伊朗荒漠化防治中的植物应用及其造林模式

2023-05-30刘虎俊刘淑娟万翔刘开琳李菁菁王方琳袁宏波SalmanZare

防护林科技 2023年2期

刘虎俊刘淑娟万翔刘开琳李菁菁王方琳袁宏波 SalmanZare

摘要伊朗气候和土地类型多样，孕育了丰富的荒漠植物资源，与我国西北干旱地区有部分相似，研究其荒漠植物可为我国荒漠种质资源引进提供参考。伊朗干旱荒漠占全国土地面积的87%，荒漠化防治研究和利用较多的植物有44种，其中耐盐植物占40.00%，沙生植物种占34.29%，适宜石质土地生长的植物种占14.29%。与我国荒漠化治理应用植物种的相似度为20.45%，属的相似度为70.45%。柽柳属（Tamarix）有78.26%的种可供我国引种。伊朗是具有潜在荒漠种质资源引种地，其戈壁和洪水截流造林成功模式对我国荒漠化防治也具有参考价值。

关键词伊朗；荒漠；植物资源；相似性；应用

中图分类号：S722.7文献标识码：Adoi：10.13601/j.issn.1005-5215.2023.02.017

伊朗是“一带一路”重要国家，是中东地区最大的经济体之一[1]，也是世界干旱半干旱区资源利用成效较大的国家，与我国有悠久的交流历史。伊朗是重要的干旱农作物起源地之一，农业历史已有12000年，培育出许多重要的农作物种，国内对其农业格局和发展多有研究[1，2]。伊朗气候变化也影响我国新疆等地气候条件[2，3]。研究其植物资源对我国干旱半干旱区资源保护和利用具有重要参考意义。

伊朗地处低纬度，热量充足，北部春夏秋季较为凉爽，冬季较为寒冷；南部夏季炎热，荒漠带占全国土地面积的87%[4]，西部和西南部是宽阔的扎格罗斯山山系，仅西南部波斯湾沿岸与北部里海沿岸有小面积的冲积平原。中部高原和东部分布大面积干旱荒漠草原、盐渍化土地和沙漠。伊朗南部沿海地区属沙漠性气候和半沙漠性气候，干热季节可持续7个月，冬季温暖且湿润，降水也往往形成于此时，这和北下的冷空气有关系；夏天处于副热带高压的控制下，气温很高，且降水不多[5，6]，加上种类多样的地形，孕育了丰富的植物资源[4，5]。伊朗沙漠事务局（BureauofDesertAffairs）确定17个省份为“荒漠化地区”，这些省份的人口约占总人口的70%。国内外对伊朗荒漠格局[5，6]、荒漠化成因[7，8]及荒漠资源利用进行了研究，提出了适宜荒漠区利用的植物资源[5，9]，国内对伊朗荒漠植物资源的研究较少。伊朗地处低纬度，热量充足，加上种类多样的地形，形成了多种优良作物，为世界提供了优良种质资源[10]。我国的苜蓿、石榴和葡萄都引自伊朗[11]。伊朗分布许多植物种与我国西北干旱区相似，如胡杨（Populuseuphratica）和梭梭（Holoxylonammodendron）[12，13]。因此，研究伊朗的荒漠区资源植物及其造林模式，可为我国植物种质资源引种提供依据。

1伊朗荒漠化防治引用的植物

在植物地理区系分区中，伊朗主要属于泛北极植物区的伊朗-土兰地区[14]，荒漠区以温带植物为建群种，兼有暖温带植物和亚热带植物，属于温带亚洲分布和地中海区至中亚分布及其变型，常见的植物有梭梭属（Haloxylon）、驼蹄瓣属（Zygophyllum）、柽柳属（Tamarix）、沙拐枣属（Calligonum）、牧豆树属（Prosopis）和仙人掌属（Cactus）等；有泛热带分布及其变型，如朴树属（Celtis）；旧大陆热带分布及其变型，如合欢属（Acacia）[5]。植物种较多的属有柽柳属23种[9]、滨藜属（Atriplex）16种和沙拐枣属10种[5]。

伊朗应用较多的荒漠植物有44种（表1），其中乔木和小乔木有11种，占25.00%；草本有2种，只占4.55%；灌木占70.45%。这些植物种包括了温带、暧温带、热带和亚热带植物。温带植物占54.55%，暧温带植物占20.45%，热带植物占13.64%，亚热带植物占11.36%。这些植物分属杨柳科（Salicaceae）、木麻黄科（Casuarinaceae）、夹竹桃科（Apocynaceae）、蔷薇科（Rosaceae）、豆科（Fabaceae/Mimosaceae）、胡頹子科（Elaeagnaceae）、苦木科（Simaroubaceae）、柏科（Cupressaceae）、鼠李科（Rhamnaceae）、菊科（Asteraceae）、麻黄科（Ephedraceae）、蒺藜科（Zygophyllaceae）、蓼科（Polygonaceae）、禾本科（Graminiaea）、柽柳科（Tamaricaceae）、藜科（Chenopodiaceae）、莎草科（Cyperaceae）、桃金娘科（Myrtaceae）和桑科（Moraceae）等19个科。植物属（种）数量只有豆科有10种植物，藜科8种，其余各科植物是2种或1种。适应区域较广的植物种有银顶白蜡蒿（Artemisiasieberi），在全国46%的地区都可分布，还有沙枣（Elaeagnusangustifolia）、刺槐（Robiniapseudoacacia）、臭椿（Ailanthusglandulosa）、南欧紫荆（Cercissilliquastrum）等适宜生长区域也相对较大。

从适宜土壤可分为耐盐植物、沙生植物和耐贫瘠石质土壤的植物。其中耐盐植物较多，占40.00%，代表植物有胡杨、南欧紫荆、赤桉（Eucalyptuscamaldulensis）、板足驼蹄瓣（Zygophyllumeurypterum）、盐生白刺（Nitrariaschoberi）、灌木状碱蓬（Suaedafruticosa）、白茎蓬（Seidlitziarosmarinus）、盐花蓬（Halanthiumraiflorum）、柔黄花牧豆树（Prosopisjuliflora）、Artemisiasieberi及木麻黄属（Casuarina）、柽柳属、猪毛菜属（Salsola）、滨藜属植物。

沙生植物种有Ephedrastrobilacea、Astragalussquarrosus、Smirnoviairanica、Ammodendronpersicum、Cyperusconglomerates、白茎蓬、Artemisiasieberi、羽毛针禾（Stipagrostisplumosa）、单刺蓬（Cornulacamomocantha）、Cenchrusciliaris及沙拐枣属、梭梭属植物，占植物总数的34.29%。

耐贫瘠石质土壤的植物主要有Amygdaluslycioides、光叶翼蓼（Pteropyrumaucheri）、朴树（Celtiscaucasica）、无花果（Ficuscarica）、柔黄花牧豆树。应用较多的植物种有叙利亚枣（Ziziphusspina-christi）、白茎蓬、盐生白刺、刺山柑（Capparisspinosa）、赤桉、柔黄花牧豆树及合欢属、滨藜属、沙拐枣属、柽柳属、梭梭属、猪毛菜属植物。

2与我国荒漠区植物相似性比较

伊朗大部分地区是荒漠和草原气候[2]，位于撒哈拉-阿拉伯区热带亚热带荒漠，部分地区属于亚洲温带荒漠，与我国西北干旱区有部分相似性。通过两地都有分布的植物与植物总数比值百分数说明中伊两国荒漠化治理应用植物的相似度，种的相似度为20.45%，属的相似度为70.45%（表1）。文献报道[5，9]的伊朗荒漠植物在我国分布种有9种，如胡杨、沙枣、刺槐（人工种植）、臭椿、刺山柑、无花果（Ficuscarica）和盐生白刺等，主要分布在新疆、甘肃和内蒙古西部。同属分布的温带荒漠区常见植物种有沙拐枣、白刺及柽柳属的无叶柽柳（Tamarixaphylla）、多枝柽柳（T.ramosissima）、蜜花柽柳（T.arceuthoides）、刚毛柽柳（T.hispida）和紫杆柽柳（T.androssowii），以及梭梭属的梭梭（Holoxylonammodendron）、白梭梭（H.persicum）等，在我国北方荒漠化防治中大量应用。伊朗适宜中国北方的潜在引种植物种有12种（表2），我国没有分布的一些植物比較特别，如Amygdaluslycioides，在150～250mm降水量可正常生长，是贫瘠的石质山地优良水土保持树种。我国荒漠区的驼蹄瓣属（Zygophyllum）都是草本植物[15]，而Zygophyllumeurypterum则是枝条柔软呈藤本状的灌木，高度可达1.5～2.0m，种子和插条都可以繁殖，是干旱区荒漠草地重要的植物种。我国分布的滨藜属植物多为草本[15]，而伊朗的盐碱地治理所用滨藜属植物种有1年生、多年生和常绿灌木，耐盐渍和黏性土壤，是有潜在利用价值的草地荒漠化治理植物。波斯银砂槐（Ammodendronpersicum）平均高度约为2m，最高可达到6.8m，适应沙地、盐碱地和钙质土壤，适宜气温为-10～51℃，可种子繁殖，羊和骆驼喜食其叶和种子，是荒漠草地的建群植物种。柔黄花牧豆树适应贫瘠、粗质和盐渍地，其木质坚硬，是经济价值较高的家具用材，树皮可用于鞣革，羊等家畜喜食其花果叶，是一种利用价值较高的树种。另外，赤桉和木麻黄属、合欢属植物在我国南方亚热带区有分布或人工种植。

3荒漠区造林模式

伊朗在荒漠区风沙危害严重区域植树造林以保护村镇、居住生活设施、交通通信设施等。流动沙丘造林方式有直接造林、喷撒沥青固定流沙造林，也根据区域环境特征，采用相应工程措施造林。其中戈壁积沙造林和洪水截流造林都是利用了区域风沙优势和山区流水特征而开展的，取得了良好效果。

3.1戈壁积沙造林

戈壁由粗砂和砾石组成，地势起伏平缓，表层覆盖砾石，渗透性极好，温差大，保水保肥性极差，风大沙多。为了减少风沙危害，伊朗科技人员应用戈壁开沟造林方法，提高了造林成活率，形成了戈壁防风固沙林。

这种造林方法是在造林地开沟，利用自然风力在沟内积沙尘，使植树沟内的土壤条件得到改善，创造有利植物生长的小环境。开沟方向与主风向垂直，全年起沙风向以偏西风和西北风为主，则沟向为东北和东南方向，开沟要直并互相平行。根据具体情况确定沟间距离，一般采用100m沟距，也有缩小沟距进行多带配置。沟宽50～100cm，深50cm，挖出的土堆放在下风侧沟边上，断面堆成梯形。开沟时间要在造林前1～2年的秋季进行，经过冬春2个风季，风将细沙吹到沟内，等积沙厚度超过30cm就可以造林了。造林采用常规栽植方法，于每沟内植树1行，根据树种确定株距，造林树种主要是柽柳和梭梭。戈壁开沟积沙造林有利于蓄水保墒，造林效果显著。

3.2洪水截流造林

伊朗的山地面积大，极易有暴雨发生，土壤侵蚀和泥石流等自然灾害多发。为了防止水土流失，提高水资源利用效率，伊朗加强了洪水利用模式、水土保持及河流泥沙的研究和治理，并取得了一定的成绩。其中洪水溢流坝工程是一项水土保持和洪水利用综合模式。这是一种截留暴雨形成的径流，并且安全分散，提高偶尔高强度降水的经济利用水资源的模式。通过观测洪水流经路线，在适当位置修筑半封闭水坝，截留一部水，在其下游一定位置再修一条半封闭水坝，这样依次修筑若干条水坝，沿河道形成水坝群，将洪水分散截留，使其梯次下泄，形成若干水塘或淤积地，减轻洪水灾害。同时，截留也增加了洪水下渗率，提高了下游地下水位，改变了流域水资源的分配模式，充分利用了有限水资源。

根据造林目标，通过这种溢流坝拦截洪水，在坝地及其周围植树造林。也可利用水源蓄水，抽提灌溉造林。根据地形，溢流坝设计为半封闭式多级淤地坝，自然集水坡面能有效截留地表径流，减少水土流失，形成淤坝地。在坝地造林，林分郁闭后不仅保持水土，也成为水源涵养林，调节雨水。另外，也可以在水塘周围造林，这种造林模式有效控制了山区的水土流失，减少了河流泥沙，削减了洪水危害，为流域内的林业生产提供了有利条件。

4讨论与结论

伊朗荒漠主体部分属于撒哈拉-阿拉伯区热带亚热带荒漠[16]，15%的土地呈盐渍化，盐漠面积相对较大，60%的耕地受风蚀影响，大面积分布盐渍地、裸地和岩漠，沙漠面积相对较小[6]，在地下水较高和泉水涌出的地方出现绿洲[5]，植物种集中分布。伊朗高原全年盛行大风，夏季以北风或西北风为主，冬季以东风或东北风为主，在内陆、美索不达米亚平原和里海沿岸都有着相当强的“焚风”效应。在炎热的下午地面急剧升温还会引发沙尘暴，地方性风中最为有名的是锡斯坦的“一百二十日风”（Windof120days）。这些严酷的地理和气候环境限制了植物分布，加之海陆位置作用，形成了特殊的植被类型。

伊朗的干旱荒漠带植被占全国土地面积的87%，分布有丰富的荒漠植物种[17]，植物资源约有190属8500～9500种植物，其中2324种在伊朗本土广泛应用[18]。荒漠区研究和利用较多的植物有44种，在干旱区营林计划中取得显著成效的植物品种有22种[19]～35种[5]，分属19科，这些科的植物种多为少种属。这与我国沙漠地区的植物属（种）单一的特征相似[20，21]。伊朗应用的荒漠植物种与我国西北干旱区有相似类型，特别是新疆及河西走廊地区有部分相似性，荒漠区应用较多的植物9种，在新疆、甘肃和内蒙古西部分布[12，13]。植物地理学分析中，地中海区、西亚至中亚分布是中国干旱荒漠区植物区系的同类型属中比例最高的[21]，与伊朗荒漠的植物地理区系类型相似。柽柳属植物适应盐碱土壤，是盐渍化土地生态建设的常用植物，我国有18种2变种[22]，伊朗分布23种[9]，其中两国都有分布的种有5种，还有78.26%的种可供我国引种。另外，伊朗所使用植物有些种比较特别，可供我国荒漠区引种应用。如驼蹄瓣属[23]的藤本灌木Zygophyllumeurypterum，1年生、多年生和常绿耐盐渍和黏性土壤的滨藜属植物，还有适应我国南方亚热带区的木麻黄属和合欢属植物种，这些植物种是具有潜在引种价值的植物种。

伊朗进行了大范围的防治荒漠化工作，采取了化学、生物固沙，营造防风防沙林[24]。造林方式以分植物种采取相应措施，草本植物治沙有移栽也有直播，而乔灌木治沙则是苗木移植，流动沙丘造林方式有直接造林、喷撒沥青固定流沙造林[6]。流沙地造林不整地，而戈壁和洪水沟造林，进行开沟和淤地坝工程。戈壁积沙造林则利用风沙活动规律，在种植沟积沙，改善了土壤条件，提高造林成活率。这种模式在我国的戈壁造林中也得到证明，效果良好[25，26]。建立大坝是伊朗防止水土流失的重要方法[27]，溢流坝淤地蓄水造林，提高了水分利用率，增加了造林成活率，也降低了洪水的灾害，取得了防洪和蓄水造林双赢的效果[28]。

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收稿日期：2022-10-12