于红梅 郭晓雷 王东红
(呼和浩特市植物园 内蒙古呼和浩特 010010)
生态园林是在改善区域生态环境,创造融合自然的生态游憩空间和稳定的绿地的基础上,按照生态学原理和规律,模拟地带性植物群落的类型,建立与区域自然条件相适应、相对稳定、结构合理的区域绿地系统,是将人工要素和自然要素整合而成的绿色生态网络[1]。
在内蒙古自治区境内,阴山山脉横贯中部,以北为草原和戈壁,黄河流贯南部,构成河套平原;西南部为鄂尔多斯高原;大兴安岭纵贯东北部。内蒙古自治区属中温带大陆性气候,降水稀少,降水量自东南向西北递减,大部分地带年均降水量300 mm~400 mm,山脊地带年均降水量超过500 mm,最西部的额济纳旗年均降水量仅50 mm。全区年均温3 ℃~6 ℃,1月均温-28 ℃~-14 ℃,7月均温16 ℃~24 ℃。总之夏季短促,雨热同期,冬春漫长,无霜期短,干寒多风沙[2]。
针对内蒙古自治区的气候条件,应加强当地野生植物的筛选和驯化,按照生态规律与原理,根据植物的结构特点和演替规律,形成与城市气候相适应、相对稳定、结构合理、以森林植被为核心的区域绿地系统[3]。野生观赏植物的调查及引种应用是在保护生态环境的基础上,合理开发、应用乡土野生植物资源,形成独特的生态化植物系统储备。在园林绿化建设中,营造稳定的、可持续的、最大程度减少人工干预的乔、灌、草植物群落,完善区域生态功能。同时,依托植物园建立野生植物资源库,作为野生观赏植物生态资源储备。
1.1.1 确立野外调查切入点
内蒙古自治区横跨针叶林、夏绿阔叶林、草原和荒漠等几个自然地带,所以植物种类比较丰富。其中山区的植物最丰富,中部的阴山山脉及西部的贺兰山等山地不但有许多森林、草甸及草原植物种类,而且还有不少沼泽与水生植物[4]。野生植物调研工作以大青山、蛮汉山为重点区域,兼顾其他地区,筛选具有一定园林绿化应用价值的野生乡土植物进行调查分析、引种应用研究。
1.1.2 主要调查地自然状况
内蒙古大青山林区地处蒙古高原中温型草原和大青山以南暖温型草原省交汇处,属内蒙古阴山山地中段保存最好的次生林区,森林覆盖率41.65%,植被(林、灌、草)覆盖率达到80%,现存有较大面积白桦林、山杨林和辽东栎林,以及少量遗留的青海云杉林、杜松林和油松林等植被类群,是阴山山地现存面积最大、保存最完好的天然次生林区。大青山山地为块状断裂的中等高度的山地,海拔为1 500 m~2 400 m,同名主峰海拔为2 338 m。大青山北坡直接承受蒙古干燥气流的影响,气候干燥、温度低,南坡则由于山地的阻挡,相对温暖而湿润,因此山地南北坡土壤与植被的垂直分布明显不同。北坡简单,南坡较复杂,前者处于中温型草原带,而后者为暖温型草原带。据统计,截至2013年,大青山自然保护区内高等植物852种,隶属127科422属,其中种子植物736种,隶属88科348属。
蛮汉山是阴山的支脉,呈东北—西南走向,西北为土默川的东南边缘,东南为岱海盆地的西北边缘,海拔1 500 m左右,中部高,两端低,主峰(位于凉城县厢黄地乡境内)海拔2 304 m。年平均气温4 ℃~5 ℃,降水量400 mm左右。低山基本为栗钙土针茅草原,杂有灌木;1 700 m以上为灰褐土,天然灌木林有虎榛子、绣线菊等,局部地区有天然次生白桦林、山杨林等;1 900 m以上为山地草甸草原;海拔1 700 m上下有大片人工林,树种为油松和华北落叶松。森林覆盖率11%。
1.1.3 野外调查方式及内容
(1)获取资料。通过查阅文献,熟悉调查区域土壤、植被类型及乔、灌、草种类分布,以及植物的生态特性、生境特点,在群落中的作用及地理分布。选取熟悉当地野生植物状况的人了解目标植物分布状况、名称及应用等。
(2)实地调查。分别在大青山小井沟、滴水岩、黑牛沟、圣水梁,九峰山,黄花沟等地定点调查,选取野生植物典型密集点,观察记录一定辐射范围区域不同乡土野生植物的种类、物候期、生境、伴生植物等。
(3)依据观赏应用需求进行乡土野生观赏植物初选。调查过程中,选择具备一定观赏价值和应用价值的地被类中、小型灌木及多年生宿根草本植物,收集到植物园内种质资源保存区进行活体保存。
(4)完整目标乡土野生观赏植物详尽信息采集。相对于植物调查,不仅要做详细记录,还需详细观察目标野生观赏植物果实成熟及种子散出状况,预判最佳采种时期,以获得可供繁育的优良种子;同时采集制作目标野生观赏植物标本,并拍摄影像资料。
1.2.1 应根据引种地气候条件规划种质资源保存区
呼和浩特市地处温带内陆地区,位于华北北部,内蒙古自治区中部,属典型的温带大陆性气候,其特点是冬季漫长而寒冷,少雪;夏季短而温热,降水集中;春季干旱多风;秋季日光充足,凉爽而短促。气温日较差和年较差大,冷暖变化剧烈,无霜期较短,降水少且集中,气候干燥(见图1)。呼和浩特市植物园繁育基地位于呼和浩特市以东机场南辅路,原址为果园,土层深厚。通过布局完善灌溉系统,用于调节野生引种植物水分条件差异。
图1 呼和浩特市全年逐月历史气候(来源于中国气象数据网)
1.2.2 合理进行区域划分及试验区建设
第一,划分出野生植物种质资源保存区及优良品种扩繁区。第二,依据生物学特性在保存区划定乔木、灌木及草本种植区域。第三,在保存区划定固定地块,定植野生迁地移栽苗木区域以便精细管理,采集籽种。第四,后期将依次开辟阴生及湿地植物区和沙生植物区。第五,翻地20 cm~30 cm深,去除砖头、瓦块,耙平,施足基肥,按5 m×3 m整地做畦,并对种植畦进行编号,配备相应的灌溉设施及便于操作的道路系统。
1.2.3 完善辅助配套设施
配套建设日光温室(或智能温室)和全光照扦插床,用于最基本的播种与扦插繁育。后续应配备组培生产试验能力,提高乡土野生植物的生产能力。
1.3.1 引种方式
(1)采种繁育
2019年引种栽培乡土野生植物统计记录包含40科105属175种乡土野生植物,通过播种繁育引种的占78%,迁地保护的仅占22%。有效避免对野生资源的破坏。
(2)扦插繁育
部分灌木、半灌木乡土野生植物,短期无法解决种子繁育难题,就可依靠扦插繁殖保存种质资源。
(3)迁地保护
不同种类野生植物种子繁殖,自身生活力、发芽抑制机制、后熟期以及对发芽温度、光照条件、水分条件的需求程度有着极大的差异。通过迁地保护先将其引进来,给予适宜的生长条件,经过2~3年的保育手段处理,即可得到饱满种子,为下一步驯化工作打下良好基础。
(4)合作交换
通过与内蒙古自治区大中专院校生态相关专业领域及生态绿化企业、科研院所研究单位互换种子,增加种质资源。内蒙古大学、内蒙古农业大学等提供了沙冬青、蒙古扁桃、柠条锦鸡儿、红三叶、二色补血草、细枝补血草、白刺等种子。
1.3.2 搭建基础构架,逐步形成多元化野生植物系列
野生植物类型包括乔木、灌木以及草本植物,其中以多年生宿根草本植物为主,引种栽培41科105属180余种野生观赏植物,逐步完成引种系统化建设。主要系列如下。
(1)葱属系列,有山韭、野韭、青甘韭、北葱、硬皮葱、毓泉葱、砂韭、细叶韭、矮韭、黄花葱、长梗韭、天蒜、雾灵葱、长柱韭、金头韭(青海)、茖葱。
(2)百合系列,有斑百合、细叶百合、毛百合。
(3)穗花系列,有白婆婆纳、兔儿尾苗、大婆婆纳、草本威灵仙。
(4)委陵菜系列,有金露梅、银露梅、腺毛委陵菜、莓叶委陵菜。
(5)白头翁系列,有朝鲜白头翁、细叶白头翁。
(6)乌头系列,有西伯利亚乌头、阴山乌头、北乌头。
(7)绣线菊系列,有柳叶绣线菊、土庄绣线菊、蒙古绣线菊、三裂绣线菊、耧斗叶绣线菊。
(8)藤本系列,有乌头叶蛇葡萄、蝙蝠葛、穿龙薯蓣、短尾铁线莲、黄花铁线莲、鹅绒藤、萝藦、党参、北五味子。
(9)马先蒿系列,有红纹马先蒿、反顾马先蒿、甘肃马先蒿、轮叶马先蒿(播种小苗)。
(10)观果系列,有辽宁山楂、水栒子、黄芦木、青杞、欧李。
1.4.1 种间筛选
以观察记录的乡土野生植物株型、株高、花型、花色、花期长短、绿期长短为依据,园林绿化与生态建设需求为衡量标准,重点选育、扩繁部分性状优良乡土野生植物。
(2)覆盖度极佳的乡土野生植物。有草原石头花、鼠掌老鹳草、湿地黄耆、斜茎黄耆。
(3)早春地被开花植物。有紫花地丁、细叶白头翁、朝鲜白头翁、斑叶堇菜。
(4)立体绿化藤本植物。有乌头叶蛇葡萄、穿龙薯蓣、蝙蝠葛、萝藦、鹅绒藤。
(5)乡土野生小灌木。有蒙古莸、灌木铁线莲、金露梅、胡枝子、达乌里胡枝子。
1.4.2 种内筛选
野生观赏植物作为园林应用中的地被植物,叶形叶色、花形花色、果形果色各有差异,观赏季节有早春、晚秋差异,总的标准基本为株型丰满、茎干粗壮、花色艳丽、花期长、绿期长、抗逆性强为优。经过2~3年栽培,
1.5.3 分株繁殖
优点:可繁育播种发芽难度大的草本类植物。
昙花,耐得住寂寞,懂得收敛低调;它从不引人关注,只是在夜间默默地向世界奉献自己的芳香;它的生命选择了宁静与淡泊,选择了人所不欲的“锦衣夜行”……昙花,不正是辛稼轩笔下那位逗留在“灯火阑珊”处的美女么?她没有“蛾儿雪柳黄金缕”,亦不会“笑语盈盈暗香去”,但她却有让人“众里寻他千百度”的无限魅力……
缺点:仅小部分种类适合分株繁殖。
适用于:小红菊、楔叶菊、紫花野菊、小山菊、亚洲选育观赏性状较好的植株做母本,经2~3轮选育,获得性状优良繁育系。
以有斑百合为例(见表1):选取四个样本进行观测,株高34 cm~79 cm,花朵直径6.5 cm ~8.2 cm,单株着花量1~10朵。后选择株高50 cm~60 cm,花朵直径7.5 cm以上,单株着花量5朵以上的植株作为母株采种繁育后代,经2~3代,选育出表现性状优良的品种。
表1 有斑百合花期观察记录表
引种过程中,依据不同乡土野生植物的生长习性,采取不同育苗与栽培管理技术。
1.5.1 温室穴盘育苗
播种时间选择4月—5月。温湿度条件:无加热日光温室,每日上下午各喷水1次;基质:疏松透气、保水性强;种子处理:打磨、浸泡、沙藏处理或直接播种。后期可供栽植培育营养钵苗或倒栽至露地。
优点:不浪费种子,极大提高移栽成活率。
适用于:早期少量采集的野生种子繁殖、小粒种子繁殖、不耐移栽种子繁殖。如长尾婆婆纳、棉团铁线莲、花荵、缬草等。
1.5.2 露地播种育苗
条播。开沟3 cm~4 cm深,行距25 cm左右(易管理),覆土深度1 cm~1.5 cm,压实。山丹、有斑百合可于春季发叶前,起出鳞茎移栽、种植;葱韭类,可于任意生长季,起出裸根苗进行移栽、种植。
优点:扩繁速度快、生产效率高。
缺点:比较浪费种子,仅适用于葱韭、百合类。
适用于:蒙古韭(见图2)、山韭、野韭、北葱、青甘韭、山丹(见图3)、有斑百合等具鳞茎植物。蓍、玉竹等萌蘖量大的植物。
图2 蒙古韭
图3 三年生山丹
信息系统储备包含种源地信息、种源地植被信息、种源地目标植物完整信息(包括植物标本及图片资料)以及相应的栽培条件下对应的信息记录,通过对比信息记录整合形成乡土野生观赏植物生态应用的技术支撑。
2.1.1 固定3~5个种源地,提高引种工作效率
(1)野生观赏草本种源地。多年生草本植物形成的山地杂草草甸,草层高度40 cm左右,盖度达80%,植物种类极其丰富,很难找出明显的建群种。有多种花朵颜色艳丽、观赏效果好的种类,如轮叶马先蒿、野火球、花锚、野罂粟、天蓝韭等等,典型种源地有黄花沟高山湿地草甸(见图4)、圣水梁高山草甸(见图5)、武川哈乐镇高山湿地草甸(见图6)等。
图4 黄花沟高山湿地草甸
图5 圣水梁高山草甸
图6 武川哈乐镇高山湿地草甸
在山地平缓处,由高大禾草为主要建群种的山地禾草草甸,其特点是不如山地杂草草甸植物种类丰富,外观也不如其华丽,但仍有相当数量杂类草混生,如地榆、蓬子菜、野豌豆、串铃草、知母等,种源地如小井沟、九峰山等山地平缓处。
(2)多种观赏灌木种源地。山沟沟谷杂木林,有比较丰富的灌木种质资源,如黑果栒子、水栒子、辽宁山楂、美蔷薇、小叶茶藨子、蒙古荚蒾、柳叶鼠李等,比较典型的有九峰山打车沟沟谷杂木林,小区域内多种灌木共存。
(3)较小种群植物种源地。黄花沟手参(见图7)、小井沟长瓣铁线莲(见图8)、正蓝旗乌和尔沁敖包林场掌裂兰(见图9)、手参等。
图7 黄花沟手参
图8 小井沟长瓣铁线莲
图9 乌和尔沁敖包林场掌裂兰
2.1.2 精确把控种子采集时段,获得优良繁殖材料
野生植物种类不同结实情况存在极大差异,采种时间掌握不好,种子的饱满度差,导致发芽率低,种苗质量差,难以获得优质苗木供选育。根据不同年份气候因素,观察野生植株生长状况,把握适宜采收的时间,获得优良籽种。紫花地丁采种期及前后形态见图10、图11、图12。
图10 结果早期
图11 采种期
图12 开裂种子掉落
2.1.3 掌握种子贮存、发芽特性,加速后期扩繁
通过多次、多组别发芽试验对比、观察,掌握野生观赏植物种子寿命及储存条件、发芽条件及播种前处理方式(见表2),使采集、繁育、收获的野生植物种子,发芽率达到最优。
表2 四种乡土野生观赏植物种子相关信息表
2.1.4 建立电子档案数据库,提高信息利用率
录入野生观赏植物物候期、各阶段生长量、栽培管理信息,并建立电子档案数据库,将给生态化园林绿化建设中信息查阅、应用带来巨大便利。
(1)应用技术手段解决野生植物种子发芽难、移栽成活率低的问题。尝试多种方法与技术如微生物根菌、激素、低温层积、化学试剂、物理方法等解决野生植物种子发芽难、移栽成活率低的技术难题。与内蒙古农业大学合作,利用菌根菌技术,提高引种成功率,改善生长环境。
(2)通过多种途径利用乡土野生植物优良抗性基因库培育新品种。与院校、企业合作,应用并掌握通过DNA花粉管导入、种子太空辐射处理、人工授粉杂交、自然变异等方法培育新品种,或利用内蒙古自治区干旱、半干旱植物抗性基因库,改良、选育节水、抗旱、抗寒、抗病虫害新品种。
(3)种质资源收集及引种驯化工作应持续有效进行。解决科研团队老龄化问题,引入新鲜血液,逐年扩大种质资源圃,扩展选育基数,为园林绿化提供更多的乡土野生驯化植物。
(4)规范并指导野生植物种植、应用。随着乡土野生观赏植物逐步走进园林绿化应用,应编写野生植物种植、应用技术规范,指导野生植物种植及应用。
(5)畅通推广、应用途径,打通乡土野生植物“走进园林绿化最后一公里”。五十余种乡土野生植物完成引种驯化,以其中五种连续三年采种量为例,可以看到山丹与山韭由于扩大了种植面积,种子采收量有显著提高,其余几十种驯化成功的乡土野生植物情况都与野韭、腺毛委陵菜的情况相似,由于无法扩大种植面积,种子、种苗数量无法得到大幅提升(见表3)。条件限制繁育规模,后期可通过和企业联合,扩大繁育面积,待条件成熟即可推向苗木市场。
表3 几种乡土野生植物连续三年采种量
乡土植物是形成具有地方和民族特色的园林景观的基础,只有充分认识到乡土植物在形成地区特色景观方面的作用,才能构建出适应当地自然条件的稳定植物群落,降低区域绿地养护成本,提高园林植物群落的综合功能[5]。各地区宜利用当地野生植物种质资源,循序渐进地开展系统化的乡土野生植物引种驯化工作,完成引种驯化信息资料及种苗推广应用的双重储备。