灌草覆盖——干热河谷区植被修复新路径探析

干热河谷集中分布于中国西南横断山脉地区,受地形和局部小气候的影响,形成特殊的水热状况组合,是中国分布最北的一块“热区”。在长期剧烈的人为干扰和严酷的自然环境双重压力下,干热河谷的生态系统极度退化,结构与功能濒临崩溃,严重制约了当地经济社会发展,是中国典型的生态脆弱带、极度退化区和植被修复极端困难地区之一。本文先简要回顾了干热河谷区植被修复的历史,接着系统分析河谷区生态修复工作存在的机遇和挑战,明确提出灌草覆盖技术可能是该区域最为适合的一种生态修复方式。该技术可以克服干旱和高温两大河谷区植被修复的关键限制性因子,并实现保水、固土和增肥的植被修复技术目标。本研究首次提出干热河谷区植被修复3条原则:宜乔则乔、宜灌则灌、宜草则草、宜荒则荒原则;结合生态保护和产业发展实行分区修复原则;优选乡土物种进行植被修复原则。同时,建议从水土保持能力、土壤生态系统健康、植物群落健康和综合效益评价等4个方面来评估河谷区植被修复效果。最后,研究展望了干热河谷区植被修复研究的未来方向,包括加强群落演化规律及其适应性机制的研究,建立和完善动态监测机制,选育和培育乡土物种,以及开发和推广植被修复新技术。

同一种源锥连栎的种子形态特征及变异

以建水县5个锥连栎种群的34个家系为研究材料,通过种长、种宽、种形指数、单粒重及千粒重5个性状指标的测定,分析锥连栎不同家系间及种群间种子形态特征及变异。结果表明,锥连栎种子的5个性状指标在家系内、家系间及种群间均存在着显著差异(P<0.05)或极显著差异(P<0.01)。不同家系及种群间种子性状的变异均以单粒重及千粒重最大,种长、种宽及种形指数3个性状更趋于稳定,种群间变异小于家系间的变异。其种子的形状主要受遗传控制,受环境影响较小,种子大小及质量则受分布区海拔的影响而存在一定的垂直变异。基于聚类分析结果,可优先选择格安、双剑峰、红田、燕子洞4个种群的4号、8号、9号、10号、15号、19号、20号、21号和34号共9个种子质量优良的家系作为锥连栎的采种母树。就种群而言,则是红田种群和双剑峰种群作为采种林分。

不同育苗基质对铁橡栎和乌桕苗木生长的影响

铁橡栎和乌桕是石灰岩山地的适生树种。以咖啡壳、甘蔗渣、草碳、森林土等为原料配制成4种育苗基质,开展铁橡栎和乌桕育苗对比试验,通过测定2个树种苗高、地径、主根长、根幅、一级侧根数、地上生物量、地下生物量共7个性状指标,分析不同育苗基质对其苗木生长的影响。结果表明,不同育苗基质对2个树种苗木质量的影响不同,不同树种适应不同的育苗基质。铁橡栎苗木的7个性状指标中,除苗高无显著差异和主根长差异未达显著水平外,其余5个性状指标差异均达显著(P<0.05)或极显著水平(P<0.01),乌桕除一级侧根数差异不显著外,其余6个性状指标差异均达显著或极显著水平,不同育苗基质苗木生长的差异是树种生长特性、苗期生长规律及基质理化性状综合作用的结果。铁橡栎苗期主要以扩展根系、增强根系吸收功能为主,乌桕苗期主要是通过地上部分的快速生长来扩展其光合面积,从而促进地下部分的生长。基于单一性状指标的表现及7个苗木生长指标隶属函数值计算结果,以有机废弃物咖啡壳、甘蔗渣为主要原料配制的1#、2#育苗基质可用作铁橡栎的育苗基质,1#育苗基质也可满足乌桕苗木生长的需求。

22年生云南松优良家系子代遗传变异分析

以8个种源27个云南松优良家系22年生的子测林为研究对象,通过对树高、胸径、材积、冠幅、直干率及木纹理扭转度等6个表型性状的测定及其遗传参数估算,研究其子代的遗传变异并进行良种筛选。结果表明,在其子测林的6个性状中,除冠幅外,其余性状在种源间、家系间均存在显著或极显著差异;各性状遗传力虽大小不一,但均受较强的遗传控制;遗传增益较为有限或不明显,说明云南松仅依据其表型性状进行优树选择和造林,并不能保证子代林可获得较高的遗传增益。采用材积、直干率和直纹率3个性状对27个优良家系再进行综合选择,筛选出2个良种,即27号和10号家系,其树高和胸径长量分别较对照提高了10.54%~28.37%和26.49%~28.92%,材积、直干率和直纹率的遗传增益为60.93%~75.54%、6.13%、4.70%~8.05%。云南松就种源而言,以石林最好,双柏次之。

云南松与思茅松不同杂交组合球果和种子形态变异

以13个云南松与思茅松杂交组合的球果和种子为研究材料,通过单果鲜重、果长、果宽、种翅长、种翅宽、千粒重共6个性状指标的测定,分析云南松与思茅松种间杂交组合球果和种子的形态变异。结果表明,单果鲜重及种子千粒重变异幅度较大,变异系数25.01%-36.44%,球果长宽比更趋于稳定,变异系数10.05%。单果鲜重与果长、果宽、种翅长、种翅宽4个性状呈显著或极显著的相关关系,千粒重与其它性状相关关系不显著。6个性状指标间均存在极显著差异(P<0.01),其丰富的遗传变异可能由遗传因素控制,球果的形状则主要由母本遗传控制。云南松与思茅松种间交配时配子能顺利形成合子并发育为完整的胚,其胚形成可育杂交后代的种子。基于各杂交组合的结实及其苗期的生长状况,32号、43号、46号、51号和54号5个杂交组合的云南松母本可作为云南松杂交育种的优先选择母本。

岩溶山地不同植被恢复模式和年限土壤养分的变化

2002年、2005年、2009年、2016年8月,分别对西畴县法斗乡岩溶山地11块植被恢复模式固定样地的上、中、下部位的土样进行4次调查测定,分析不同树(草)种11种植被恢复模式和恢复年限下林地土壤养分变化及其恢复状况。结果表明:人工植被恢复14 a后,恢复年限及土壤有机质含量、速效N含量、速效P含量、速效K含量、土壤pH之间存在紧密的相关关系;土壤有机质含量在植被恢复后增幅及恢复效果明显;土壤速效N含量也可得到明显的恢复;土壤速效P含量呈"缓增-急增-缓降"的变化规律,土壤速效P含量未能得到明显恢复和改善;土壤速效K含量呈现出"缓降-急降-缓增"的变化规律,其恢复效果并不明显;土壤pH值在7 a后呈明显的下降趋势,14 a后林地土壤pH值得到有效降低并趋于稳定。限制性养分速效P及速效K含量的恢复明显滞后于有机质及速效N的恢复,说明限制性养分要得到明显的恢复需要更长的时间。基于植被恢复进程中土壤养分变化及恢复状况,建议选择模式7(香木莲+墨西哥柏木+清香木)等6种模式为云南岩溶山地人工植被恢复的优化模式。

不同育苗基质对3个喀斯特适生灌木树种苗木生长的影响

苦刺、鞍叶羊蹄甲和华西小石积是喀斯特山地的适生灌木树种,以咖啡壳、甘蔗渣、草碳、森林土等为基质原料配制成4种育苗基质,开展育苗对比试验,通过测定苗高、地径、主根长、根幅、一级侧根数、地上生物量、地下生物量共7个性状指,分析不同育苗基质对其苗木生长的影响。结果表明:不同育苗基质对3个树种苗木质量的影响不同,不同树种适应不同的育苗基质;不同育苗基质苗木生长的差异是树种生长特性、苗期生长规律及基质理化性状综合作用的结果;基于单一性状指标的表现及7个苗木生长指标隶属函数值计算结果,以有机废弃物咖啡壳为主要原料配制的1~#基质更适宜用作苦刺和鞍叶羊蹄甲的育苗基质,以甘蔗渣为主要原料配制的2~#基质则适宜用作华西小石积的育苗基质,同时2~#,3~#基质也可满足苦刺苗木生长的需求。

滇东南岩溶山区4个树种的造林试验结果分析

通过在砚山县铳卡农场对圣诞树、滇合欢、新银合欢、刺槐 4个树种不同造林密度、施肥措施、苗根处理方式及苗期喷云大 - 12 0等 5个因素的对比试验 ,幼树期的结果表明 :树种对林木生长量及生物量的影响最大 ,施肥措施和苗根处理方式对林木的生长发育也具有一定的作用 ,而苗期喷云大 - 12 0对定植后林木的生长发育作用不明显 ,密度效应除圣诞树外其他 3个树种还不显著。参试的 4个树种中 ,圣诞树 3年生时已经郁闭 ,其最佳技术组合A1B1C1D1E1的树高、地径、冠幅和单株生物量分别为 5 0 5m、 4 72cm、 1 79m和 7 0 5kg ,每公顷可提供薪材2 2 6 78kg、绿肥和饲料 2 434 5 5kg,产值 34 85 0 8元 ;滇合欢的最佳技术组合A2 B1C2 D2 E1的树高、地径、冠幅和单株生物量分别为 1 84m、 4 33cm、 1 2 3m和 1 2 6kg ,每公顷可产薪材 6 936 8kg、绿肥和饲料 146 7 4kg ,产值 76 7 0 5元 ;新银合欢则不太适应试区的气候 ,每年都受霜冻的危害。预计在滇东南岩溶山区选择多用途的圣诞树和滇合欢 ,采用最佳的技术措施组合造林 ,能取得良好的生态效益和经济效益。

锌铟矿区植被结构优化造林模式的研究

2010～2013年在马关都龙曼家寨锌铟矿山采用墨西哥柏、旱冬瓜、川滇桤木、小叶榕、滇朴、湿地松、黄杨、小叶女桢、木豆、类芦、苇状羊茅、黑麦草12个树(草)种进行10种配置模式试验,对其3年生各树(草)种生长量及不同模式土壤养分测定分析。结果表明,通过充分考虑试区生态环境现状、特点及植被恢复的目标,筛选出了适应性强、造林成活率及保存率高、生长旺盛的川滇桤木、木豆、旱冬瓜、类芦4个树(草)种作为矿区初期、终期植被恢复的造林物种,采用川滇桤木+类芦和木豆+类芦2种乔草、灌草配置的模式进行植被恢复,可加快植被正向演替的进程,并能形成良好的乔木、灌木、草本层次错落具异林复层的林分结构,造林成活率达95%以上,保存率达87%以上。3年生川滇桤木平均树高为4.79 m、平均胸径为4.5 cm;木豆平均株高为2.16 m、平均地径为2.8 cm;类芦平均株高达2.18 m以上。在植被恢复的初期,适宜的造林物种进行合理的配置,不仅能保持物种的多样性,形成良好的群落层次结构,且对改善和提高土壤肥力具有明显效果。

滇西云南松母树林单株半同胞子代测定

１９９０ 年在腾冲古永林场对云南松母树林５ 个种源 （ 含对照） 的８１ 个家系采用９ ×９ 平衡格子设计展开试验。通过７ 年的试验表明： 母树林各家系和种源间存在着显著的差异， 生长量大于对照的有２１ 个家系， 木纹理扭转度小于对照的有６４ 个家系。滇西母树林的子代具有生长快、木纹理扭转度小的特点， 参试的２０ 个家系的子代其 树高、胸径、木纹理扭转度、分枝数、冠幅、松针束数和松针长度分 别超过对照３０９９ ％ 、３１２３ ％ 、－ ５１００ ％ 、１６２２ ％ 、２０８３ ％ 、４７３ ％ 和１１４３ ％ ， 其树高、胸径和木纹理扭转度的遗传增益分别为： １９５１ ％ 、１５３２ ％ 和１７４２ ％ 。滇中、滇东南和川西南母树林的种子不适宜在滇西种植。各性状间的关系较多地受基因连锁或共效基因的作用， 生长量性状和质量性状间存在着紧密的负相关， 树高具有较高的遗传力 ［ Ｈ２ （ ％ ） ＝６２９４ ％ ］ ； 说明用 “滇西云南松优良林分选择的方法和标准” 选择优良林分改建成的母树林， 所获得的良种具有极显著的增产效果。

新银合欢育苗试验结果分析

用切根及喷云大-120 对新银合欢作促进苗木生长的试验, 结果表明: 切根及喷云大-120 对新银合欢苗木生长的促进作用不大, 仅在苗木侧枝的形成上有一定促进作用, 且不利于苗木根系的生长发育; 故在新银合欢育苗中不宜采用切根及喷云大-120 的技术措施。

圣诞树育苗试验结果分析

切根及喷云大- 120 促进圣诞树苗木生长的试验结果表明: 切根处理对圣诞树苗木地下部分生长具一定的促进作用; 喷云大- 120 则能促进其地上部分的生长; 切根及喷云大-120 处理对圣诞树苗期生长的影响, 主要表现在苗高、冠幅、根幅、单株根鲜重及主根发育状况5 个性状上。各个处理以不切根喷云大- 120 处理的效果较好。其苗高、地径、冠幅、单株茎叶鲜重、侧枝数、根长和根幅等性状分别比对照提高17-35% 、5-26% 、35-92% 、36-02 % 、775-00% 、8-00 % 和3-35 % , 仅单株的侧根数及根鲜重的均值与对照相比下降0-33% 和5-71% 。

云南松天然优良林分自由授粉混合种子子代测定

１９８８年在腾冲县古永林场采用完全随机区组设计开展试验。通过７年的观测，试验已显示出天然优良林分子代具有干型通直、木纹理扭转度小、生长量大的特点，其树高、胸径、材积和木纹理扭转度的实际增益分别达到３７４９％、６５６０％、２１９８４％和２６９５７％，遗传增益分别为２０１４％、４０４６％、１０７１１％和５９７９％，目前已远远超过云南松天然优良林分子代遗传增益３％的攻关考核指标。通过试验反馈表明了所制定的“云南松天然优良林分选择方法及标准（滇西）”具有科学性和可靠性。

西南桦优树选择的研究

通过对西南桦Betula alnoides分布区的调查,实测了25个县261株西南桦候选优树的数量性状、质量性状及环境因子,对候选优树9个性状进行相关分析后选择出材积和通直度作为西南桦选优的主要性状。采用数量化回归的方法来制定优树选择的指标,建立了各立地因子、林分类型和树龄与材积的多元数量化模型,其复相关系数达0.920815。西南桦材积实测值与理论值间差值的频率分布呈正态分布,以其差值作为西南桦优树选择的选择指标Ii,以I±0.5δ作为分级依据,结合通直度制定出西南桦优树选择的标准为①Ⅰ级优树:通直度为Ⅰ级,同时Ii≥0.381257。②Ⅱ级优树:通直度为Ⅰ级或Ⅱ级,-0.381257<Ii<0.381257。③一般林木(Ⅲ级木):Ii≤-0.381257。用此标准筛选出西南桦I级优树46株,占候选优树的17.62%,Ⅱ级优树145株,占候选优树的55.56%。

西南桦人工纯林与混交林群落学特征比较

通过样地法比较了西南桦纯林、西南桦+山桂花(Paramichelia baillonii)和西南桦+马尖相思(Acacia mangium)3个人工群落的群落学特征,并与次生林和山地雨林的群落学特征进行比较。结果发现,3个群落都以高位芽植物为主,其次为地面芽植物;在高位芽植物中又都以小高位芽植物比例较高;3个群落的叶型谱以小型叶为主,光照生态类型谱以阳生种类为主,水分生态类型谱以中生种类占优势。生活型谱、叶型谱和水分生态类型谱都与热带山地雨林的群落一致。从3种人工林的群落学特征和物种多样性看,西南桦+马尖相思混交林的物种多样性值最高,说明其植物种类成分复杂,生境优越,群落破坏后恢复能力最强,最有利于向顶极演替发展。

滇东南石漠化地区封山育林前后群落生态学特征比较

通过样地法比较了滇东南石漠化地区封山育林前后植被的群落学特征,从生活型谱、叶型谱、光照生态类型谱、水分生态类型谱和优势植物等群落特征看,封山育林后群落的水湿条件有所改善,群落正向地带性植被—半湿性亚热带常绿阔叶林演替;从物种多样性来看,封山育林后群落的物种丰富度、物种多样性指数、生态优势度和群落均匀度均有很大的提高,物种多样性增加,群落稳定性增强,且破坏后修复能力增强。结果说明封山育林措施是石漠化地区植被恢复的很好措施之一。

滇东南石漠化山地不同退耕还林模式土壤地力变化初探

通过对滇东南西畴县石漠化山地12种不同退耕还林模式的土壤进行定点观测和地力变化分析,结果表明:土壤物理性状有很大改善,土壤抗蚀性和储水性增强,土壤养分提高,土壤吸收保存养分离子能力增强。对于提高地力而言,墨西哥柏+金银花、花椒+白枪杆、川滇桤木+红三叶、川滇桤木林、花椒+大白脉根和墨西哥柏+紫花苜蓿等6种模式较佳,值得在石漠化山地推广。

不同育苗基质对长蕊甜菜树苗木生长的影响

以咖啡壳沤制物、腐殖土及森林土为原料配制成5种基质,通过对基质的理化性状及长蕊甜菜树苗木的苗高、地径、主根长等7个生长指标的测定,分析不同基质对长蕊甜菜树苗木生长的影响。结果表明:不同育苗基质苗木的各项生长指标均存在显著差异(P<0.05)或极显著差异(P<0.01),适宜的基质能有效促进苗木的生长及生物量的累积,苗木的生长差异是不同育苗基质理化性状综合作用的结果。基质1、基质2、基质3和基质4苗木的苗高分别比对照高38.2%、22.6%、1.3%、4.4%,、地径分别比对照高49.0%、23.3%、27.2%、15.0%;4种基质苗木的主根长、根幅、一级侧根数分别比对照高10.9%～17.3%、9.2%～27.1%和34.3%～68.1%。因此,基质1和基质2适宜用作长蕊甜菜树的育苗基质,苗龄6个月的苗木苗高分别为15.31 cm和13.58 cm,地径分别为3.07 mm和2.54 mm。

李子丰产栽培技术研究

李子具有易栽植,生长势强,开花结实早的特点,试验结果表明花红李、奈李和金沙李3品种中种植花红李和奈李可获较高收入,合理密植可提高李子单位面积产量和产值,赤霉素能促进李子开花结实。在滇东南岩溶地区宜发展种植奈李和花红李2品种,采用2m×3m株行距定植,林下混种矮秆农作物,于初花和幼果期各喷1次200mg/kg浓度赤霉素可取得良好的经济效益。

滇东南岩溶地区三种退耕还林模式的水土保持效应研究

对滇东南岩溶地区3种退耕还林模式和坡耕地的径流和植被、土壤测定分析,结果表明:退耕地还林恢复植被后,能取到明显的固土保水增肥作用。营造纯林、乔草混交林或经济林与牧草复合经营,均具有较好的水土保持效果,综合考虑保水、保土和保肥能力,由大到小依次是:川滇桤木∶红三叶>墨西哥柏>花椒∶大百脉根。与坡耕地相比,川滇桤木与红三叶混交林能减少37.23%的径流和99.40%的土壤流失,固体养分流失量中有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷和速效钾分别减少99.37%,99.43%,98.68%,98.86%,99.34%,99.35%和99.58%,液体养分流失中氮、磷、钾分别减少32.45%,19.80%和21.57%。不仅减少了水土和养分的流失,同时枯枝落叶等有机质对土壤的改良和营养补充,使土壤养分有所提高,而坡耕地的土壤养分则有所下降。