苔藓草木樨伴生在贫瘠山地紫穗槐造林中的应用

房春果

(国营新宾满族自治县赵家林场，辽宁 抚顺 113213)

苔藓植物结构微小、个体简单，具有特殊的生理功能机制，能生长在大多数陆生植物难以存活的恶劣环境中[1-3]。苔藓由于适应能力强，生态位宽广，吸附能力强，在植被恢复中有很大的研发潜力[4-6]。由于苔藓植物的特殊性，使其具有一定的应用价值，尤其在困难立地和干旱恶劣的气候条件下，进行植被更新和土壤结构功能恢复中具有一定的实用价值[7]。现有对苔藓功能研究主要热点集中在生物监测、养分循环、水源涵养和水土保持等领域，对其生态功能应用的研究领域还不够深入和全面，目前对其在生态恢复研究中的领域涉及不多[8]。本研究根据苔藓植被的保水吸附特性，首次将其在干旱贫瘠区域植被恢复造林工程中应用，获得较好效果[9]。

1 试验区概况

本研究选取样地在抚顺新宾满族自治县的赵家林场后山贫瘠区域，地理坐标124°27.15′ E，41°40.33′ N。该区域南北走向属狭长沟谷地带，地势南高北低，地表坡度多在10°～36°之间。该区域峰峦突起，沟壑纵横，由于多年流水冲蚀形成多条侵蚀沟。地表干旱多石砾，小气候恶劣，造林成活率低。

2 材料与方法

2.1 试验材料

选择当地适生的乡土灌木树种紫穗槐(AmorphafruticosaLinn.)，伴生草本植物选择草木樨(MelilotusofficinalisL.)，苔藓选择真藓(Bryumargenteumhedw)，该苔藓采自于国家级自然保护区猴石公园，室内人工扩繁配子体。

2.2 试验设计

试验于2017年4月下旬开始，采用完全随机区组设计，设置4种处理，分别为紫穗槐行间喷播苔藓和草木樨质量比为0.5∶1(M1)、1.0∶1(M2)、1.5∶1(M3)、2.0∶1(M4)，以不喷播真藓和草木樨混合物为对照(CK)，4次重复。混合物以具有配子体残体的真藓和草木樨按不同质量比例混合，混合物喷播量为500 gm-2。每小区面积1 000 m2，紫穗槐苗木规格为3年生裸根苗，株行距2.0 m×2.5 m，每行20株，共10行。各小区随机排列于试验区域的上、中、下各坡位，以减少试验误差。因试验区域坡度较大，表层土壤、砂石松散易滑落，因此栽植前不进行整地，以尽可能保护边坡本底状况。

2.3 测定项目

栽植当年9月观测紫穗槐的成活率，1年后9月，观测紫穗槐保存率、地径，5次重复。采用环刀取土方法，分0～20 cm、20～40 cm 2个层次取土壤样品，3次重复，带回室内试验分析。土壤速效氮采用碱解扩散法测定；土壤速效磷采用碳酸氢钠法测定；土壤速效钾采用醋酸铵提取、原子吸收分光光度计测定；土壤pH值采用1:5土壤悬液电位计法测定；饱和含水量采用环刀烘干法进行测定[10-12]。对苔藓草木樨伴生造林不同模式取紫穗槐叶片对生理生化指标进行测定，叶绿素含量(X1)采用丙酮、乙醇2:1混合液提取比色法；脯氨酸含量(X2)采用茚三酮比色法；丙二醛含量(X3)采用离心比色法；可溶性蛋白含量(X4)采用考马斯亮蓝法进行测定；细胞质膜透性电导率(X4)采用浸泡法；过氧化氢酶(X5)采用紫外分光光度计法。

3 结果与分析

3.1 苔藓草木樨伴生造林对紫穗槐成活和生物量的影响

如表1所示，4种真藓和草木樨混合物处理下，紫穗槐成活率均较对照有所提高，平均成活率92.76%，较CK提高2.07个百分点，说明林间喷播苔藓和草木樨混合物对紫穗槐成活具有促进作用，但不同比例苔藓和草木樨混合物处理间差异不显著；真藓和草木樨混合物林间喷播，对紫穗槐保存率的提高具有促进作用，M2处理保存率最高，达到86.1%，较CK提高了3.73%；4种真藓和草木樨混合物林间喷播处理下，紫穗槐地径较CK有所提高，平均提高0.75%。

表1 苔藓草木樨伴生造林对紫穗槐成活及生长发育的影响

3.2 苔藓草木樨伴生造林对林下土壤理化性质的影响

由表2可知，模式M2的速效N仅比模式M1提高了2.9%，模式M4比模式M3提高了2.1%，几种不同模式林下土壤速效P几乎未发生变化，但真藓与草木樨伴生造林对林下土壤中速效K含量影响较明显，模式M2的速效K仅比模式M1提高了5.1%，模式M4比模式M3提高幅度高达14.8%。几种不同模式造林条件下，林下土壤饱和含水量没有显著的差异性，笔者认为由于真藓与草木樨伴生造林，提高了林下灌木根系周边的孔隙度，有效促进了根系生长，具有一定得促进根系萌发和保苗作用。

表2 苔藓草木樨伴生造林对林下土壤理化性质的影响

3.3 苔藓草木樨伴生造林不同模式土壤有机碳差异分析

土壤有机碳具有较强的差异性，不同组分有机碳由于化学性质和存在方式等不同，其生物有效性也不尽相同。同时，有机碳含量变化可以反映出土壤不同的稳定机制。如图2所示，土壤0～10 cm土层有机碳含量最高，且模式M2林下土壤有机碳含量大于其他几种模式，但均高于试验开始前土壤本底值有机碳含量(CK)。随着采样深度的增加，土壤中有机碳含量逐渐降低，至20～40 cm土层时，4种模式间有机碳含量几乎无差异，均小于1.0 gkg-1，略高于试验开始前土壤本底值，说明苔藓草木樨伴生造林可以有效增加土壤中有机碳含量，有利于提高土壤碳氮比，增加有机质含量。10～20 cm土层，土壤有机碳含量变化与0～10 cm土层类似。

注：CK为试验开始前土壤本底值有机碳含量

图2 土壤有机碳含量

3.4 苔藓草木樨伴生造林紫穗槐叶片各测定性状相关性分析

对苔藓草木樨伴生造林林木叶片生化指标测定数据利用双变量Pearson简单相关系数法对测定指标的相对值进行相关性分析(表3)，各性状之间均呈现正相关，多数性状间的相关性达到了显著或极显著水平。相对叶绿素含量与相对蛋白质含量关系最密切，相关系数为0.844**。相对脯氨酸含量与相对电导率和相对过氧化氢酶含量极显著正相关，相关系数分别为0.577**和0.731**。说明真藓草木樨伴生造林能有效提高造林苗木的抗旱性。

表3 苔藓草木樨伴生造林各测定指标的相关系数

*和**分别表示在0.05 和0.01的显著水平

4 结论

通过对苔藓草木樨伴生造林林下土壤理化性质、林下土壤有机碳差异性以及造林苗木叶片生化指标的测定，苔藓草木樨伴生造林能有效提高林下灌木根系周边的孔隙度，有效促进根系生长，具有一定促进根系萌发和保苗作用，且对固定土壤表面，稳定土壤团粒结构和稳定性有很大的促进作用，能有效提高造林苗木的抗旱性。