不同遮荫条件下牛鞭草生长特征分析

张学权

(成都大学旅游文化产业学院,四川 成都 610106)

不同遮荫条件下牛鞭草生长特征分析

张学权

(成都大学旅游文化产业学院,四川 成都 610106)

模拟遮荫条件下,探讨牛鞭草生长特征.试验结果表明:强遮荫条件下(79%和60%)牛鞭草不能适应环境,生长势较弱;低遮荫度(16%和48%)下牛鞭草茎粗变化不大,因趋光效应其高度略有增加,相对全光照下生物量变化而言,低遮荫度下的相对生物量变化比值也处于相对稳定或略有增加的趋势.试验结果为林+草模式植被恢复后的林冠层郁闭度控制经营管理和后期的进一步研究提供了一定的借鉴.

模拟;遮荫;牛鞭草;生长

0 引 言

林+草植被恢复模式是退耕还林植被恢复的主要模式之一,由于它在控制水土流失、改善生态环境、改良土壤及充分利用自然资源方面存在较大潜力,在山区综合开发,退耕还林和农业产业结构调整中得到广泛应用.在该植被恢复模式其生态效能方面,我们前期已经做了大量的研究,且取得一定效果[1-6].但随着时间的延长,林下产量较高的阳性牧草的生长状况如何,林冠层郁闭度控制量大小等尚有待通过试验进一步探讨.

1 试验地概况

试验地位于四川省雅安市雨城区张家坪教学实习基地,属四川盆地与川西高山高原的过渡地带.试验地海拔高度约580 m左右,属中亚热带湿润气候,处于“华西雨屏”的中心地带,是四川省多雨中心之一.该地区年平均气温 16.2℃,≥10℃的积温5 231℃,年无霜期298 d,阴雨日较多,年平均降水量1 774.3 mm,年日照时数1 019.19 h,云雾多,空气平均湿度79%.

2 材料与方法

试验材料为该地区常见的且产量较高的牛鞭草.

试验采用模拟遮荫的方法,以遮阳网为遮阳材料,人工设计5个遮荫梯度,以此观察不同遮荫梯度下牛鞭草的生长状况.

生长指标采用常规测量方法,用游标尺测量牛鞭草1/5高度处(粗度变化相对稳定)的直径(mm)、用钢卷尺测量长度(m)和用烘干法测量牛鞭草的生物量(g).

3 结果与分析

由于遮荫改变了光环境条件,因而遮荫下牛鞭草的光响应、净光合速率和光能利用率都将发生一定的变化[2],从而牛鞭草形态特征也发生了相应的改变,主要表现在其草种群的均粗度、高度、生物量积累等多个方面.

3.1 遮荫对牛鞭草茎粗度生长的影响

遮荫对牛鞭草茎粗度的影响主要体现在遮荫度的大小、季节性的生长特性、刈割重茬3个方面(刈割后均未施肥).每次刈割间隔期为2个月,年内第一次刈割时间是5月20日,牛鞭草茎粗度生长情况如表1所示.

表1 牛鞭草3次刈割时茎粗度变化

由表1可见,同一刈割时间不同遮荫梯度下牛鞭草茎粗变化表现为随遮荫强度的加大,茎粗逐渐减小,9月20日刈割时遮荫79%和60%对茎粗生长的影响很大,只及全光照下的56.4%和45.9%,可见高强度的遮荫不利于牛鞭草茎粗度的生长;遮荫16%～79%下的3次刈割平均茎粗分别为全光照下的 84.5%、76.3%、69.5%、60.5%.

进一步分析发现,全光照下后两次刈割茎粗度降低了2.8%,其他各遮荫梯度下牛鞭草茎粗度分别降低3.2%、6.5%、24.3%、36.7%,如果把2.8%认为是生长时间长短和季节性生长等因素的影响,扣除此值后则为遮荫的影响率,那么遮荫16%和48%对相邻两次刈割茎粗变化的影响率为仅0.4%和3.7%,此说明随遮荫时间的延长遮荫16%和48%对牛鞭草茎粗生长的影响不大,且茎粗生长基本趋于稳定,而遮荫60%和79%的影响率为21.5%和33.9%,表明长期在高强度遮荫下牛鞭草茎粗生长受到较大的抑制,且呈现出继续减少的趋势(见图1).

图1 不同遮荫度下3次刈割牛鞭草茎粗度变化

3.2 遮荫对牛鞭草高生长和单丛萌蘖株数的影响

试验数据表明:在不同遮荫梯度下和不同刈割时间时,牛鞭草平均株高均表现出一定的差异,单丛萌蘖株数和盖度差异也较大(见表2);对草高生长总体的影响表现为长期在高遮荫度下(79%遮荫)牛鞭草高生长受到较大抑制,中、低遮荫强度(16%和48%遮荫)有刺激草高生长的作用(见图2).

表2 不同遮荫梯度下牛鞭草萌蘖株数和盖度

图2 扁穗牛鞭草3次刈割高度变化趋势

分析发现,5月20日刈割时,光照相对充足的16%遮荫和全光照下牛鞭草表现出一定程度的匍匐生长,草层直立高生长相对偏小,中、高强度的48%、60%和79%遮荫则促使牛鞭草争夺光照而向上生长,所以其高生长量比低遮荫和全光照条件下大;7月20日和9月20日刈割时遮荫79%下的牛鞭草高度只及对应全光下的60%和41.4%,60%遮荫下为全光照的114.4%和100%;而16%和48%遮荫的中、低遮荫下,随生长时间延长,单丛萌蘖株数增加,横向生长的空间资源竞争加强,植株匍匐生长现象逐渐减弱,同时由于牛鞭草捕光生长的特性致使均株高生长有一定的增加,分别为全光照的150%和132.8%,147.8%和127.6%.单丛萌蘖株数表现为随遮荫度的加大萌蘖株数相应减少,相应地表覆盖度也依次降低,到9月20日刈割时遮荫79%下的牛鞭草的盖度只有30%.

3.3 遮荫对牛鞭草生物量的影响

牛鞭草生物量的大小也同样受遮荫度的大小、生长时间的长短、季节性生长特性、刈割重茬等因素的影响.3次刈割时不同遮荫梯度下牛鞭草的生物量变化如表3所示.

表3 不同遮荫梯度下牛鞭草3次刈割生物量

从表3可见,3次刈割各对应遮荫梯度的生物量发生了一定变化,79%的高强度遮荫下生物量逐渐减少,且下降幅度较大,说明在长时间的高强度遮荫下牛鞭草不能正常生长,其他遮荫梯度和全光照下的生物量在第二次刈割时较第一次有所增加,第三次刈割时又均有所减少,产生此变化的原因与遮荫度大小、遮荫生长时间和牛鞭草生长季节有关.

分析3次刈割时各遮荫梯度下牛鞭草生物量与对应全光照下生物量的比值变化情况可反映出遮荫这一单因子对生物量的影响,结果如图3所示(以全光照下的生物量为100%).具体来看:第一次刈割时各遮荫梯度下的生物量相对比值差异不大,遮荫未造成生物量的较大悬殊;第二次刈割时 60%、48%和16%遮荫下的生物量的相对比值差异也不大,而79%的遮荫下生物量相对比值明显减少,比第一次刈割时下降了48.7个百分点;第三次刈割时16%遮荫下生物量的相对比值有所上升,说明此低度遮荫对牛鞭草继续生长的影响较小,生物量还有逐渐接近全光照下的趋势,相对于全光照来说遮荫79%下的生物量仍然较小,仅占全光照的7.7%,遮荫60%生物量的相对比值相比第二次刈割时下降了7.1个百分点,处于缓慢下降的生长状态,而遮荫48%下的生物量相对比值则处于稳定状态,说明相对全光照来说小于等于此遮荫度下牛鞭草的生物量不会继续下降,亦即牛鞭草基本能够适应此遮荫度及其以下的遮荫环境.

图3 不同遮荫梯度下生物量的百分比变化

4 结 论

随遮荫时间的延长,遮荫60%和79%对牛鞭草茎粗的影响率为21.5%和33.9%,茎粗生长继续下降,而遮荫16%和48%对扁穗牛鞭草茎粗生长的影响较小,仅为0.4%和3.7%,说明低遮荫下牛鞭草茎粗生长基本稳定.由于牛鞭草捕光生长的特性,48%和16%的遮荫度下牛鞭草生长高度明显高于其他遮荫度和全光照的高度.从全年收获生物量来看,遮荫16%和48%时的相对生物量处于稳定或有增大的趋势,而遮荫60%和79%时则处于缓慢下降和急剧下降的状态.需要说明的是,本试验是在模拟条件下进行的,与现实生产上的林冠层遮荫存在一定差异,但也基本反映了遮荫下牛鞭草生长状况.本试验对林+草模式的经营管理和进一步研究可提供一定程度的借鉴.

[1] 张学权,胡庭兴,李伟,等.华西雨屏区退耕地不同植被经营模式坡面产沙特征分析[J].水土保持学报,2004,18(6):27-29、33.

[2] 张学权.不同类型植被恢复土壤渗性研究[J].安徽农业科学,2012,40(32):15779-15780.

[3] 张学权.不同植被恢复类型枯落物储量及持水性分析[J].安徽农业科学,2012,40(1):182-184.

[4] 张学权.洪雅县不同植被类型对侵蚀性降雨的响应研究[J].中国水土保持,2010,31(9):52-53.

[5] 张学权,胡庭兴.林(竹)草不同植被恢复模式下的土壤物理特性[J].长江流域资源与环境,2008,17(4):623-627.

[6] 张学权,胡庭兴.模拟林草模式不同遮荫条件下牛鞭草光合生理特征研究[J].四川林业科技,2007,28(6):55-56.

Growth Characteristics Analysis of H.Compressa under Different Shading Degrees

ZHANGXuequan
(School of Tourism and Culture Industry,Chengdu University,Chengdu 610106,China)

The growth characteristics of H.compressa was analyzed under different simulating shading environments.The result showed that the H.compress a couldn't adapt to the strong shading environment of covering rate 79%and 60%and grew weakly;Under the low covering rate of 48%and 16%,the H.compressa's stem diameter remained the same,but the height increased.The relative biomass ratio was stable or increased a few according to the full sunlight condition.The results of this simulation experiments would provide the reference for the forest canopy control operation andmanagement and further study in the tree-grass vegetation restoration pattern.

simulating;shading;H.compressa;growth

S718.43

A

1004-5422(2013)01-0012-03

2012-11-25.

张学权(1967—),男,博士,教授,从事林业生态工程研究.