李 成，彭玉蘭，舒國(guó)成，謝 鋒(中國(guó)科學(xué)院 成都生物研究所，四川 成都 610041)

苘麻在二灘庫(kù)區(qū)消落帶的適應(yīng)性及其意義

李 成，彭玉蘭，舒國(guó)成，謝 鋒

(中國(guó)科學(xué)院 成都生物研究所，四川 成都 610041)

苘麻；消落帶；適生植物；二灘庫(kù)區(qū)

水庫(kù)消落帶已成為水電工程生態(tài)恢復(fù)研究的熱點(diǎn)，而適生植物篩選是水庫(kù)消落帶植被恢復(fù)和重建的基礎(chǔ)。2014年6月，在二灘庫(kù)區(qū)消落帶發(fā)現(xiàn)了一種擴(kuò)散迅速、長(zhǎng)勢(shì)良好的消落帶優(yōu)勢(shì)植物——苘麻(AbutilontheophrastiMedicus)。結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)，分析了苘麻適應(yīng)于消落帶環(huán)境的3個(gè)生物學(xué)特性：①堅(jiān)硬的外殼和輕的蒴果是苘麻種子耐水淹的基礎(chǔ)；②生長(zhǎng)期短是苘麻完成生活史的必要條件；③抗逆性強(qiáng)是苘麻耐干熱貧瘠的關(guān)鍵。苘麻在二灘庫(kù)區(qū)消落帶作為優(yōu)勢(shì)植物出現(xiàn)，為消落帶適生植物的篩選提供了新的選擇，對(duì)金沙江干熱河谷水電站的消落帶植被恢復(fù)也具有一定的參考價(jià)值。

最近20年來(lái)，隨著二灘、三峽、溪洛渡等大型水電工程陸續(xù)竣工發(fā)電，電站運(yùn)行期特有的水庫(kù)消落帶逐漸成為水電工程生態(tài)恢復(fù)研究的熱點(diǎn)[1-2]。水庫(kù)消落帶是一種水位變動(dòng)周期、頻率和強(qiáng)度差異巨大的新生濕地類型，是庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境安全的關(guān)鍵區(qū)域[3]。然而，消落帶生境惡劣，適生植物較少。因此，篩選適宜消落帶生存的植物，成為消落帶植被恢復(fù)和重建的基礎(chǔ)。

我國(guó)科學(xué)家非常重視消落帶植物的實(shí)地調(diào)查和長(zhǎng)期固定監(jiān)測(cè)[4-9]，并且采用模擬水淹試驗(yàn)開展了消落帶適生植物的篩選[10-14]，提出了相應(yīng)的生態(tài)恢復(fù)重建的技術(shù)措施和模式[14-16]。我國(guó)在篩選消落帶植物過(guò)程中，模擬水淹試驗(yàn)占有主導(dǎo)地位，而野外實(shí)地調(diào)查對(duì)于科學(xué)篩選適生植物具有一定的參考價(jià)值[17]。

2014年6月，筆者在進(jìn)行“雅礱江干流中下游河段水電開發(fā)環(huán)境影響”調(diào)研過(guò)程中，重點(diǎn)對(duì)二灘庫(kù)區(qū)消落帶植被開展了野外實(shí)地調(diào)查，在庫(kù)區(qū)消落帶發(fā)現(xiàn)了自然恢復(fù)的長(zhǎng)勢(shì)良好的消落帶植物——苘麻(AbutilontheophrastiMedicus)。2003年筆者在執(zhí)行“攀枝花生物資源調(diào)查”時(shí)，二灘庫(kù)區(qū)剛剛蓄水，苘麻主要在河谷中有零星分布。經(jīng)過(guò)10余年的自然選擇和適應(yīng)，苘麻已經(jīng)成為消落帶植被的主要組成物種了。那么，苘麻的哪些生物學(xué)特征使之成為二灘庫(kù)區(qū)消落帶的優(yōu)勢(shì)適生植物呢？茲依據(jù)野外調(diào)查和相關(guān)文獻(xiàn)初步探討苘麻對(duì)消落帶生境的適應(yīng)性。

1 苘麻的生物學(xué)特性

苘麻是二灘庫(kù)區(qū)的土著物種。該種屬錦葵科苘麻屬，是一年生亞灌木狀草本。苘麻分布廣泛，我國(guó)除青藏高原外，其他各省區(qū)均有分布，是棉花、玉米、豆類農(nóng)田的主要雜草，常見(jiàn)于路旁、荒地和田野間。國(guó)外分布于越南、印度、日本及歐洲、北美洲等地區(qū)。苘麻在我國(guó)有約2 600年的利用和種植歷史[18]。

2 苘麻對(duì)消落帶生境的適應(yīng)性

水庫(kù)消落帶處于水陸生態(tài)系統(tǒng)的過(guò)渡地帶，具有三個(gè)主要的生態(tài)特點(diǎn)：①水陸交替，冬水夏陸。因此，消落帶的植物必須耐水淹。②貧瘠。坡面無(wú)土壤層覆蓋，水分匱乏，缺少植被生長(zhǎng)所必需的土壤條件和養(yǎng)分條件，植物必須耐貧瘠。③干熱。在陽(yáng)光直射下，巖石表面溫度高，植物必須耐干熱[15]。消落帶既貧瘠又長(zhǎng)期被深水淹沒(méi)，水退后又裸露干旱，是庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境最惡劣的地方。

2.1 堅(jiān)硬的外殼和輕的蒴果是苘麻種子耐水淹的基礎(chǔ)

苘麻種子外殼堅(jiān)硬，空氣和水很難穿過(guò)種皮進(jìn)入內(nèi)部[19]，這個(gè)特點(diǎn)在豐水期非常關(guān)鍵，有效延緩了苘麻種子的萌發(fā)時(shí)間。種子包裹在半球形的蒴果里，蒴果體積較大而質(zhì)量輕，可以浮在水面上，有效地防止了水分滲入，同樣延緩了種子的萌發(fā)時(shí)間。蒴果里面的種子數(shù)量多，隨水位波動(dòng)或隨水流傳播，擴(kuò)散范圍廣，很好地解決了消落帶種源匱乏的難題，而種源是短時(shí)間內(nèi)消落帶植被恢復(fù)的重要條件之一[20]。

2.2 生長(zhǎng)期短是苘麻完成生活史的必要條件

苘麻具備速生的特點(diǎn)，生長(zhǎng)期短，容易種植。苘麻的種子包在半球形的蒴果內(nèi)，方便采集。苘麻種子在地溫達(dá)10 ℃以上即可播種[21]。在新疆地區(qū)一般4月下旬至5月中旬出苗，7月開花，種子在8月份逐漸成熟[22]。而在緯度比新疆更偏南的二灘庫(kù)區(qū)，3月份的平均氣溫即可達(dá)19 ℃以上[23]，野外發(fā)現(xiàn)，3—7月苘麻種子均可在消落帶自然出苗，消落帶溫度較高有利于提高苘麻種子的萌發(fā)率[19]，7月份部分種子即可成熟，苘麻的生長(zhǎng)期正是二灘庫(kù)區(qū)消落帶的出露期。

二灘水庫(kù)消落時(shí)，水位每日下降0.30～0.45 m[24]。隨著水的緩慢退去，受地形的影響，種子自然落在消落帶基質(zhì)上，生根發(fā)芽，因而苘麻沿水位梯度整體上有比較明顯的帶狀分布特征。由于苘麻的播種以條播為佳[21]，因此苘麻很好地適應(yīng)了消落帶水位梯度的帶狀分布特點(diǎn)，有利于水淹條件下種群的生存與繁衍。

雅礱江的含沙量為0.46 kg/m3，二灘水電站建成后，上游泥沙約有95%淤積在庫(kù)內(nèi)[25]。泥沙的不斷淤積，為消落帶植被自然恢復(fù)奠定了良好的基礎(chǔ)。苘麻的播種深度以1.5～2.0 cm為宜[21]，泥沙沉積的厚度基本滿足了播種需求。預(yù)計(jì)隨著二灘庫(kù)區(qū)消落帶越來(lái)越多的泥沙淤積，苘麻的分布面積還將進(jìn)一步擴(kuò)大。

2.3 抗逆性強(qiáng)是苘麻耐干熱貧瘠的關(guān)鍵

苘麻的種子對(duì)鹽分有一定的耐受力[26]，莖皮耐鹽耐水浸[19]，在易澇地和干旱地區(qū)均可生長(zhǎng)，性喜高溫、多濕與多光，適宜密植[21]，比較適合消落帶的干旱濕熱的環(huán)境。其根為直根型，水庫(kù)的水有一定流動(dòng)性，直根有利于抗倒伏。而且，消落帶干旱濕熱的極端環(huán)境，也極大地限制了害蟲的發(fā)生，減少了苘麻的病蟲害。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)二灘庫(kù)區(qū)消落帶的苘麻植株偏矮，這可能與消落帶土壤較少、養(yǎng)分缺乏、生長(zhǎng)期較短有關(guān)。受調(diào)查區(qū)域和時(shí)間所限，目前筆者發(fā)現(xiàn)苘麻主要分布在漁門鎮(zhèn)(GPS：N26.916 10°、E101.559 21°，高程1 236 m)到觀音巖大橋(GPS：N26.959 96°、E101.599 52°，高程1 213 m)區(qū)域，自然分布長(zhǎng)度約20 km，在消落帶的覆蓋率為15%～20%。

4 對(duì)適生植物篩選的啟示

二灘水電站是我國(guó)在20世紀(jì)建成投產(chǎn)的最大的水電站，具有開發(fā)時(shí)間長(zhǎng)、消落帶面積大、自然條件差等特點(diǎn)[27]。苘麻在二灘庫(kù)區(qū)消落帶作為優(yōu)勢(shì)植物出現(xiàn)，一方面為消落帶適生植物的篩選提供了新的選擇，另一方面苘麻的生物學(xué)特征對(duì)干熱河谷區(qū)水電站的適生植物篩選也具有啟示意義：①種子要能耐受較長(zhǎng)時(shí)間的水淹或者能防止被水淹；②植物生長(zhǎng)期與消落帶出露期要比較一致；③植株要比較耐受干熱貧瘠的環(huán)境。

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(責(zé)任編輯 徐素霞)

雅礱江干流中下游河段水電開發(fā)環(huán)境影響評(píng)價(jià)項(xiàng)目

S324；S157.433

A

1000-0941(2017)01-0061-03

李成(1970—)，男，山東鄒平縣人，副研究員，博士，近年來(lái)主要從事水電環(huán)評(píng)工作。

2016-03-20