis jalapafor different habitats
2.1.2 对波斯菊发芽率的影响 图4为永定河河滨
带不同生境不同石块覆盖对波斯菊发芽率的影响。
从图中可以看出:不同石块覆盖条件下的波斯菊的发
芽率相差较大。当石块覆盖率为10%时,主河槽、泛
洪区、河漫滩的波斯菊发芽率最高。主河槽发芽率最
高可达65%,平均高出其它处理20%、4.5%、2.5%、
9.0%、5.0%。;泛洪区发芽率最高可达60%,平均高
出其它处理17.5%、5.5%、4.5%、9.0%、10.0%。;河
漫滩发芽率最高可达52%,平均高出其它处理37%、
17.5%、12%、12%、8.5%。
图5为永定河河滨带不同生境(主河槽、泛洪区、
河漫滩)波斯菊的总体发芽汇总情况,从图中可以看
出:主河槽的波斯菊发芽率最高,其次为泛洪区及河
漫滩。
小结:不同生境不同石块对紫茉莉、波斯菊的影
响均表现为,主河槽的植物发芽率最高,主要原因可
能是主河槽临近水系,水分的供应对植物的发芽起到
重要的作用。另外,紫茉莉在石块覆盖度为60%时,
发芽率最高;波斯菊在石块覆盖度为10%时,发芽率
最高。经现场调查,主要是由于波斯菊的幼苗很弱,
石块覆盖面积过大,抑制了波斯菊的发芽。而紫茉莉
的根颈粗壮,对石块面积覆盖抑制发芽的影响较小,
且在石块覆盖保墒的条件下促进了紫茉莉的出苗。
因此,紫茉莉的发芽率明显优于波斯菊。
图4 不同生境不同石块覆盖度波斯菊发芽率分析
Fig.4 Germination rate of cosmos for different stone mulches
图5 不同生境波斯菊发芽率分析
Fig.5 Germination rate of cosmos for different habitats
2.2 永定河河滨带不同生境不同保墒措施对植物高
度的生长影响
2.2.1 对紫茉莉生长高度的影响 从图6中不同时
期的监测结果中可以看出:不同石块覆盖条件下的紫
茉莉的生长高度相差较大。总体上来说,随着石块覆
盖度的增加,紫茉莉的生长效果逐渐提升,当石块覆
盖率为60%时,主河槽、泛洪区、河漫滩的紫茉莉生
长量最大。当石块覆盖度为80%时,紫茉莉的生长
效果明显减弱。主河槽最高生长量可达95cm,平均
高出其它处理12.5cm、3.5cm、5.13cm、6.5cm、14.
5cm;泛洪区紫茉莉最高生长量可达95cm,平均高出
其它处理32.13cm、29.25cm、26.88cm、22.38cm、
21.5cm;河漫滩紫茉莉最高生长量可达95cm,平均
高出其它处理41.25cm、35.38cm、35.0cm、24.0
cm、7.5cm。
图7为永定河河滨带不同生境(主河槽、泛洪区、
432 干旱地区农业研究 第32卷
河漫滩)紫茉莉生长高度汇总情况,从图中可以看出:
主河槽的紫茉莉的生长量最好,其次为泛洪区及河漫
滩。
图6 不同生境不同石块覆盖度紫茉莉生长高度分析
Fig.6 Plant height of Mirabilis jalapafor different stone mulches
图7 不同生境紫茉莉生长高度分析
Fig.7 Plant height of Mirabilis jalapafor different habitats
2.2.2 对波斯菊生长高度的影响 图8为永定河河
滨带不同生境不同石块覆盖对波斯菊生长高度的影
响,与紫茉莉的生长量变化趋势不同,当石块覆盖率为
10%时,主河槽、泛洪区、河漫滩的波斯菊生长量最高。
主河槽波斯菊最高可达95cm,平均高出其它处理7.75
cm、10.75cm、7.38cm、4.88cm、14.00cm;泛洪区波斯
菊最高可达90cm,平均高出其它处理17.38cm、8.75
cm、10.13cm、8.75cm、12.00cm;河漫滩波斯菊最高
可达85cm,平均高出其它处理16.75cm、9.38cm、
8.13cm、17.88cm、17.25cm。
图8 不同生境不同石块覆盖度波斯菊生长高度分析
Fig.8 Plant height of cosmos for different stone mulches
532第3期 王 硕等:河滨带不同石块覆盖条件下植物生态效果研究
图9为永定河河滨带不同生境(主河槽、泛洪
区、河漫滩)波斯菊生长高度汇总情况,与紫茉莉的
表现形势一致,均为:主河槽>泛洪区>河漫滩。有
所不同的是,泛洪区与河漫滩的波斯菊生长量相差
不多。
图9 不同生境波斯菊生长高度分析
Fig.9 Plant height of cosmos for different habitats
小结:总体来看,与发芽率的研究结果相同,紫
茉莉、波斯菊的高度均为主河槽的生长量最佳。紫
茉莉石块覆盖度为60%时,波斯菊石块覆盖度为
10%,植物的生长效果最好。通过试验可知:在注重
土壤保墒石块覆盖的同时,要针对不同的植物选择
不同的保墒措施。
2.3 永定河河滨带不同生境不同保墒措施对植物
盖度影响
2.3.1 对紫茉莉盖度的影响 永定河不同生境不
同石块覆盖度紫茉莉盖度分析见图10,通过4次不
同时期的采样及分析结果可以看出:不同时期的紫
茉莉盖度变化较大,最高可达100%。其中,各个不
同时期均表现出:当石块覆盖度为60%时,紫茉莉
的盖度最优。河漫滩的变化表现最为明显,5月、6
月石块覆盖度为60%时明显高于其它处理,平均高
出55%、50.67%、46.67%、38.33%、26.67%。
图11为永定河不同生境(主河槽、泛洪区、河漫
滩)紫茉莉盖度汇总情况,图中描绘出:主河槽的紫茉
莉盖度最高,明显优于河漫滩,泛洪区介于两者之间。
图10 不同生境不同石块覆盖度紫茉莉盖度分析
Fig.10 Plant coverage of Mirabilis jalapafor different stone mulches
图11 不同生境紫茉莉盖度分析
Fig.11 Plant coverage of Mirabilis jalapafor different habitats
2.3.2 对波斯菊盖度的影响 从图12永定河不同
生境不同石块覆盖度波斯菊盖度分析结果中看:不
同时期的波斯菊高度变化较大。但不同时期均为:
当石块覆盖度为10%时,波斯菊的盖度最优。这个
结果与发芽率及高度的结果相同。总体上来看:主
河槽、泛洪区、河漫滩波斯菊盖度最高可达90%、
95%、90%。主河槽、河漫滩的变化明显,泛洪区相
对弱些。
图13为永定河河滨带不同生境(主河槽、泛洪
区、河漫滩)波斯菊盖度汇总情况,主河槽与泛洪区
相差不多,均明显高于河漫滩,总体表现为:主河槽
>泛洪区>河漫滩。
小结:通过对永定河河滨带不同时期不同生境
不同石块覆盖度的紫茉莉、波斯菊的高度分析结果
可知:与发芽率、高度的研究结果一致。紫茉莉石块
覆盖度为60%时,波斯菊石块覆盖度为10%时,两
种植物的盖度最高。不同生境均表现为主河槽>泛
洪区>河漫滩。此结果为河滨带生态绿化植被修复
632 干旱地区农业研究 第32卷
提供了理论基础和技术支撑。
图12 不同生境不同石块覆盖度波斯菊盖度分析
Fig.12 Plant coverage of cosmos for different stone mulches
图13 不同生境波斯菊盖度分析
Fig.13 Plant coverage of cosmos for different habitats
3 结 论
不同措施的保墒试验能起到保蓄水分等作用,
但是保墒措施后的植物生长情况才是保墒的最终目
的。本文针对不同生境不同植物研究不同比例的石
块保墒试验,研究结果显示出:紫茉莉、波斯菊的发
芽率、高度、盖度分别在石块覆盖度为60%、10%
时,植物各项生长指标最高。因此,在生产实践过程
中,要注重石块覆盖的比例,切记盲目地大面积覆
盖。
参 考 文 献:
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