胡杨繁殖与种群恢复问题与对策

2011-04-19辛清香

绿色科技 2011年3期

辛清香

(青海省格尔木市林业局胡杨林自然保护区管理站,青海格尔木816000)

1 引言

胡杨在广阔的荒漠地区具有维护分布区内的生态平衡、保障绿洲农牧业生产和为居民生活提供用材等作用。此外胡杨具有防风、固沙和防止沙尘暴,调节微环境等功效[1]。近年来,胡杨潜在的基因资源价值和在造纸等工业方面的用途及其对CO2的吸收的环境效益也逐渐受到有关人士的关注。但关于荒漠绿洲优势植物胡杨的繁殖及其种群生活史对策研究甚少。以种群——生态关系为主线,繁殖生态学的原理和研究方法,以格尔木胡杨林自然保护区胡杨为研究对象,研究其种群的繁殖对策和生活史对策,不仅可以揭示格尔木胡杨林自然保护区胡杨种群以繁殖对策为主要特征的生活史对策,找到限制胡杨种群更新繁殖的瓶颈所在,而且能够丰富胡杨相关基础研究的内容,并为制定科学的胡杨恢复措施提供理论依据。因此,研究胡杨繁殖特性及其生活史对策,有其自身的特殊性,也是探索极端干旱区胡杨退化机制、恢复途径的基础和关键。

2 胡杨的繁殖

胡杨的繁殖包括有性繁殖和无性繁殖。8月至10月的洪水期胡杨种子成熟,胡杨种子非常轻,容易被水和风带走。这些种子在夏季洪水冲积形成的新生河岸上发芽。在这样的河岸上,具有种子发芽的条件,足够的空间,丰富的光线,湿润的土壤,盐分也已经被洪水冲走。而胡杨最佳的发芽条件是强光,温度在25～30℃之间,潮湿的土壤,土壤的含盐量不超过0.2%。沿河岸被洪水冲积形成的狭窄地带上形成种子发芽线。当发芽线上的幼苗长成熟时就形成线形河岸林。由于种子在9月份才发芽,此时过不了多久就进入冬季,因此这些幼苗地上部分不会长很高,但地下部分根系却生长迅速,为了能避免在洪水消退时土壤表面变得干燥时,导致枯死。

在第2年夏季洪水开始之前,沿河岸的地下水位在地表以下2.5～3.0m。幼苗在此干燥期生存困难。由于幼苗需要吸收更深层次的土壤水,所以投入对根系的生长成本比枝叶的生长成本高。但是幼苗在第1年还是不能够长出3m深的根。因此为了能在短暂的干燥危险期给幼苗供给水分,所以第2年的洪水必须及时开始。直到幼苗根系吸收地下水发展成为树,后几年的洪水仍然具有极其重要作用。

土壤质地是胡杨树木能否成功生根的另一个影响因素。胡杨树苗成活率在粘土层大于10cm表土中明显要高,因为肥沃的粘土的蓄水能力比砂质土壤强。胡杨幼苗在不同的土壤中的生长情况有很大不同(图1)。

图1 胡杨幼苗在不同土壤的生长情况

粘土的蓄水能力比沙土和淤泥强,有利于幼苗的成活。但这种粘土层不可过厚,因为幼苗的根系无法穿透太厚的粘土层。粘土是河床的表层土壤,它是河流自身流动形成的。从种子的发芽到幼苗的成活再到成熟最后发展成为远离河流成熟林,河流的自然运动和洪水事件的及时发生(7月,8月)是至关重要的。

如果种子在岸边比较低的地方发芽,它们与地下水联系密切,但还面临着被冬天的冰和其后的洪水侵蚀掉的危险。另一方面,当种子在较高位置发芽,侵蚀的风险可能较低,但对于幼苗来说地下水位也较低,因此在更高的位置,幼苗在该地丰水期死亡的风险更大。在夏季洪水来临前,格尔木胡杨林自然保护区的土壤极端干旱,这种干旱的危险可以由洪水抵消,因为夏季洪水可以及时的补充地下水使地下水升高,能够接触到幼苗的根。

一旦幼苗固定在具有良好的地下水补给条件下,则会生长侧根,产生分株,即胡杨的无性繁殖[2]。大量分株的产生形成灌木丛,在胡杨的两棵基株(种子长成的树)形成的小分株灌丛呈线形分布。尤其在没有洪水的地方这种无性繁殖分株更普遍。

3 胡杨种群恢复建议

水是胡杨幼苗生长存活的关键。夏季由于上游下泄的洪水大多分布于河道,而适宜种子萌发生长的河滩地在洪水过后仅有少量积水残留,即使种子可以在这一生境萌发,也会因为残留积水的迅速蒸发而在幼苗阶段死亡。因为有些分支河道将部分下泄洪水引入了胡杨林间空地,这些胡杨种群无性更新较好,萌生了许多根源性克隆生长幼苗,但是由于后期水分供应不足,当年萌生的幼苗通常会大面积枯死。因此长期而持续的供水是保证胡杨种群自然更新恢复最重要的途径。在水资源供应充足的条件下,一方面胡杨将较多能量投入无性繁殖,在种群周围形成大量无性系后代,可以最大程度的利用资源;另一方面,灌溉后的河滩地为胡杨种子着床萌发和幼苗发育提供了必要条件,幼苗可以占据新的生境扩展种群生存范围。因此只有依靠水资源才可能实现胡杨种群的恢复,可以在胡杨林保护区修建生态水利工程来保障胡杨林保护区水资源均衡供应,如修建水坝、引水渠等。通过调查发现,人工输水可以使胡杨种群的更新得到一定程度的改善,主要原因是人工输水对胡杨种群的更新有一定的促进作用,但是还无法保证种群自然恢复的需要。

3.1 调整产业结构

(1)为了增加经济收入,很多地方居民大面积的开垦荒地,种植一些经济作物。随着地下水被越来越多的用于灌溉经济作物,导致河水水位在春季和初夏过低。地下水泵持续的抽取地下水,而地下水位的下降将导致胡杨的成片死亡。常年的种植经济作物会导致土壤盐渍化,是因为灌溉用水只用于浇灌表层土壤,而这些用于灌溉的水体本身就含有盐分,而这些盐分会形成累加效应,最后变成贫瘠、高盐分撂荒地[3]。这些撂荒地对胡杨也很难加以利用。因此,最好实施退耕还林计划,同时可以在盐渍化的土地上种植芦苇,芦苇是一种优良的原材料植物,而且芦苇还可以从地表土壤吸收水分,起到保持地下水位作用,减轻土壤盐渍化。

(2)限制过度放牧。放牧并不与自然保护相违背,但是过度放牧会对胡杨产生不可替代性的破坏。如损坏,踩坏胡杨幼苗(秧苗)。因此,应采取严格有计划的限制性放牧。同时,牧民也很关注和关心胡杨的生存,因为在沙漠化严重地区,胡杨林在一定程度上能够稳定生态环境,有了胡杨林就会有他们的牧场。

(3)发展胡杨生态观光旅游业,因为生态旅游业的发展与胡杨林保护是相辅相成的。应鼓励旅游者来胡杨林观光、学习、也为研究者提供支持,这样能提高胡杨林知名度和整体形象,同时也为胡杨的保护赢的舆论支持和资金支持[4]。

(4)加强对胡杨保护,应避免对胡杨林深处的动物的生境的干扰和植被的破坏,因此,应规定游客的游览路线,树立一种在保护区有了胡杨才有动人的美景的保护意识,而那美丽迷人且未受到干扰破坏的胡杨林就成为吸引了众多游客源泉,因此有了这些胡杨也是带动当地经济的源动力。

3.2 加强对胡杨保护的宣传和教育,培养胡杨保护专业人才

(1)鼓励和支持旅游从业者对胡杨进行各种途径的宣传,定期对胡杨保护人员和其它管理人员进行培训,加大对普通群众的宣传教育,让他们了解胡杨的真实价值、生态意义、保护方法。支持各种对胡杨的学术交流会议和学术研究,并邀请学者专家给做专题讲座,提高胡杨的学术知名度。随着知识的普及、知名度的提高也将吸引更多的游客前来参观。而随着大量的宣传工作的开展,人们对胡杨的保护意识也将进一步提高对胡杨的得到提高。

(2)培训专业护林员,让他们了解胡杨生长繁殖机理及胡杨种群恢复补救方法。加强对胡杨敏感地带的保护(如密切关注种子发芽的地带,通告牧民不要在此地带放牧,并向其说明此地带的对胡杨的重要性及脆弱敏感性)。此外还应加强有关胡杨林的生态环境教育。通过电视、报纸、书、课本和展览等大众媒体向各族群众宣传杜胡杨林的真实价值、生态意义、保护方法以及其优美的景观。