15种园林植物在大同地区的引种适应性研究

刘凯英 魏晓菲

绿化植物在城市生态系统平衡中起着重要作用，在城市建设中筛选与定植一些抗逆性强、养护成本低的乔、灌、花卉品种尤为重要。在干旱和半干旱地区，需要充分挖掘植物抗旱性和水分利用率的潜力，科学评价植物的耐旱节水性，为合理配置绿化植物、减少灌溉提供科学依据。利用耐旱的植物资源，在完全依靠自然降水的条件下，营造可持续的园林绿化景观[1-2]。

1. 全年日平均气温变化

大同市位于山西省最北部，为毛乌素沙漠延伸地带，属典型的中温带大陆性季风气候，干旱现象较为普遍，平均海拔在1 000～1 600 m之间，同时受水质、土壤、水资源短缺等条件限制，绿化植物种类不丰富，属典型的生态脆弱区[2-3]。截至目前，大同市建成区绿化覆盖率、绿地率和人均公园绿地面积分别为43.73%、39.61%和16.3 m2，建成区绿地总面积约50 km2，消耗性灌溉量非常大，绿地需水量不断增加与大同的水资源短缺形成鲜明对比，城市绿化树种的抗性和灌溉的水分利用率问题成为主要的研究内容。目前，城市绿地节水技术主要集中在工程节水（节水灌溉）和农艺节水（覆盖等减少蒸发的技术）方面，当二者达到比较协调的水平后，绿化植物自身的抗旱节水能力就更为重要[1]。随着我国城市化步伐的不断加快，城市宜居环境的营建、生态环境的改善、居民生活质量的提高等迫切要求高质量的园林绿化建设[4]。因此积极引入并筛选适宜大同地区种植的抗逆性植物种类，不仅可以建设节约型园林绿地，同时还可以丰富大同地区园林植物的种类，形成美丽的园林景观。

本文选取15种耐寒、耐旱、低成本管护、低修剪自然成型、生命力强、病虫害少的植物品种进行适应性研究，研究其抗逆生理生化指标，并综合分析其对大同地区环境的适应性与景观价值。本研究对丰富大同地区城市景观、科学配置园林绿化植物、增加城市植物多样性和节约水资源具有重要的理论和实践意义，旨在将科学的栽培技术理论体系推广应用到大同市园林绿化建设中。

1 研究地概况

试验基地位于东经113°15’，北纬40°01’，年降水量500～600 mm，80%的降水量集中在6～9月，土壤条件均一，都为碱性壤质粘土。对试验地全年日平均气温指标进行统计（图1），5～8月温度逐渐上升，7月26日最高温达35.2℃，9～12月温度逐渐下降，12月31日最低温达-24.64℃。

2 材料与方法

2.1 植物材料

表1可见，植物材料包括：3种地被植物：荆芥、藳本、石刁柏；9种灌木：鞑靼忍冬、栓翅卫矛、欧李、互叶醉鱼草、香荚蒾、白雪果、胡枝子、郁李、西部沙樱；3种小乔木：松柏柽柳、红太阳李、密枝红叶李。

2.2 研究方法

（1）形态特征、重要物候期和病虫害观测：引种材料按植株大小确定株行距，定植于西韩岭试验基地，对植株地上部分进行修剪，浇2～3次透水，待引种植物成活后，进行灌溉、整地松土、移苗、除草、修剪、喷施石硫合剂等常规栽培管理。气温由试验基地气象站24小时监测。引种植物进入萌动期后，开始记录植物品种的物候期（直至落叶期结束）、生长状况、适应性、不同季相中的异常变化和病虫害发生情况。同时拍照，结合记录数据，围绕相关植物本身的特性表现以及外观情况进行分析。

（2）生理生化指标测定：选取展叶期的5月10日、生长期的7月26日、落叶末期的10月14日，平均气温分别为18.1℃、27.8℃和2.9℃，于上午8：30～9：30、晴朗无风天气，用Li-6400便携式光合蒸腾仪连续重复测定15种引种植物的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）。每种植物选取长势一致的3个植株作为重复，选当年生并且已经发育成熟的叶片进行测定，测定过程中维持叶片正常的生长角度。相对电导率测定采用电导率仪法；丙二醛（MDA）含量的测定采用硫代巴比妥酸显色法；超氧化物歧化酶（SOD）活性指标测定选择核黄素-NBT法；过氧化物酶（POD）活性测定选择愈创木酚比色法[5]。

表1 引种植物一览表

表2 地被植物的重要物候期观测

（3）数据处理：用Excel计算不同品种植物的生理生化数据平均值，再用SPSS统计分析软件对各指标进行单因素差异显著性分析。

3 结果与分析

3.1 形态特征、重要物候期和病虫害观测

结果表明（表2～5），15种引种植物都具有生长旺盛、落叶迟、观赏性强等优点，原有生物学特性未发生改变，都可露地越冬，能够适应大同地区的露地栽培环境，具有较好的景观效果。观测期内，只有密枝红叶李发生了稠李巢蛾（yponomeuta evonymallus）的虫害，喷洒溴氰菊酯后虫害消失，其他植物均未发生病虫害。

3种地被植物（表2，表4）为多年生宿根植物，都可在大同露地越冬。萌芽期都在4月中下旬，萌蘖力和成枝力都比较强，荆芥开花早，花色为蓝色，花期长，在11月份仍有花开放；藁本虽开花时间较晚，但花色和花序观赏性强，深绿色羽状叶形也较特别；石刁柏的鳞状叶片和红色的果实具有极强的观赏性，且春天嫩茎可食用。

12种灌木和小乔木（表3，表5）都可露地越冬。郁李、欧李和西部沙樱为早春花卉；胡枝子萌芽较晚，花期为夏季；白雪果、互叶醉鱼草、松柏柽柳花期景观性强且落叶期较晚；鞑靼忍冬的红色果实，是装饰夏秋景色的极好材料；栓翅卫矛萌芽期较早，秋天叶色变红具有极强的景观效果；红太阳李和密枝红叶李为彩叶树种，养护管理简单，可以弥补园林绿化中彩叶树种的缺乏。

3.2 生理生化指标

表3 灌木和小乔木的重要物候期观测

表4 地被植物性状观测

表5 灌木和小乔木植物性状观测

2. 引种植物叶片相对电导率的变化

3. 引种植物叶片丙二醛含量变化

（1）相对电导率

由图2可知，引种植物随着季节的变化，叶片相对电导率均有不同程度的升高，但动态变化及增加幅度明显不同。其中，灌木植物中增加最大的是郁李和香荚蒾，分别增加了49.55%和46.95%；增加最小是鞑靼忍冬和密枝红叶李，分别增加19.09%和20.48%。地被植物中荆芥增幅最小，为12.75%。结果表明，在变化的环境中，不同植物品种表现出了显著差异，鞑靼忍冬和密枝红叶李受到的伤害不严重。

（2）丙二醛含量

当细胞膜过氧化程度加剧时，产生的丙二醛会增多。由图3可知，随着环境温度的变化，小乔木红太阳李、灌木香荚蒾增幅最大，分别增加了565.68%、446.34%；小乔木密枝红叶李和灌木鞑靼忍冬增幅最小，分别增加了106.66%、27.9%；地被植物增幅差异性不显著。结果表明，红太阳李、香荚蒾受逆境影响程度较大，对环境变化比较敏感，鞑靼忍冬、密枝红叶李受影响较小。

（3）SOD活性

SOD是防止细胞膜受到伤害的关键酶，在植物当中，其SOD酶活性越高，那么也就意味着其抗氧化的表现越好。由图4可以看出，随着温度升高，植物以提高SOD活性来抵抗逆境，到10月份，随着温度降低，降水量减少，植物SOD活性也随之降低，都呈先升高后下降的趋势。其中，灌木栓翅卫矛、互叶醉鱼草、鞑靼忍冬和小乔木密枝红叶李的总体SOD活性增加程度最大，分别为588.14%、104.58%、79.43%、62.77%，表明抗性最强。地被植物之间差异性不显著。

（4）POD活性的影响

POD可防止过氧化物对细胞膜的伤害，其活性的变化与植物的抗性相关。由图5可以看出，引种植物的POD活性都呈先升高后下降的趋势，其中灌木栓翅卫矛、互叶醉鱼草、鞑靼忍冬和小乔木松柏柽柳总体增幅最大，分别为94.19%、85.60%、69.17%和70.96%；地被植物中藁本总体增幅最大，为130.58%，表明抗逆能力较强。

（5）光合指标变化

叶片净光合速率、蒸腾速率等这些光合指标一方面决定于植物生存的外部环境，包括二氧化碳浓度、环境温度、光照以及各类水分的情况，另一方面，也与其内部构造，包括相关酶的含量和活性、电子传递情况等息息相关[5]。综合外部环境和内部构造的情况，考虑到季节的特性，植物也会有对应的生物特征表现，如植物在逆境下的持续生长力[6]。

由图6～8可以看出，各类植物品种在季节上也表现出了比较显著的光合速率、蒸腾速率和水分利用效率差异。15种园林植物的净光合速率和蒸腾速率均为7月最高，10月最低，且不同月份差异显著。其主要原因在于7月受气候影响，无论是环境温度还是光照都处于较高水平，降水量也较多，因此7月有利于植物的代谢作用、光合作用、蒸腾作用的高效进行，10月份开始，气候转入秋冬季节，无论是环境温度还是光照强度都有所降低，进而影响到植物的本身生理活动，进一步削弱其光合作用表现。水分利用效率说明了植物在该区域应对干旱胁迫的能力，如在正常降水量情况下，水分利用效率越低，植物节水能力就越强；如在干旱情况下，抗旱植物比不抗旱植物品种水分利用率高。

从差异程度看，互叶醉鱼草、胡枝子和栓翅卫矛的蒸腾速率在相同环境下低于其他品种，说明具有较好的节水性和耐旱性，更能适应水分相对缺乏的环境。从旱季5月和10月的数据来看松柏柽柳、互叶醉鱼草、栓翅卫矛的水分利用率，都维持在一个较高水平，虽生长缓慢，但抗旱能力强。地被植物中荆芥水分利用效率高，抗旱能力强。

4. 引种植物叶片SOD含量变化

5. 引种植物叶片POD含量变化

3.3 生态适应性评价及应用建议

植物的正常生长建立在与之适应的环境基础之上。因此在选择相关的绿化植物时，需要根据不同植物在对外部环境需求的不同进行综合考虑，以便能够选择最适宜当地环境的植物，做到适地适树[7]。根据引种植物在试验地表现出的生物特性，基本都表现出较强抗逆性，能够适应大同地区综合的外部环境，因此可普及到全城绿化种植中去。

欧李、白雪果和西部沙樱是做绿篱的上好材料，能够成片栽植或种植在道路中间的隔离带，也能够放置在花境中后层次，可观叶，也可观果；互叶醉鱼草枝繁叶茂，适应性强，自我繁殖能力强；红太阳李和密枝红叶李乔灌皆宜，色彩鲜艳亮丽，可与常青树种合理配置，形成景观效果，且红叶密枝李抗旱性较高、具有节水性，在城市园林绿化中可以广泛运用；栓翅卫矛在春季抽出红色嫩叶，夏季逐渐生长转变成亮绿色，秋天再次恢复红色，冬季红色果实挂满枝头，小枝上有少见的木栓翅，是优良的观叶、观花、观果植物，适宜多种种植形式，如林缘、草坪、庭院中，宜孤植、群植，还能够应用到道路绿化中去；香荚蒾和郁李是优良的早春观花灌木；胡枝子和松柏柽柳枝条细柔，开花颇为美观；松柏柽柳具有发达的主根，抗盐碱、抗干旱，可以在养护较粗放的郊区绿化中广泛应用；鞑靼忍冬是优良的观花和观果灌木，抗旱能力强，可片植、带植或花篱。

三种地被植物是优良的节水植物，可大面积种植，养护简单。荆芥花期长，从夏季开到秋季，自我繁殖能力非常强，蓝色花片植观赏效果优美，可应用于公园广场、假山旁、道路边；藁本白色花，低矮、茂密、生长旺盛，具有优美的叶姿，是不可多得的地被植物；石刁柏花期不长但叶形优美，并且生长周期较短，可观叶观果，绿化作用突出，嫩茎可食用，也可以作为经济作物。

6. 引种植物叶片SOD含量变化

7. 引种植物叶片POD含量变化

8. 引种植物叶片水分利用效率变化

4 结论

（1）引种的园林植物均能够在试验基地的生态环境中正常生长，从物候期观测和四季景观效果比较，15种园林植物中除胡枝子之外，萌芽时间都较早，萌蘖力强，各自具有独特的观赏性，易自然成型，都可露地越冬，不需特殊的越冬保护措施；（2）通过对引种植物生理指标的测定，12种乔灌木植物均具有良好的抗逆性，其中鞑靼忍冬、互叶醉鱼草、栓翅卫矛和密枝红叶李抗逆性强于其他品种；3种地被植物均具有较强的抗性生理特点。互叶醉鱼草、胡枝子、栓翅卫矛和藁本的抗旱节水能力优于其他品种；（3）通过对引种植物光合速率、蒸腾速率和水分利用效率指标的测定，可多选用如松柏柽柳、栓翅卫矛、互叶醉鱼草等节水型植物，同时可根据极具观赏性的叶色和花色，在道路绿地以及公园等处广泛应用；（4）15种园林植物在栽培、养护管理上比较粗放，与杂草竞争能力强，浇水不宜太勤太多，春季施有机肥一次，病虫害防治把握好春季广谱性打药。

在城市园林绿化中，植物有着至关重要的作用，尤其是节水型园林，更需要科学选择植物搭配[8]。植物受到环境的影响通常集中表现在形态、生理生化等众多指标上，因此植物的适应性评价是对其有效综合指标进行分析判断。综合性状越好，适应性能力越强。从15种引种植物生长状况、重要物候期和生理生化指标综合来看，均十分适应大同较为严酷的生存环境（土壤干旱胁迫、大气干旱胁迫、最低温和最高温）。在高温和干旱的季节，15种引种植物通过调节抗性酶活性来增强适应性。从水分利用效率来看，15种植物均在干旱季（5月、10月）维持在较高水平，栓翅卫矛、胡枝子和松柏柽柳等植物更是该区域抗旱节水植物中的优秀代表，对抗旱节水型园林城市的建设会发挥更大的作用。