深圳梧桐山毛棉杜鹃复壮技术研究

2024-06-08 00:21张开文从睿王定跃李文华白宇清
安徽农业科学 2024年10期

张开文 从睿 王定跃 李文华 白宇清

摘要 通过对梧桐山万花屏和杜鹃谷毛棉杜鹃立地条件调查,分析毛棉杜鹃衰弱的原因主要是植株营养消耗过剩,土壤保水保肥能力差,群落郁闭度不合理,树龄偏大老化以及气候和人为的影响,从水肥管理,郁闭度调整,土壤改良,林下更新和摘花除果等方面,提出了复壮措施。

关键词 梧桐山;毛棉杜鹃;复壮

中图分类号 S685.21  文献标识码 A  文章编号 0517-6611(2024)10-0125-03

doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.10.026

Study on Rejuvenation Technology of Rhododendron moulmainense in Wutong Mountain, Shenzhen

ZHANG Kai-wen1, CONG Rui2, WANG Ding-yue1 et al

(1. Wutong Mountain Scenic Area Management Office, Shenzhen, Guangdong 518004;2. Shenzhen Academy of Environmental Sciences, Shenzhen, Guangdong 518001)

Abstract Through the investigation of the site conditions of Rhododendron moulmainense in Wanhuaping and Dujuan Valley of Wutong Mountain,the main reasons for the decline of Rhododendron moulmainense were analyzed, including excessive plant nutrient consumption, poor soil water and fertilizer retention capacity, unreasonable community canopy closure, aging of trees, and the influence of climate and human activities. Revitalization measures were proposed from the aspects of water and fertilizer management, canopy closure adjustment, soil improvement, understory regeneration, and flower and fruit picking.

Key words Wutong Mountain;Wool cotton azalea;Revitalization

作者簡介 张开文(1990—),男,山西吕梁人,高级工程师,硕士,从事植物资源利用与风景林研究。

*通信作者,研究员,博士,从事植物资源利用、生态景观林研究。

收稿日期 2023-07-11;修回日期 2023-08-02

梧桐山国家级风景名胜区位于广东省深圳市,总面积42.04 km2,森林覆盖率达83.91%,是深圳市重要的生态屏障,植被茂盛,品类多样,尤其是毛棉杜鹃(Rhododendron moulmainense)是一大特色。它主要分布于海拔400~700 m的山顶区域,数量达10万株。自2005年陆续开展抚育工作以来,成功营造了毛棉杜鹃生态景观林,每年春天繁花似锦,游客纷至沓来。近年来,发现不少毛棉杜鹃枯枝明显增多,树干发新叶少,开花量减小,整体树势减弱,生长不良,同时也出现了炭疽病、小蠹虫等病虫害。笔者针对梧桐山国家级风景名胜区毛棉杜鹃衰弱的原因,提出了相关措施,以期为植株有效复壮及保障种群发展提供借鉴。

1 杜鹃生长状况

1.1 立地条件

毛棉杜鹃集中分布于万花屏和杜鹃谷两处较缓的坡面上,受阳光直射时间约8 h。该处四季湿润凉爽,群落物种丰富,上层有浙江润楠(Machilus chekiangensis)、亮叶冬青(Ilex nitidissima)等乔木遮阴,中层有鼠刺(Itea chinensis)、狗骨柴(Diplospora dubia)等灌木干扰。主要营养来源于光合作用和林下腐殖土。

1.2 林分情况

万花屏毛棉杜鹃年龄较大,是集中成片的古杜鹃林,面积约15 hm2,百年以上的古树达500株,株高达6~7 m,树干苍老,地径达30 cm;杜鹃谷毛棉杜鹃年龄较小,基本树龄在50~100 a,面积约25 hm2,株高5~6 m,地径约20 cm。1998年群落郁闭度为1.00,林冠层次不分明,毛棉杜鹃为优势种;2007年群落郁闭度为0.93,毛棉杜鹃成为下层建群种,天然更新存在障碍;2017年抚育后,郁闭度在0.70~0.80,林下幼苗生长最佳[1]。顶层乔木的郁闭度0.50~0.80,不利于生长开花,郁闭度在0.20~0.50,有助于生长开花[2]。在地势较陡的坡面,毛棉杜鹃退化严重,生长势弱,开花明显减少。

2 衰退原因分析

2.1 营养消耗过剩

开花结果会消耗植株体内大量营养,导致根与枝中的无机和有机营养物质失衡[3],可溶性糖和可溶性蛋白质是开花植物重要的营养基质,在开花过程中,可溶性糖、全糖以及全氮水平由低到高,盛花期达到最高水平,之后又逐渐降低。在坐果过程中也需要大量养分,坐果期的可溶性糖、全糖以及全氮水平甚至高于盛花期,果实发育的养分竞争强于花[4-5]。杜鹃花在初花期可溶性糖和可溶性蛋白质含量最高,盛花期后含量下降,开花时消耗了大量营养[6]。近年来,毛棉杜鹃每年都是开花“大年”,开花结果消耗了体内大量营养,难以供其抽枝展叶,而植物的营养积累主要依靠叶片的光合作用,没有丰满的树冠进行营养积累就难以供新叶生长,这样恶性循环植株必然退化。

2.2 土壤保水保肥力降低

土壤养分流失主要是指养分随地表径流和土粒移动的输出,而这种输出变化与水土流失密切相关,径流中的养分浓度含量明显低于流失泥土中的养分含量[7]。水力侵蚀是影响土壤有机质流失和富集的原因之一,雨滴击溅、径流冲刷或垂直沉降都会对土壤有机质的空间分布格局造成影响[8],坡面水蚀过程中,土壤的结构变差,有机质含量下降,导致土壤肥力减弱[9]。毛棉杜鹃主要生长在坡度20°~50°的坡面上,土质主要以岩石、腐殖土为主,常年受雨水冲刷,土壤保水保肥能力降低,养分缺失严重,尤其在地面径流集中的沟壑、水道两侧的毛棉杜鹃退化最为严重。

2.3 郁闭度不合理

光照是调节植物生长的重要环境因子,光照过强或过弱都会抑制植物生长[10]。当光照过强时,植株处于环境胁迫状态,光合能力下降,有机物积累减少,毛棉杜鹃叶片会出现不同程度的脱落、灼伤、变黄等现象[11];光照过弱时,植株有机物积累减少,个体瘦弱,普遍偏高。郁闭度是森林中乔木树冠遮蔽地面的程度,间接反映植物生长与光照关系,杜鹃喜阳,但不耐强光直射,郁闭度为0.3~0.7时适宜开花[12],毛棉杜鹃在郁闭度0.5时最适合生长[11]。梧桐山每年受台风影响平均4次,林中高大的浙江润楠偶被吹倒或折断,造成林下受庇佑的毛棉杜鹃暴露在强光下,导致植株长势变弱。

2.4 树龄较大

植物和人一样,在青壮年期精力充沛,生长健壮,而中年甚至是老年后开始出现颓败现象,是由于体内激素發生了重大变化,机体机能衰退,光合作用相对下降,运输营养能力减弱,这是自然规律。植物在衰老过程中,供应植物生长的能量来源可溶性糖和可溶性蛋白含量随着树龄的增长而下降,叶绿素含量也同时降低,引起植物的光合速率的降低及生理代谢的紊乱[13]。树木根系具有吸收、传输营养和水分的功能,在植物的老化过程中,根系的吸收功能和呼吸作用减弱,影响碳、氮的生物地球化循环[14],养分和水分周转速率降低,难以供应植株生长需要,长势减弱。

2.5 气候影响

水分和养分对植物的作用是相互的,水是植物体的重要组成部分,植物吸收的养分主要溶于水中的离子或无机分子。植物在抽梢时,枝和叶生长迅速,需要氮元素较多,充足的水分对养分的运输与积累有明显促进作用[15]。土壤水分对毛棉杜鹃生长量、光合特性、生理指标有较大影响[11],每年4—5月山顶温度基本维持在25 ℃左右,是毛棉杜鹃抽梢展叶的最佳时期,水分供给至关重要,但近年来自然降雨量整体呈下降趋势,是制约其抽梢的关键因素。

2.6 人为影响

踩踏可以影响群落的盖度、高度、多样性,造成植物繁殖能力下降,同时导致土壤更加紧实,土层厚度、土壤空隙度以及土壤有机质含量、全氮、全磷、上层土壤含水量下降[16]。毛棉杜鹃属于浅根系植物,根系的发育对毛棉杜鹃的生长至关重要[17],其根部存在丰富的真菌资源[18],可以侵染根系并与之形成杜鹃花类菌根[19],促进植株吸收营养物质,增强抗逆性。土壤中的盐和碱是影响植物生长的重要因子,高Na+和高pH对植物生长不利,遗留食物残渣中的可溶性盐水解后产生OH-可使土壤碱化。人流量攀升加剧了毛棉杜鹃林下土壤的踩踏和盐碱化,导致根际环境受到破坏,根部生长受限,吸收能力下降,运输效力减弱,呼吸作用降低,最终影响整个种群的健康生长。

3 复壮处理

3.1 水肥管理

盛花植物的枝干和叶片中的全氮、全糖含量均低于未开花或者少开花植物,要在植物开花、结果、展叶的关键时期及时进行水肥管理,补充营养,保证其正常生理代谢。

3.1.1 浇水。毛棉杜鹃的水分来源主要靠降雨,但遇到严重干旱天气,在方便操作的前提下可使用喷雾、喷淋的形式进行水分补给。

3.1.2 施肥。一是要选好肥料品牌,二是要合理配比,三是要正确施肥。在地势较平缓区域采用穴施法追肥,比例为有机肥∶复合肥=20∶1,施肥量约10 kg/株。在树冠滴水线附近,围着树冠浅挖长约150 cm、宽约30 cm、深约20 cm的条状沟3~4条,施肥后覆土掩埋;在地势较陡峭区域采用喷淋法追肥,比例为水∶磷钾肥∶复合肥∶尿素=600∶4∶1∶1。为促进肥效释放,一般在雨天前2 d左右施肥。另外,在秋季10月追肥1次。

3.2 郁闭度调整

毛棉杜鹃生长缓慢,处于群落中层,生长受上层乔木、中层灌木及藤蔓的影响,受压迫情况下需要进行透光伐、疏伐、卫生伐、截顶、截干等操作。该研究主要在毛棉杜鹃受压迫区域对干扰树木修枝,释放生长空间,保证群落上层基底树种郁闭度在0.4~0.5;在上层基底树种郁闭度低于0.2的地方,毛棉杜鹃遭受强光照射,不利于生长,通过对上层基底树种施肥促进营养生长或补种基底树种,扩大树冠形成遮阴效果。

3.3 围堰处理

树穴围堰是树木根部用于保水、保土、保肥的一种围挡。毛棉杜鹃的生长地势多为坡面,常受到雨水冲刷,营养流失,土质贫瘠,难以为其提供持续稳定的营养供给,而且水分流失较多。根据地势,就近利用山石、枯木、原土等材料在树根周边制作直径约1.5 m的圆形围堰。在较陡区域,围堰需做梯级处理,增加缓冲面,防止因冲刷而遭到破坏。围堰一般高度不高于50 cm,厚度不低于30 cm,在制作围堰的同时可用混合好的种植土填埋。

3.4 土壤改良

在围堰内平铺一层混合好的营养土,厚度约5 cm,混合土比例为泥炭土∶有机肥=5∶1,可以有效保水保肥。在坡度较大区域,难以进行围堰处理,但该区域的水土流失更严重,更需要进行土壤改良,首先是促进本底草本的生长,增加坡面缓冲;其次是利用岩石缝隙做固定木桩,形成梯田式堆积区,由自然落叶、枯枝、砂石形成稳土稳水层,可方便施肥操作,这样不仅可以有效保水保肥,同时也可以形成腐殖层,有效促进土壤微生物群落发展。

3.5 林下更新

自然界中毛棉杜鹃生长极为缓慢,林下幼苗天然更新能力差,同时受群落其他树种压制,几乎不能长大,如不进行人干预促进林下更新,毛棉杜鹃种群将逐渐消亡。开展毛棉杜鹃的人工繁育,培育后回归山林种植,可以有效进行其种群更新,形成健康、有活力、可持续发展的种群。实生苗是由杂交授粉形成的种子萌发长成,基因多样,具有根系发达、活力旺盛、抗病性强、寿命长等特点,毛棉杜鹃采取人工异花授粉后播种繁殖,可以提升种苗抗性,使归林种植效率更高。种植宜选择雨季进行,方便植株定根。

3.6 摘花除果

开花结果是植物的生长繁殖过程,这个过程消耗了母体大量的营养,及时摘花除果可有效阻止营养消耗,有利于枝条生长[20-22]。毛棉杜鹃是先花后叶,花与叶都是从枝顶叶腋长出,开花后宿存的果实有顶端优势,相对扼制了叶芽的萌发,导致其错过最佳抽梢的时间,枝叶萌发概率也降低。对毛棉杜鹃摘花除果可以改变树体内营养物质的分配途径,使植株尽快由生殖生长消耗养分转为营养生长蓄积养分。摘花除果的原则第一是安全,第二是方便操作,可通过绑安全绳爬树手摘或通过高枝剪采摘,尽量避免对枝干造成伤害。摘花时间在花败后7 d内完成,减少果实成型生长。

4 结论与讨论

4.1 结论

每年4—5月对毛棉杜鹃进行复壮抚育效果最佳,此时毛棉杜鹃生长旺盛,抽枝展叶情况最好。约有95%植株在处理后7 d内有明显反映,老枝上有新枝发出,萌发率达99%,新枝普遍在3条以上,长度达20 cm以上,且粗壮直立;叶大小正常,叶色由黄绿色很快转变为深绿色,叶片生长健康,几无病害。

毛棉杜鹃的复壮抚育可有效促进植株的健康生长,但各处理需要依靠天时地利才能最大程度发挥效果。毛棉杜鹃适应的生长温度是20~27 ℃,每年4—5月毛棉杜鹃生长最快,根据其生长习性,首先要进行摘花除果,再进水肥管理,最后在雨季结束之前完成幼苗种植。需要强调的是尽量在抽新梢新叶前完成施肥,这样有利于枝叶的萌发;6月之后气温普遍高于30 ℃,酷热炎暑,毛棉杜鹃处于缓慢生长阶段,需尽量在5月前完成种植,使其有充足时间生长根系,方便植株度夏。此外,在自然林中有个别植株颓势大、反应慢,相比其他植株的复壮生长较为缓慢,需要单独“开小灶”进行精细化复壮。

4.2 讨论

山水林田湖草沙是一个生命共同体,保护好森林植被,营造良好的生态环境,可使人们获得感、幸福感、安全感更加充实,更有保障,更可持续。北京香山红叶和贵州百里杜鹃景观都可谓是盛极一时,但后期都出现了植株衰退、景观退化现象,前者是由于树体老化、土壤贫瘠、树种单一、病害等因素造成,后者是群落结构不完整,林下更新不足,受病虫害影响。由此可见,森林群落结构、树种年龄、林下更新、土壤肥力、病虫害等都是影响森林群落健康稳定及植被景观可持续发展的因素。梧桐山毛棉杜鹃群落生态系统完整,森林健康度高,不易发生大规模病虫害,景观可持续性强。

植株退化有多种原因,立地条件差是重要原因之一。水分可将土壤中的养分运输到植物内供其吸收利用,但自然降雨形成的地面径流和淋溶可以带走土壤中的大量养分,致使种植层土壤贫瘠,因此合理的施肥可以促进植物生长,加速复壮。群落郁闭度影响植物生长,合理控制郁闭度对杜鹃的种群健康有积极作用,华顶森林公园对影响云锦杜鹃生长的黄山松、柳杉等进行选择性疏伐[23],有效促进了云锦杜鹃复壮。种群年龄结构可以反映该种群发展趋势,稳定型种群是景观稳定的前提,因此要合理进行种群结构的调整与优化。梧桐山毛棉杜鹃处于稳定期,形成了良好的生态景观,但为保证景观的可持续发展,需要对群落进行适当抚育,改善树种、林龄和空间结构,维持与提高景观效果和天然更新能力,培育健康稳定、生态良好、景观优美的生态景观林。在对毛棉杜鹃中度抚育后可形成合适的郁闭度和物种竞争空间,使毛棉杜鹃个体生长达到最优;每年归林种植毛棉杜鹃幼苗,促进林下更新,亦提升种群活力。

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