干旱区抗旱树种选育及造林技术研究进展

蒋笑丽 陈文伟 章建红 洪春桃 魏斌 沈登锋

摘要 围绕植物对干旱胁迫的响应方式，对干旱区造林树种选育、基于不同干旱地区特点进行的新型材料应用、造林技术创新等相关研究进行综述，为干旱地区造林树种选择和造林方式提供一定的参考，以提高造林成活率。

关键词 干旱;树种选育;造林技术

中图分类号 S727文献标识码 A文章编号 0517-6611（2018）35-0017-02

水分亏缺是制约干旱和半干旱地区造林成活率的主要因素之一。据估计全球约1/3面积为干旱和半干旱地区，受全球气候变化的影响，在其他地区也时常面临季节性的水分欠缺，对造林活动影响巨大。为解决干旱条件下造林面临的困难，研究者们从造林树种选用、造林技术创新等方向开展研究，该文综述了近10年来的研究，为此类造林困难地的造林活动提供一定的参考。

1 耐旱树种抗旱响应方式及适宜树种筛选研究

植物的耐旱性是一个复杂的性状，通过调动形态变化、体内生理生化反应、激素水平变化及光合作用器官活动水平变化等完成在干旱条件下的生长、生存和繁殖。经典的植物抗旱性分类主要有3种：避旱、御旱、耐旱。对于树木来说一般抗旱性都是综合的，三者并不是孤立存在的，且在植株发育的不同阶段对于干旱胁迫的反应方式、反应程度均有着不同的体现。

1.1 植株生理和解剖形态 耐旱树种的选育需有一定的指标作为耐旱性强弱的依据。研究者分别从植株的生理形态、解剖形态、植株体内生理生化指标变化、激素水平变化等方面研究这些变化与抗旱性的关系。叶片是植物体与外界进行物质如水、CO2等交换最主要的器官，因此对于植物抗旱性的发挥有着重要影响，据此学者对很多树种开展了研究。刘滨等[1]研究10种生长在宁夏的灌木的叶片厚度、上下角质层厚度、栅栏组织、海绵组织、气孔密度等15个指标与抗旱性的关系，指出叶片厚度、上角质层、栅栏组织厚度、气孔密度和主脉维管束直径为叶片旱性结构的主要影响因子，依据这些指标确定了10种灌木的抗旱性大小顺序依次为沙冬青>花棒>蒙古莸>金叶莸>互叶醉鱼草>蒙古扁桃>鞑靼忍冬>葱皮忍冬>金花忍冬>台尔曼忍冬。刘彬等[2]从叶片厚度、栅栏组织厚度、主脉维管束直径和紧密度等指标出发研究不同砂生槐群体的抗旱性，确定叶片厚度、上表皮厚度和上表皮角质层厚度可以作为分析砂生槐树种抗旱性的主要指标，同样也有研究者利用叶片的解剖结构对橡胶树[3]、臭柏[4]、沙棘[5]、梭梭[6]等的抗旱能力进行分析评价。从以上研究可以得出，叶片厚度、栅栏组织厚度、主脉维管束直径、紧密度等指标在不同物种中的抗旱性功能发挥上均有着重要的作用，可以作为植物抗旱性的主要评价指标之一。导管作为水分运输的主要部位，在抗旱中对水分的利用和运输有着重要影响，张般般等[7]分析4个树莓品种茎横切面木栓层、皮层、维管束和中柱等茎解剖结构，结果表明木栓层细胞壁与抗旱性有着密切的关系;赵祥等[8]对山西6个居群野生达乌里胡枝子盛花期的茎解剖结构进行研究，指出表皮厚度、木质部厚度、茎直径、髓腔直径、导管直径和导管密度等是胡枝子的主要抗旱特征。

1.2 植物生理指标 在干旱胁迫下，相比植物的外部形态、内部解剖结构等指标，植物体内的生理指标，如水势、渗透调节物质浓度等更加灵敏。王小萍等[9]在茶树的抗旱性研究中发现超氧化物歧化酶活性、丙二醛含量、可溶性糖含量、过氧化物酶活性、游离脯氨酸含量等5个生理指标与抗旱性有较高的相关性;黄承玲等[10]研究高山杜鹃干旱胁迫下体内生理指标变化，发现丙二醛和保护酶活性与高山杜鹃抗旱性关联度较大;孟鹏等[11]研究彰武松与樟子松这2种在干旱地区种植面积较大的树种抗旱性时发现，彰武松幼苗在更低的土壤含水率下才表现出胁迫伤害，并且在开始受到胁迫伤害时就迅速提高保护酶（CAT）活性，增加渗透调节物质含量，实现对干旱胁迫较强的忍耐性和较好的适应性，在2个树种的叶绿素和叶片含水率对于胁迫的响应变化趋势一致。

1.3 造林树种的筛选 在已有研究中，针对研究区域的气候特点、水文条件等，研究者筛选出适用于部分特定干旱地区的造林树种。为筛选阜新地区最佳沙地抗旱树种，张玥冕[12]对荆条、刺槐和文冠果树種苗期的抗旱生理指标进行测定，结果表明在该地区抗旱性能从强到弱依次为文冠果>荆条>刺槐;方向强等[13]对通道绿化常用的乔木树种统计，从成活率、生长量、抗性、抽干率、景观效益等方面以量化方式对造林树种进行评价;薛红霞等[14]对包头地区造林常用树种四翅滨藜、驼绒藜、山杏、山樱桃、玫瑰、小胡系杨树（辽胡一号、辽胡二号）等的造林效果进行研究，通过在典型地区进行造林试验，造林成活率均在85%以上，并总结各个造林节点的注意事项;林武星等[15]对南方沿海防护林主要的造林树种木麻黄的不同地区种源进行干旱胁迫，筛选出一批抗旱性强的木麻黄优良种源、家系和无性系等。

2 干旱地区造林技术研究

在干旱地区造林成功除使用良种外，还需辅以良法。为改变干旱区的自然面貌，长久以来，人民群众有组织或自发开展了植树造林活动，在多年实践过程中积累了丰富的造林经验。

2.1 常规造林手段的创新应用 杜希东等[16]在民勤地区梭梭、葡萄、红枣、西渠枸杞等树种的种植过程中使用透气防渗砂来保持种植初期所需的水分，大大提高了成活率。辽宁西北部地区长期干旱，许多研究针对该地区进行了造林技术的提升与改善，包括营养钵容器苗的使用[17]、改变造林时间[18]等，提升了该地区造林成活率。抗旱保水剂因其较高的亲水活力，在造林实践中也发挥着重要作用。宋双双等[19]使用保水剂和微生物肥混施的方式用于樟子松人工林营造，结果表明能明显提高田间持水量，株高、地径较对照有显著提高，且造林成活率也有很大的提升。西北地区是干旱频发的地区，柠条林是宁夏风沙区重要的生态屏障，蒋齐[20]通过对不同造林密度柠条林的长期观测，确定了合理的人工柠条林的营造标准，同时分析其对于全面改善退化沙地的土壤理化性质、土壤水分状况以及植被群落的稳定性的影响。

2.2 微生物接种 土壤微生物的作用越来越受到研究者的重视，其作用不可忽视。菌根真菌是寄生于植物根部的大型真菌，它能通过其大量伸展到土壤中的根外菌丝帮助植物吸收营养元素和水分，同时通过根内菌丝从植物中获得其生长繁殖所需的碳水化合物，从而建立一种互惠关系，通过确定接种适宜的真菌，有助于提高植物的抗逆性。胡杨是沙漠干旱区唯一的乔木植物，对干旱具有很强的抗性，王珊珊[21]采集了胡杨林地根际土壤样品，分离得到了可有效促进根系生长和酶活力的菌株。许平辉等[22]研究茶树接种地表球囊霉、根内球囊霉及摩西球囊霉后植株抗旱性的表现，丛枝菌根真菌可提高其渗透调节能力和抗氧化能力，清除活性氧，保护膜结构和功能，缓解水分胁迫对茶树的伤害，促进茶树生长，增强茶树的抗旱性。抗旱保水剂因其较高的亲水活力，在造林实践中也发挥着重要作用。

3 总结与展望

我国干旱区面积巨大，是生态中国、美丽中国建设的重要战场。针对干旱胁迫对植物生长、繁殖的主要危害和植物对胁迫的适应性反应特点等，建立植物耐旱性的评价体系和可推而广之的标准在耐旱植物的筛选中具有重要的意义。近年来，人们从干旱区造林实践中总结出许多有效可行的方法，筛选出可有效应用的材料，鉴定出许多的抗旱良种。综述新型的植物耐旱性评价方法和行之有效的造林方法，以为干旱区开展造林活动提供一定的参考。

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