李秀明
(福建省惠安赤湖国有防护林场,福建 泉州 362131)
福建省海岸类型分为沙质海岸、基岩海岸和泥质海岸3种类型[1],主要处于陆海交替地带,是台风、海潮、风暴潮等自然灾害多发区,沙质海岸线由于受大风、流沙和干旱等恶劣生态条件的影响,特别是风口地段的飞沙危害成为当地的主要灾害之一。因此,防沙治沙是目前沿海防护林体系建设的关键环节之一[2],恢复与重建植被是防沙治沙体系中最主要和最基本的措施。植被作为陆地生态系统的重要组成部分,可以有效抑制风蚀和风沙活动的发生[3]。海岸植被对风沙的影响,现有相关研究因时、因地和研究对象不同,成果各异[4,5],但是人们对植被恢复与重建对治理水土流失和防风固沙是行之有效的方法,具有统一的认识。
目前沿海防护林体系建设中重点还是强调和突出乔木在恢复重建中的作用,林分结构不合理,单一结构的乔木树种构成的防护林层次简单,不能很好发挥生态效益。而从海岸高潮位往内陆植被分布从低到高呈金字塔形状,形成乔、灌、草相结合的防护体系,无论是从适应性还是从防护效能考虑,是今后沿海防护林体系建设的发展趋势。
沙质海岸海水高潮位前沿沙化地带是飞沙和流沙的来源,是本试验重点考虑治理的区域。厚藤为海岸前沿常见连片分布的草本植物,具有耐旱、耐风蚀、耐沙埋和耐贫瘠等生理特性,但厚藤种皮坚硬,未经处理的种子其发芽率低且发芽周期较长[6],需要外力提高萌发能力,而治沙需要植被尽快覆盖沙地表面,形成固沙机能,对此相关的文献未见报道。因此,通过对不同扦插枝条长度的成活率以及不同种植密度形成的地表盖度、生物量等指标进行观测研究,为今后沙质海岸前沿草本建群物种选择提供参考。
试验地点设在惠安赤湖国有防护林场场部工区后海高潮位木麻黄基干林带前沿的沙滩上,位于惠安县崇武半岛,地理位置118°55′ E,24°35′ N。属于南亚热带海洋性季风气候,年平均气温19.8 ℃,干湿季明显,干旱频度大,夏季多台风,年平均5.1次,秋冬盛行东北风,年平均风速6.9 m·s-1,年8级以上大风100 d以上。土壤为沙壤土。植被种类有黄花月见草、厚藤及单叶蔓荆等。
扦插试验茎条采自试验点附近海边的野生厚藤种群。
2.2.1 不同插穗长度扦插试验 2016年5月下旬挑选健壮的茎枝用修枝剪刀剪成插穗,不用药物处理,插穗长度分30、50和80 cm三种规格,在沙滩用皮尺和罗盘仪设置面积10 m×10 m,挖平行沟,沟深20 cm,定植株距30 cm。试验完全随机排列,3次重复,共计9块小区,2016年7月初进行成活率调查,每块样地调查60株。
2.2.2 不同栽植密度试验 2017年5月下旬实施密度试验,插穗长度50 cm,设置面积12 m×12 m样地,挖平行沟,沟深20 cm,种植株行距分20 cm×20 cm、40 cm×40 cm和60 cm×60 cm三种,完全随机排列,3次重复,共计9块小区。6月底开始调查记录地表盖度,至9月末结束。
2.2.3 不同密度生物量试验 2017年9月底在密度试验的基础上调查生物量,采用小样方调查,样方面积1 m×1 m,分地上和地下部分全部取样,地下取样深度40 cm,用弹簧秤现场称质量带回实验室,用烘箱设置80 ℃连续烘干48 h称干质量,计算含水率。
地表盖度计算方法用照相法[7]在Photoshop中完成,数据输入和处理在Excel内进行,方差分析采用SPSS统计分析软件统计处理。
厚藤栽植1个月后,不同插穗长度扦插成活率情况及方差分析见表1。
表1 不同插穗长度扦插成活率及方差分析表
表1中不同处理下成活率相差都达到90%以上,50 cm长度插穗成活率最高,30 cm长度成活率最低,方差分析结果表明,3种插穗长度间未达显著水平,说明三者之间成活率没有明显差异,多重比较结果表明,两两对比差异不显著。试验分析结果表明,厚藤扦插繁殖易于成活,即使位于贫瘠的沙壤土扦插一个月就能达到90%以上的成活率,埋于沙地的节间处萌发大量的不定根,而蔓延生长于地表的藤茎依靠节间的不定根将自身牢牢固定在地面上,起到固沙的作用。虽然3种处理之间没有差异,但对插穗30 cm的小区调查,部分死亡的原因是插穗在剪取时没有带节,而其他两种长度的插穗避免了这个问题,另外从成活率和节约穗条考虑,扦插时选择50 cm的插穗长度具有良好的生长效果。
在不同插穗长度试验的基础上,第二年选择50 cm长度的插穗按照不同株行距进行栽植,数据分析,方差分析和多重比较结果见表2、表3。
表2 不同株行距厚藤种群月盖度调查表
表3 9月份厚藤种群总盖度方差分析表
从表2得知,栽植4个月后厚藤总盖度排序为20 cm×20 cm>40 cm×40 cm>60 cm×60 cm,不同密度月增长有所差别,20 cm×20 cm的小区7月达到最大,随着盖度增加,增长快速减少;40 cm×40 cm的小区月增长量与20 cm×20 cm类似,但月增长速度逐渐减小;60 cm×60 cm相对栽植密度较稀疏,月增长速度逐渐增加。表3总盖度方差分析结果表明,3种处理间达到极显著水平,种植密度对盖度影响较大,多重比较表明,株行距20 cm×20 cm与40 cm×40 cm盖度在9月差异均不显著,分别与60 cm×60 cm差异显著。因此,将差异不显著的两种因素范围合并,也即在20 cm×20 cm~40 cm×40 cm范围内的种植密度有良好的地表覆盖效果。9月后进入秋冬季,沿海大风气候逐渐频繁,厚藤扦插成活率高,合理的栽植密度迅速覆盖地表沙面能迅速起到减小地表风蚀的作用,达到防风固沙的目的。
厚藤依靠地表的枝叶和地下穿梭的根系起到固持飞沙和抑制流沙的作用,种群生物量的大小是衡量生产力的重要指标,也决定其固沙能力的强弱,不同密度样方面积生物量及方差分析结果见表4和表5。
表4 不同密度单位面积(1 m2)样方生物量
表5 单位面积(1 m2)样方生物量方差分析
表4中,不同密度样方单位面积生物量差别较大,20 cm×20 cm的最大,为60 cm×60 cm样方的2倍左右,地上部分鲜质量大于地下部分且比上部分含水率高于地下部分,但是地下部分干质量高于地上部分。表5方差分析结果表明,3种密度样方生物量之间差异达到极显著水平,多重比较三者之间5%水平差异显著,1%水平20 cm×20 cm与40 cm×40 cm差异不显著,两者与60 cm×60 cm差异极显著,综合考虑密度试验及生产操作方便实际,建议株行距在20 cm×20 cm~40 cm×40 cm范围内。生物量大的样地,地上部分枝叶繁茂,具有良好的防风固沙特性,同时地下部分根系纵横发达,有效利用环境空间,提高对逆境的适应能力。
厚藤匍匐茎极长,节处易生不定根,根系发达,入土深,繁殖能力强,扩散速度快,能迅速覆盖沙地表面,减少起沙,提高沙丘表面的稳定性,具有良好的固沙能力。厚藤的叶型奇特,花色艳丽,与其他沙地植物形成滨海沙滩植被景观,是一种很有潜力的沿海绿化先锋植物[8]。
三种插穗长度之间成活率没有明显差异,扦插繁殖易于成活,即使贫瘠的沙壤土扦插一个月也能达到90%以上的成活率,50 cm长度的插穗具有良好的生长效果;三种种植密度对种群盖度影响较大,处理间达到极显著水平,3种密度单位面积生物量之间差异达到极显著水平,综合考虑试验结果及生产操作方便实际,株行距应在20 cm×20 cm~40 cm×40 cm范围内,有良好的地表覆盖效果和固沙能力。
海岸前沿特别是一些风口地段由于自然环境条件恶劣,对植物生长和生理影响较大,尤其是冬季厚藤地上部分枯死导致防沙能力降低引起的地形变化,飞沙掩埋对厚藤繁殖能力的影响以及盖度趋于100%后个体之间的竞争关系,由于试验条件所限没有实施,有待今后开展这些方面的研究。