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野生地被植物黄花三叶草生长特性研究

2017-04-22王青兰王玉生

山西水土保持科技 2017年1期
关键词:匍匐茎三叶草覆盖度

王青兰 王玉生 魏 闯

(山西水利职业技术学院)

野生地被植物黄花三叶草生长特性研究

王青兰 王玉生 魏 闯

(山西水利职业技术学院)

野生地被植物属于最适宜当地环境生长、维持生物群落稳定以及美化生态景观的植物种类之一。通过对野生地被植物黄花三叶草的生长特性研究,发现其抗逆性强、生长迅速、自然繁殖快、覆盖度高,具有强大的水土保持功能,且极具观赏价值。研究结果对人工干预地表的植被恢复再造具有重要指导意义。

黄花三叶草 生长特性 野生地被植物 生态修复 运城市

各类生产建设项目的实施,人为打破了项目区原有自然生态系统的平衡状态,使原系统稳定的结构和功能发生了不同程度的变化,导致生态系统退化,而且退化程度一般超过其自身可恢复的阈值。美国生态学会曾提出生态恢复的涵义:“生态恢复就是人们有目的地把一个地方改建成定义明确的、固有的、历史上的生态系统的过程,这一过程的目的是竭力效仿那种特定生态系统的结构、功能、生物多样性及其变迁过程。”王治国等提出:“重视植被的保护、利用与恢复理念,重视生态景观的恢复和重塑理念,坚持‘生态优先、景观协调’”。根据上述理论,生产建设项目区在植被恢复过程中,使最适宜当地环境生长的野生地被植物与人工种植的各类植物搭配混生,不仅可大大加快地面植被的覆盖度,增加景观的观赏层次,同时也有利于建造具有地方特色的稳定的生态系统类型。由于野生地被植物具有植株低矮、生长速度快、抗逆性强、覆盖度高等特点,因此,在生产建设项目区生态恢复过程中,将人工建造培育的乔灌草植被和当地野生地被植物资源相结合,形成稳定的植物群落,对促进生态恢复、控制水土流失、保持生物的多样性和美化环境景观等具有重要作用。为此,我们选上科研项目,在2014-2015年间,对当地野生地被植物黄花三叶草的生长习性进行了试验调查研究。

1 研究区概况

研究区位于运城市安邑镇山西水利职业技术学院校园水利工程综合实训场地。运城市属暖温带大陆性半干旱季风气候区,年均气温14.2℃,极端最高气温41.7℃,极端最低气温-14.9℃,年均≥5℃的积温5 148.6℃。年均降水量518.4 mm,季节分配极不均匀:春季(3-5月)降水量100.6 mm,占年降水量的19.6%;汛期(6-9月)降水集中,约占64%,其中7月和8月占到40%左右;冬季(12-2月)降水量仅18.2 mm,占3.6%。年均风速1.9-3.5 m/s,最大风速13-24 m/s。年平均日照时数2 136 h。光热资源丰富。

2 野生黄花三叶草生物学特性

野生黄花三叶草属于酢浆草科一年生草本植物,在研究区3月上旬开始出土形成新叶,小叶最初为褐绿色,之后逐渐转变为深绿色、绿色。叶互生,小叶三片并生近圆形,每小叶中间有圆钝形的“V”形凹陷缺口,幼叶“V”形凹陷缺口的深度约为叶片总长度的1/2,至开花期叶面积达到最大时,凹陷缺口的深度约为叶片总长度的1/4。生长期为3月上旬至11月中下旬,绿色期长达8个多月。花1-6朵,多排列成伞房花序,黄色,一年中随着茎的延长生长,腋花序不断形成,花自茎基向茎尖陆续开放,开花期4月上旬至10月中下旬。果实为蒴果,待种子成熟时,室背开裂,将种子弹出撒落地面,种子当年即可萌发自然繁殖。根系发达,主根细长,主根上分布有大量的纤维状根系。

3 野生黄花三叶草生长特性研究

3.1 茎的生长

3.1.1 样方选取

野生黄花三叶草主要分布在校园绿篱附近的零散空地、行道树林间空隙地、白花三叶草草坪退化地和宅旁、路边等裸露地,尤其在庭园内栽植的绿化树种大叶黄杨、月季的零散空隙地和白花三叶草坪退化的裸露地等区域广泛分布,生长旺盛。与黄花三叶草混生的杂草主要有车前、蒲公英、麻雀眼、斑地锦、苦菜和狗尾草等低矮杂草。

根据野生黄花三叶草在校园内的分布状况,研究区选择在退化白花三叶草坪裸露地(校园水利工程综合实训场:灌溉白花三叶草坪草时有一定的浇灌)和庭园绿化零散空隙地(校园西教工住宅区:大叶黄杨、月季等零散空隙地,无灌溉,任其自然生长繁殖)。分别在上述两处选择长势中等茂盛、自然繁殖形成的野生黄花三叶草样方地80×60 cm2,在每个样方内按均匀分布形式选取野生黄花三叶草6株,于2014年3月至2015年11月观测和测试不同时期各样株的生长指标。

3.1.2 枝茎年生长

通过两年的实地调查测定,结果表明:野生黄花三叶草自每年3月上旬开始生长,至4月中下旬,主茎各节的腋花芽自下而上逐渐形成伞房花序并陆续开放。当主茎高达15-20 cm后,即开始逐渐匍匐地面转化为匍匐茎,之后主茎生长的速度明显加快,至6月中下旬总长度可达30-40 cm。匍匐茎节间较长的第7-15节,其中一个侧芽萌发形成吸附于地面的不定根,其余侧芽萌发后形成1-2条新的直立茎,每株三叶草地上部分茎的总数量剧增至8-16条。新生的直立茎长势旺盛,枝条长短差异较大,在枝条较短的第1节处又会最早萌生出新的侧枝,于7月下旬至8月上旬第1节处形成1-2个长达3-8 cm的枝条。至10月上旬主茎上第16-20节的梢头部分,节间长度明显较短,各节侧芽萌发仅形成2片新叶,并且一叶柄长达5-7 cm,另一叶柄短仅2-3 cm。据观测,叶柄长的叶片约于10月下旬凋落,而叶柄短的叶片在11月中下旬凋落。实测匍匐茎枝条的总长度见表1,统计各样株每年形成的枝条总数量见表2。

通过对表1、表2的实测数据采取单因素方差分析的方法,以95%的可靠性判断不同环境条件对枝条生长和枝条数量有无显著影响。通过方差分析计算,匍匐茎均方比和枝条数量均方比F均小于F0.05,所以不同样地对野生黄花三叶草匍匐茎长度和枝条数量均无显著影响,说明野生黄花三叶草的生长受环境条件中水分条件的影响极小,极耐干旱,对环境的适应性强。野生黄花三叶草的匍匐茎生长速度快,分支数量多,在匍匐茎上多次分级形成不定根和多级分枝,使得地上部分能从土壤中吸收到更多的水分和养分,所以生长速度快,枝条茂密。

表1 野生黄花三叶草各样株匍匐茎长度测定表

表2 野生黄花三叶草各样株枝条总数测定统计表

3.2 开花习性与生长蔓延

两年的观测结果表明:野生黄花三叶草的花期为4月上旬至10月下旬,边生长、边开花、边结果,花期长达7个月,观赏期长。通过匍匐茎上形成的多处不定根和种子在一年中的多次萌发繁殖,至8月上中旬其覆盖度可达80%以上。随着后期的继续生长蔓延,覆盖度不断增高,覆盖面积在周边区域进一步扩大。根据实地调查:2015年8月中旬,校园内黄花三叶草因其自然生长零散分布的部位较2014年增加了6处,且集中分布的花园边缘、校园绿化的乔灌木林间空地、行道树边缘的部分空隙地及庭院周边等处,经人工适度干预(主要为除草)后覆盖面积比2014年同期增加了约3.5倍,其覆盖度均在85%以上,使大量的裸露零散空隙地自然复绿。

3.3 叶片分布

据观测:6-10月份,野生黄花三叶草的枝条匍匐网络覆盖地面后,其生长高度平均为5-8 cm。在地上部分的直立茎和匍匐茎的每节处形成长短各异的枝条以及各节处叶柄长度差异较大,短叶柄2-3 cm,长叶柄5-7 cm。各叶片相对分布于同一平面,叶片排列整齐,受光均匀,叶片大小接近一致,具有极佳的观赏价值。

3.4 根系生长

2015年11月下旬,通过实测6个样株根系,其分布特征为:野生黄花三叶草地下部分根系沿水平方向分布,根系主要为匍匐茎各节处形成的不定根,在匍匐茎上每隔2-3.5 cm处形成对生侧根,其中一条侧根粗而长,与主根连接处根径为0.8-1.2 mm,其上分布的须根少,仅3-6条;另一侧根极细,与主根连接处根径在0.2 mm以下,分布有密集的纤维根,并且在根梢部纤维根分布的密度明显增大,呈3-4级树枝状分布。根系集中分布的深度约12-15 cm,以不同形状多级分布的形式网络固持着土体,当母株衰老死亡或茎被切断后,匍匐茎地面以下分布的根系可促其形成新的独立植株,所以自然繁殖力极强。

4 结论

两年的观测研究表明,野生黄花三叶草春季生长早,其萌芽时间与蒲公英、荠菜等野生植物相近,在早春即可迅速生长覆绿,增加地面的覆盖度和点缀景观环境,一年中绿期可长达8个多月,具有对环境的适应性极强、生长速度快、自然繁殖力强、覆盖度高、根系发达等特性。汛期6-9月份,大面积的裸露地、庭院绿化中形成的大量空隙地、人工建造草坪退化的裸露地、排水沟边坡以及林间空隙地等处的覆盖度可达85%以上,加之匍匐茎和根系的固土作用,可有效的减缓地表径流的汇集与地表的冲刷侵蚀,对于改善生态环境、防止人工建设单一草坪出现后期退化现象具有特殊的作用。开花期长,叶形整齐美观,具有特有的美化环境和增加景观观赏层次的意义。

在生产建设项目生态恢复过程中,通过筛选当地有益的野生灌草地被植物,使其与人工种植的植物种类进行合理组合,或通过保护人工建设植被群落中自然繁殖的有益野生地被植物资源,既可提高生物群落的生态安全性,保护生物的多样性,加快生态改善和有效控制水土流失,也可防止纯粹人工复绿出现的植被自然退化现象,以形成具有地方特色的更加稳定的生态系统类型。如北京市筛选的16种表现良好的野生地被植物,已得到大范围的推广应用,绿地上随处可见各种野草。从长远的角度看,保护与合理利用野生地被植物资源,对于进一步研究和开发其多方面的价值也具有重要意义。

[1]刘 胜,陈胜利,高 飞.基于恢复生态学的生产建设项目水土流失防治[J].中国水土保持,2014(2):13-15.

[2]王治国,李世锋,陈宗伟.生产建设项目水土保持设计理念与原则[J].中国水土保持科学.2011,9(6):27-31.

[3]王青兰.两种野生地被植物的生态修复效果研究.山西水土保持科技,2010(1):26-27.

Q948

A

1008-0120(2017)01-0011-03

山西省水利厅水土保持补偿费研究项目“生产建设项目边坡近自然生态修复试验研究”

2016-12-30

王青兰(1960-):女,硕士,副教授;通讯地址:山西省运城市盐湖区安邑庙风西路34号,044004

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