河岸生态修复草本植物应用的抗旱性研究——以河北省石家庄市滹沱河流域为例.pdf

山西林业1980年创刊12023年第4 期总第2 8 5 期doi:10.3969/j.issn.1005-4707.2023.04.021河岸生态修复草本植物应用的抗旱性研究以河北省石家庄市淳沱河流域为例孙培（中铁十二局集团第三工程有限公司，山西太原0 3 0 0 2 4）【摘要】对河北省石家庄市淳沱河流域2 4 种草本植物抗旱性进行了综合评估。经过实验对照分析得到这些草本植物综合抗旱性评价排序，为该流域生态修复工程选择草种植物组合提供了科学依据。【关键词】河岸生态修复；草本植物；抗旱性【中图分类号】X503.233【文献标识码】C【文章编号】1 0 0 5-4 7 0 7(2 0 2 3)0 4-0 4 4-0 21基于生境特点的草本植物初筛本研究针对沱河河道干旱生境特性，以本地常见草本植物为评估对象，建立多层级评价因子，在理想状态下初步筛选出细茎针茅、紫花首、糙叶黄芪等2 4 种草本植物作为河岸栽植实验的植物材料。2实验方法与材料2.1实验方法实验通过测定样方内植物高度变化(H)、叶片相对含水量变化(LRWC）叶片干物质含量（LDMC）、根冠比(R/S)等指标,分析在干旱条件下各草本植物的生理指标变化，利用层次分析法求得综合抗旱性排序。并在此基础上，使用聚类分析方法研究出较为合理的草本植物推荐组合。2.2实验材料宿根亚麻、垂盆草、狗牙根、石竹、蒲公英、车前、马蔺、细茎针茅、萱草、紫花首、糙叶黄耆、米口袋、结缕草、费菜、匍枝委陵菜、地榆、白花草木犀、地锦草、二色补血草、田旋花、亚菊、沙蒿、紫菀、柴胡2 4 种。2.3实验工具小型蒸渗仪、FOM/mts便携式土壤湿度计、30cm木工板、滤纸、垂直标尺、软尺、电子天平、去离子水、蒸馏水、烘箱等。3实验步骤3.1实验分组实验于2 0 2 2 年4 月在河北省石家庄市淳沱河流域修复场地内进行。实验设置栽植样地，实验开始，将小型蒸渗仪安置于样地中。样地内设置3 种不同的水分处理条件，对2 4 种植物进行分组实验。-44-分别包含原生组(DS)：不进行人工补水；工程维护组（CK：即定时定量保证水分补充，维持土壤含水量在1 8%2 0%；限量供水组（ET）：每次充足补水后直至植物出现轻微萎焉再行补水。3.2实验样方栽植将所有草本植物4 月初播种于样地，正常培养10天后，选择长势良好、生长一致的个体进行后续实验。每种植物分别移植在3 个同样的由3 0 cm高木工板组成的1.0 m升床样方，间距8 0 cm，每个样方设置垂直标尺便于观测土壤厚度,栽植植株数量统一。3.3补水及记录实验前3 天对所有样方补水，使土壤达到饱和含水状态。自实验开始起原生组不需要人工补水，连续干旱2 1 天；工程维护组每2 天补充浇水1 次，每次1.0 min；限量供水组待植物出现萎焉情况时进行补充浇水，直至植物得到充分灌溉。3.4维护记录与数据采集研究小组每周记录3 组实验处理后第0、7、1 4、21天的数据。参照标准取样方法，对植物株高、叶片相对含水量、叶片干物质含量、根冠比、土壤含水量等数据取样并记录，以上所有测定指标均重复3 次。植物蒸散量用小型蒸渗仪测定，每日记录数值。4评价方法与结果分析4.1.抗早性综合评价方法实验结果通过对比分析、隶属函数及聚类分析法，分别对2 4 种草本植物抗旱性进行综合性评价。根据实测数据，消除背景差异，提取主成分并确定各因子权重，结合隶属函数法，计算出各草种所有林草科技指标隶数值。最后,将主成分分析结果与隶属函数值计算隶属函数值，通过主成分分析得出权重值加进行合成，即综合评价，评价值越大，抗旱性越强。使权计算得出各个草本植物得分，排序即为综合抗旱性用Excel对计算数据结果进行整理，运用SPSS26.0对评价。结果表明，2 4 种草本植物抗旱性强弱关系为沙24种植物抗旱系数进行主成分分析与权重确定，最后蒿 宿根亚麻 马蔺 地榆 结缕草 萱草 糙叶黄对个别指标进行聚类分析得出植物建议组合模式。耆 米口袋 白花草木犀 亚菊 匍枝委陵菜 垂盆4.2.结果与数据分析草 车前 二色补血草 费菜 蒲公英 狗牙根 石竹4.2.1干旱胁迫下土壤含水量变化、各草本植物萎柴胡 地锦草 细茎针茅 紫花首 田旋花 紫菀。系数与外部形态表现5草本植物的蒸散量与聚类分析实验期间，原生组随时间增长土壤含水量从5.1各草本植物日均蒸散量20.56%下降到2.5 8%，0 4 天下降幅度较大，之后趋于在工程维护组充分供水条件下，保证了草本植平缓。工程维护对照组在此期间的含水量没有明显物蒸散不会受到土壤水分限制，测得蒸散量基本接变化，说明实验达到了渐进干旱胁迫的处理目的。近各种草种的理论最大蒸散量。结果表明，在充分供24种草本植物叶片萎為时土壤含水量变化，其水情况下，宿根亚麻、马蔺的需水量为2.8 6 mm与差异显著（P0.05）,其中紫菀最高，为3.2 8%；蒲公英2.97mm,相较于其它植物更小；细茎针茅需水量最多和狗牙根次之，分别为3.2 5%和3.2 2%；沙蒿最低，为为6.2 8 mm。限量供水条件下,马蔺对水的需求量最1.60%。从萎系数可以看出，沙蒿较抗旱，蒲公英抗小为1.0 4 mm,紫菀对水的需求量最大为4.5 6 mm。旱能力较弱，紫菀抗旱能力最弱。5.2.实验草本植物聚类分组24种草本植物在干旱胁迫的处理下，均出现一对植物蒸散量进行聚类分析，得出需水量具有定程度萎焉情况，每种植物的进程表现不同。马在相似性的植物组合。类聚个数为5 的条件下,需水量第7 天有1 0%的植株外部叶片叶尖泛黄；第1 4 天则相似组合分别为：A：白花草木犀、马蔺;B：匍枝委陵有3 9%的植株外部干枯；第2 1 天部分叶片下垂，外菜、米口袋、糙叶黄耆、地锦草、地榆、宿根亚麻、萱部叶干枯，3.0%植株除心叶外其它叶1/3 以上发黄。草；C：紫菀、细茎针茅;D：蒲公英、紫花首、二色补4.2.2干旱胁迫下2 4 种草本植物各生理指标变化血草、结缕草、狗牙根、费菜;E：石竹、田旋花、垂盆干旱胁迫对2 4 种草本植物的功能特征变化均草、柴胡、车前、亚菊、沙蒿。产生了不同程度影响。与工程维护对照组相比,除了6讨论柴胡，干旱胁迫对其他2 2 种植物的株高以及叶片相6.1草本植物综合抗旱性排序对含水量均产生抑制作用，尤其在第1 4 天至第2 1干旱胁迫可以促进各草本植物叶片干物质量与天最为显著；干旱胁迫对草本植物的根冠比与叶片根冠比，抑制株高与叶片相对含水量，且植物之间存相对物质含量均有促进作用,其中对白花草木犀、地在显著差异，说明不同植物对干旱胁迫的适应对策榆、费菜、二色补血草的根冠比促进作用不显著,对不同。基于主成分分析与隶属函数值相结合的方法，垂盆草以及白三叶的叶片相对物质含量的促进作用可以对目标植物耐旱性进行排序，方便种植选择。不显著。实验到1 4 天后胁迫时间延长，影响更大。6.2.干旱河道环境下草本植物组合推荐4.2.3实验草本植物抗旱性综合评价以聚类分析的组合结果为基础，结合综合抗旱运用主成分分析法，对5 个单项指标进行筛选，性排序,筛选出抗旱性强的草本植物,并且以组合中以特征值均大于1 为参考值,确定主成分个数，并计蒸散量最多的植物需水量为供水条件，根据各个草算不同主成分抗旱指标权重（Wi)。两个主成分特征本植物外部表现形态等级再次归类组合，将表现等值分别是1.8 8 9、1.1 2 7，累计方差贡献率7 5.3 2 2%，能级为同级归为一类。这些组合内植物对干旱胁迫耐有效地反映数据绝大部分信息，符合主成分分析要受性理论上具有一致性，可作为同一群落栽植实施。求。其中第1 主成分包括株高、叶片相对含水量、萎【作者简介】孙培（1 9 8 8-），男，2 0 1 0 年吉林建筑工程蕉系数、根冠比4 项指标，第2 主成分包括叶片相对学院毕业,现任中铁十二局集团第三工程有限公司工程师。物质含量，因子负荷量大，权重也越大。【收稿日期】2 0 2 3-0 7-1 0；【修回日期】2 0 2 3-0 8-1 0。-45-