張學(xué)權(quán)

(成都大學(xué)旅游文化產(chǎn)業(yè)學(xué)院,四川 成都 610106)

不同遮蔭條件下牛鞭草生長特征分析

張學(xué)權(quán)

(成都大學(xué)旅游文化產(chǎn)業(yè)學(xué)院,四川 成都 610106)

模擬遮蔭條件下,探討牛鞭草生長特征.試驗結(jié)果表明:強遮蔭條件下(79%和60%)牛鞭草不能適應(yīng)環(huán)境,生長勢較弱;低遮蔭度(16%和48%)下牛鞭草莖粗變化不大,因趨光效應(yīng)其高度略有增加,相對全光照下生物量變化而言,低遮蔭度下的相對生物量變化比值也處于相對穩(wěn)定或略有增加的趨勢.試驗結(jié)果為林+草模式植被恢復(fù)后的林冠層郁閉度控制經(jīng)營管理和后期的進一步研究提供了一定的借鑒.

模擬;遮蔭;牛鞭草;生長

0 引 言

林+草植被恢復(fù)模式是退耕還林植被恢復(fù)的主要模式之一,由于它在控制水土流失、改善生態(tài)環(huán)境、改良土壤及充分利用自然資源方面存在較大潛力,在山區(qū)綜合開發(fā),退耕還林和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中得到廣泛應(yīng)用.在該植被恢復(fù)模式其生態(tài)效能方面,我們前期已經(jīng)做了大量的研究,且取得一定效果[1-6].但隨著時間的延長,林下產(chǎn)量較高的陽性牧草的生長狀況如何,林冠層郁閉度控制量大小等尚有待通過試驗進一步探討.

1 試驗地概況

試驗地位于四川省雅安市雨城區(qū)張家坪教學(xué)實習基地,屬四川盆地與川西高山高原的過渡地帶.試驗地海拔高度約580 m左右,屬中亞熱帶濕潤氣候,處于“華西雨屏”的中心地帶,是四川省多雨中心之一.該地區(qū)年平均氣溫 16.2℃,≥10℃的積溫5 231℃,年無霜期298 d,陰雨日較多,年平均降水量1 774.3 mm,年日照時數(shù)1 019.19 h,云霧多,空氣平均濕度79%.

2 材料與方法

試驗材料為該地區(qū)常見的且產(chǎn)量較高的牛鞭草.

試驗采用模擬遮蔭的方法,以遮陽網(wǎng)為遮陽材料,人工設(shè)計5個遮蔭梯度,以此觀察不同遮蔭梯度下牛鞭草的生長狀況.

生長指標采用常規(guī)測量方法,用游標尺測量牛鞭草1/5高度處(粗度變化相對穩(wěn)定)的直徑(mm)、用鋼卷尺測量長度(m)和用烘干法測量牛鞭草的生物量(g).

3 結(jié)果與分析

由于遮蔭改變了光環(huán)境條件,因而遮蔭下牛鞭草的光響應(yīng)、凈光合速率和光能利用率都將發(fā)生一定的變化[2],從而牛鞭草形態(tài)特征也發(fā)生了相應(yīng)的改變,主要表現(xiàn)在其草種群的均粗度、高度、生物量積累等多個方面.

3.1 遮蔭對牛鞭草莖粗度生長的影響

遮蔭對牛鞭草莖粗度的影響主要體現(xiàn)在遮蔭度的大小、季節(jié)性的生長特性、刈割重茬3個方面(刈割后均未施肥).每次刈割間隔期為2個月,年內(nèi)第一次刈割時間是5月20日,牛鞭草莖粗度生長情況如表1所示.

表1 牛鞭草3次刈割時莖粗度變化

由表1可見,同一刈割時間不同遮蔭梯度下牛鞭草莖粗變化表現(xiàn)為隨遮蔭強度的加大,莖粗逐漸減小,9月20日刈割時遮蔭79%和60%對莖粗生長的影響很大,只及全光照下的56.4%和45.9%,可見高強度的遮蔭不利于牛鞭草莖粗度的生長;遮蔭16%～79%下的3次刈割平均莖粗分別為全光照下的 84.5%、76.3%、69.5%、60.5%.

進一步分析發(fā)現(xiàn),全光照下后兩次刈割莖粗度降低了2.8%,其他各遮蔭梯度下牛鞭草莖粗度分別降低3.2%、6.5%、24.3%、36.7%,如果把2.8%認為是生長時間長短和季節(jié)性生長等因素的影響,扣除此值后則為遮蔭的影響率,那么遮蔭16%和48%對相鄰兩次刈割莖粗變化的影響率為僅0.4%和3.7%,此說明隨遮蔭時間的延長遮蔭16%和48%對牛鞭草莖粗生長的影響不大,且莖粗生長基本趨于穩(wěn)定,而遮蔭60%和79%的影響率為21.5%和33.9%,表明長期在高強度遮蔭下牛鞭草莖粗生長受到較大的抑制,且呈現(xiàn)出繼續(xù)減少的趨勢(見圖1).

圖1 不同遮蔭度下3次刈割牛鞭草莖粗度變化

3.2 遮蔭對牛鞭草高生長和單叢萌蘗株數(shù)的影響

試驗數(shù)據(jù)表明:在不同遮蔭梯度下和不同刈割時間時,牛鞭草平均株高均表現(xiàn)出一定的差異,單叢萌蘗株數(shù)和蓋度差異也較大(見表2);對草高生長總體的影響表現(xiàn)為長期在高遮蔭度下(79%遮蔭)牛鞭草高生長受到較大抑制,中、低遮蔭強度(16%和48%遮蔭)有刺激草高生長的作用(見圖2).

表2 不同遮蔭梯度下牛鞭草萌蘗株數(shù)和蓋度

圖2 扁穗牛鞭草3次刈割高度變化趨勢

分析發(fā)現(xiàn),5月20日刈割時,光照相對充足的16%遮蔭和全光照下牛鞭草表現(xiàn)出一定程度的匍匐生長,草層直立高生長相對偏小,中、高強度的48%、60%和79%遮蔭則促使牛鞭草爭奪光照而向上生長,所以其高生長量比低遮蔭和全光照條件下大;7月20日和9月20日刈割時遮蔭79%下的牛鞭草高度只及對應(yīng)全光下的60%和41.4%,60%遮蔭下為全光照的114.4%和100%;而16%和48%遮蔭的中、低遮蔭下,隨生長時間延長,單叢萌蘗株數(shù)增加,橫向生長的空間資源競爭加強,植株匍匐生長現(xiàn)象逐漸減弱,同時由于牛鞭草捕光生長的特性致使均株高生長有一定的增加,分別為全光照的150%和132.8%,147.8%和127.6%.單叢萌蘗株數(shù)表現(xiàn)為隨遮蔭度的加大萌蘗株數(shù)相應(yīng)減少,相應(yīng)地表覆蓋度也依次降低,到9月20日刈割時遮蔭79%下的牛鞭草的蓋度只有30%.

3.3 遮蔭對牛鞭草生物量的影響

牛鞭草生物量的大小也同樣受遮蔭度的大小、生長時間的長短、季節(jié)性生長特性、刈割重茬等因素的影響.3次刈割時不同遮蔭梯度下牛鞭草的生物量變化如表3所示.

表3 不同遮蔭梯度下牛鞭草3次刈割生物量

從表3可見,3次刈割各對應(yīng)遮蔭梯度的生物量發(fā)生了一定變化,79%的高強度遮蔭下生物量逐漸減少,且下降幅度較大,說明在長時間的高強度遮蔭下牛鞭草不能正常生長,其他遮蔭梯度和全光照下的生物量在第二次刈割時較第一次有所增加,第三次刈割時又均有所減少,產(chǎn)生此變化的原因與遮蔭度大小、遮蔭生長時間和牛鞭草生長季節(jié)有關(guān).

分析3次刈割時各遮蔭梯度下牛鞭草生物量與對應(yīng)全光照下生物量的比值變化情況可反映出遮蔭這一單因子對生物量的影響,結(jié)果如圖3所示(以全光照下的生物量為100%).具體來看:第一次刈割時各遮蔭梯度下的生物量相對比值差異不大,遮蔭未造成生物量的較大懸殊;第二次刈割時 60%、48%和16%遮蔭下的生物量的相對比值差異也不大,而79%的遮蔭下生物量相對比值明顯減少,比第一次刈割時下降了48.7個百分點;第三次刈割時16%遮蔭下生物量的相對比值有所上升,說明此低度遮蔭對牛鞭草繼續(xù)生長的影響較小,生物量還有逐漸接近全光照下的趨勢,相對于全光照來說遮蔭79%下的生物量仍然較小,僅占全光照的7.7%,遮蔭60%生物量的相對比值相比第二次刈割時下降了7.1個百分點,處于緩慢下降的生長狀態(tài),而遮蔭48%下的生物量相對比值則處于穩(wěn)定狀態(tài),說明相對全光照來說小于等于此遮蔭度下牛鞭草的生物量不會繼續(xù)下降,亦即牛鞭草基本能夠適應(yīng)此遮蔭度及其以下的遮蔭環(huán)境.

圖3 不同遮蔭梯度下生物量的百分比變化

4 結(jié) 論

隨遮蔭時間的延長,遮蔭60%和79%對牛鞭草莖粗的影響率為21.5%和33.9%,莖粗生長繼續(xù)下降,而遮蔭16%和48%對扁穗牛鞭草莖粗生長的影響較小,僅為0.4%和3.7%,說明低遮蔭下牛鞭草莖粗生長基本穩(wěn)定.由于牛鞭草捕光生長的特性,48%和16%的遮蔭度下牛鞭草生長高度明顯高于其他遮蔭度和全光照的高度.從全年收獲生物量來看,遮蔭16%和48%時的相對生物量處于穩(wěn)定或有增大的趨勢,而遮蔭60%和79%時則處于緩慢下降和急劇下降的狀態(tài).需要說明的是,本試驗是在模擬條件下進行的,與現(xiàn)實生產(chǎn)上的林冠層遮蔭存在一定差異,但也基本反映了遮蔭下牛鞭草生長狀況.本試驗對林+草模式的經(jīng)營管理和進一步研究可提供一定程度的借鑒.

[1] 張學(xué)權(quán),胡庭興,李偉,等.華西雨屏區(qū)退耕地不同植被經(jīng)營模式坡面產(chǎn)沙特征分析[J].水土保持學(xué)報,2004,18(6):27-29、33.

[2] 張學(xué)權(quán).不同類型植被恢復(fù)土壤滲性研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(32):15779-15780.

[3] 張學(xué)權(quán).不同植被恢復(fù)類型枯落物儲量及持水性分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(1):182-184.

[4] 張學(xué)權(quán).洪雅縣不同植被類型對侵蝕性降雨的響應(yīng)研究[J].中國水土保持,2010,31(9):52-53.

[5] 張學(xué)權(quán),胡庭興.林(竹)草不同植被恢復(fù)模式下的土壤物理特性[J].長江流域資源與環(huán)境,2008,17(4):623-627.

[6] 張學(xué)權(quán),胡庭興.模擬林草模式不同遮蔭條件下牛鞭草光合生理特征研究[J].四川林業(yè)科技,2007,28(6):55-56.

Growth Characteristics Analysis of H.Compressa under Different Shading Degrees

ZHANGXuequan
(School of Tourism and Culture Industry,Chengdu University,Chengdu 610106,China)

The growth characteristics of H.compressa was analyzed under different simulating shading environments.The result showed that the H.compress a couldn't adapt to the strong shading environment of covering rate 79%and 60%and grew weakly;Under the low covering rate of 48%and 16%,the H.compressa's stem diameter remained the same,but the height increased.The relative biomass ratio was stable or increased a few according to the full sunlight condition.The results of this simulation experiments would provide the reference for the forest canopy control operation andmanagement and further study in the tree-grass vegetation restoration pattern.

simulating;shading;H.compressa;growth

S718.43

A

1004-5422(2013)01-0012-03

2012-11-25.

張學(xué)權(quán)(1967—),男,博士,教授,從事林業(yè)生態(tài)工程研究.