蔣笑麗 陳文偉 章建紅 洪春桃 魏斌 沈登鋒

摘要?圍繞植物對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)方式，對(duì)干旱區(qū)造林樹(shù)種選育、基于不同干旱地區(qū)特點(diǎn)進(jìn)行的新型材料應(yīng)用、造林技術(shù)創(chuàng)新等相關(guān)研究進(jìn)行綜述，為干旱地區(qū)造林樹(shù)種選擇和造林方式提供一定的參考，以提高造林成活率。

關(guān)鍵詞?干旱;樹(shù)種選育;造林技術(shù)

中圖分類號(hào)?S727文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào)?0517-6611（2018）35-0017-02

水分虧缺是制約干旱和半干旱地區(qū)造林成活率的主要因素之一。據(jù)估計(jì)全球約1/3面積為干旱和半干旱地區(qū)，受全球氣候變化的影響，在其他地區(qū)也時(shí)常面臨季節(jié)性的水分欠缺，對(duì)造林活動(dòng)影響巨大。為解決干旱條件下造林面臨的困難，研究者們從造林樹(shù)種選用、造林技術(shù)創(chuàng)新等方向開(kāi)展研究，該文綜述了近10年來(lái)的研究，為此類造林困難地的造林活動(dòng)提供一定的參考。

1?耐旱樹(shù)種抗旱響應(yīng)方式及適宜樹(shù)種篩選研究

植物的耐旱性是一個(gè)復(fù)雜的性狀，通過(guò)調(diào)動(dòng)形態(tài)變化、體內(nèi)生理生化反應(yīng)、激素水平變化及光合作用器官活動(dòng)水平變化等完成在干旱條件下的生長(zhǎng)、生存和繁殖。經(jīng)典的植物抗旱性分類主要有3種：避旱、御旱、耐旱。對(duì)于樹(shù)木來(lái)說(shuō)一般抗旱性都是綜合的，三者并不是孤立存在的，且在植株發(fā)育的不同階段對(duì)于干旱脅迫的反應(yīng)方式、反應(yīng)程度均有著不同的體現(xiàn)。

1.1?植株生理和解剖形態(tài)?耐旱樹(shù)種的選育需有一定的指標(biāo)作為耐旱性強(qiáng)弱的依據(jù)。研究者分別從植株的生理形態(tài)、解剖形態(tài)、植株體內(nèi)生理生化指標(biāo)變化、激素水平變化等方面研究這些變化與抗旱性的關(guān)系。葉片是植物體與外界進(jìn)行物質(zhì)如水、CO2等交換最主要的器官，因此對(duì)于植物抗旱性的發(fā)揮有著重要影響，據(jù)此學(xué)者對(duì)很多樹(shù)種開(kāi)展了研究。劉濱等[1]研究10種生長(zhǎng)在寧夏的灌木的葉片厚度、上下角質(zhì)層厚度、柵欄組織、海綿組織、氣孔密度等15個(gè)指標(biāo)與抗旱性的關(guān)系，指出葉片厚度、上角質(zhì)層、柵欄組織厚度、氣孔密度和主脈維管束直徑為葉片旱性結(jié)構(gòu)的主要影響因子，依據(jù)這些指標(biāo)確定了10種灌木的抗旱性大小順序依次為沙冬青>花棒>蒙古蕕>金葉蕕>互葉醉魚(yú)草>蒙古扁桃>韃靼忍冬>蔥皮忍冬>金花忍冬>臺(tái)爾曼忍冬。劉彬等[2]從葉片厚度、柵欄組織厚度、主脈維管束直徑和緊密度等指標(biāo)出發(fā)研究不同砂生槐群體的抗旱性，確定葉片厚度、上表皮厚度和上表皮角質(zhì)層厚度可以作為分析砂生槐樹(shù)種抗旱性的主要指標(biāo)，同樣也有研究者利用葉片的解剖結(jié)構(gòu)對(duì)橡膠樹(shù)[3]、臭柏[4]、沙棘[5]、梭梭[6]等的抗旱能力進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。從以上研究可以得出，葉片厚度、柵欄組織厚度、主脈維管束直徑、緊密度等指標(biāo)在不同物種中的抗旱性功能發(fā)揮上均有著重要的作用，可以作為植物抗旱性的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。導(dǎo)管作為水分運(yùn)輸?shù)闹饕课?，在抗旱中?duì)水分的利用和運(yùn)輸有著重要影響，張般般等[7]分析4個(gè)樹(shù)莓品種莖橫切面木栓層、皮層、維管束和中柱等莖解剖結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明木栓層細(xì)胞壁與抗旱性有著密切的關(guān)系;趙祥等[8]對(duì)山西6個(gè)居群野生達(dá)烏里胡枝子盛花期的莖解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，指出表皮厚度、木質(zhì)部厚度、莖直徑、髓腔直徑、導(dǎo)管直徑和導(dǎo)管密度等是胡枝子的主要抗旱特征。

1.2?植物生理指標(biāo)?在干旱脅迫下，相比植物的外部形態(tài)、內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)等指標(biāo)，植物體內(nèi)的生理指標(biāo)，如水勢(shì)、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)濃度等更加靈敏。王小萍等[9]在茶樹(shù)的抗旱性研究中發(fā)現(xiàn)超氧化物歧化酶活性、丙二醛含量、可溶性糖含量、過(guò)氧化物酶活性、游離脯氨酸含量等5個(gè)生理指標(biāo)與抗旱性有較高的相關(guān)性;黃承玲等[10]研究高山杜鵑干旱脅迫下體內(nèi)生理指標(biāo)變化，發(fā)現(xiàn)丙二醛和保護(hù)酶活性與高山杜鵑抗旱性關(guān)聯(lián)度較大;孟鵬等[11]研究彰武松與樟子松這2種在干旱地區(qū)種植面積較大的樹(shù)種抗旱性時(shí)發(fā)現(xiàn)，彰武松幼苗在更低的土壤含水率下才表現(xiàn)出脅迫傷害，并且在開(kāi)始受到脅迫傷害時(shí)就迅速提高保護(hù)酶（CAT）活性，增加滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量，實(shí)現(xiàn)對(duì)干旱脅迫較強(qiáng)的忍耐性和較好的適應(yīng)性，在2個(gè)樹(shù)種的葉綠素和葉片含水率對(duì)于脅迫的響應(yīng)變化趨勢(shì)一致。

1.3?造林樹(shù)種的篩選?在已有研究中，針對(duì)研究區(qū)域的氣候特點(diǎn)、水文條件等，研究者篩選出適用于部分特定干旱地區(qū)的造林樹(shù)種。為篩選阜新地區(qū)最佳沙地抗旱樹(shù)種，張玥冕[12]對(duì)荊條、刺槐和文冠果樹(shù)種苗期的抗旱生理指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明在該地區(qū)抗旱性能從強(qiáng)到弱依次為文冠果>荊條>刺槐;方向強(qiáng)等[13]對(duì)通道綠化常用的喬木樹(shù)種統(tǒng)計(jì)，從成活率、生長(zhǎng)量、抗性、抽干率、景觀效益等方面以量化方式對(duì)造林樹(shù)種進(jìn)行評(píng)價(jià);薛紅霞等[14]對(duì)包頭地區(qū)造林常用樹(shù)種四翅濱藜、駝絨藜、山杏、山櫻桃、玫瑰、小胡系楊樹(shù)（遼胡一號(hào)、遼胡二號(hào)）等的造林效果進(jìn)行研究，通過(guò)在典型地區(qū)進(jìn)行造林試驗(yàn)，造林成活率均在85%以上，并總結(jié)各個(gè)造林節(jié)點(diǎn)的注意事項(xiàng);林武星等[15]對(duì)南方沿海防護(hù)林主要的造林樹(shù)種木麻黃的不同地區(qū)種源進(jìn)行干旱脅迫，篩選出一批抗旱性強(qiáng)的木麻黃優(yōu)良種源、家系和無(wú)性系等。

2?干旱地區(qū)造林技術(shù)研究

在干旱地區(qū)造林成功除使用良種外，還需輔以良法。為改變干旱區(qū)的自然面貌，長(zhǎng)久以來(lái)，人民群眾有組織或自發(fā)開(kāi)展了植樹(shù)造林活動(dòng)，在多年實(shí)踐過(guò)程中積累了豐富的造林經(jīng)驗(yàn)。

2.1?常規(guī)造林手段的創(chuàng)新應(yīng)用?杜希東等[16]在民勤地區(qū)梭梭、葡萄、紅棗、西渠枸杞等樹(shù)種的種植過(guò)程中使用透氣防滲砂來(lái)保持種植初期所需的水分，大大提高了成活率。遼寧西北部地區(qū)長(zhǎng)期干旱，許多研究針對(duì)該地區(qū)進(jìn)行了造林技術(shù)的提升與改善，包括營(yíng)養(yǎng)缽容器苗的使用[17]、改變?cè)炝謺r(shí)間[18]等，提升了該地區(qū)造林成活率?？购当Ｋ畡┮蚱漭^高的親水活力，在造林實(shí)踐中也發(fā)揮著重要作用。宋雙雙等[19]使用保水劑和微生物肥混施的方式用于樟子松人工林營(yíng)造，結(jié)果表明能明顯提高田間持水量，株高、地徑較對(duì)照有顯著提高，且造林成活率也有很大的提升。西北地區(qū)是干旱頻發(fā)的地區(qū)，檸條林是寧夏風(fēng)沙區(qū)重要的生態(tài)屏障，蔣齊[20]通過(guò)對(duì)不同造林密度檸條林的長(zhǎng)期觀測(cè)，確定了合理的人工檸條林的營(yíng)造標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)分析其對(duì)于全面改善退化沙地的土壤理化性質(zhì)、土壤水分狀況以及植被群落的穩(wěn)定性的影響。

2.2?微生物接種?土壤微生物的作用越來(lái)越受到研究者的重視，其作用不可忽視。菌根真菌是寄生于植物根部的大型真菌，它能通過(guò)其大量伸展到土壤中的根外菌絲幫助植物吸收營(yíng)養(yǎng)元素和水分，同時(shí)通過(guò)根內(nèi)菌絲從植物中獲得其生長(zhǎng)繁殖所需的碳水化合物，從而建立一種互惠關(guān)系，通過(guò)確定接種適宜的真菌，有助于提高植物的抗逆性。胡楊是沙漠干旱區(qū)唯一的喬木植物，對(duì)干旱具有很強(qiáng)的抗性，王珊珊[21]采集了胡楊林地根際土壤樣品，分離得到了可有效促進(jìn)根系生長(zhǎng)和酶活力的菌株。許平輝等[22]研究茶樹(shù)接種地表球囊霉、根內(nèi)球囊霉及摩西球囊霉后植株抗旱性的表現(xiàn)，叢枝菌根真菌可提高其滲透調(diào)節(jié)能力和抗氧化能力，清除活性氧，保護(hù)膜結(jié)構(gòu)和功能，緩解水分脅迫對(duì)茶樹(shù)的傷害，促進(jìn)茶樹(shù)生長(zhǎng)，增強(qiáng)茶樹(shù)的抗旱性。抗旱保水劑因其較高的親水活力，在造林實(shí)踐中也發(fā)揮著重要作用。

3?總結(jié)與展望

我國(guó)干旱區(qū)面積巨大，是生態(tài)中國(guó)、美麗中國(guó)建設(shè)的重要戰(zhàn)場(chǎng)。針對(duì)干旱脅迫對(duì)植物生長(zhǎng)、繁殖的主要危害和植物對(duì)脅迫的適應(yīng)性反應(yīng)特點(diǎn)等，建立植物耐旱性的評(píng)價(jià)體系和可推而廣之的標(biāo)準(zhǔn)在耐旱植物的篩選中具有重要的意義。近年來(lái)，人們從干旱區(qū)造林實(shí)踐中總結(jié)出許多有效可行的方法，篩選出可有效應(yīng)用的材料，鑒定出許多的抗旱良種。綜述新型的植物耐旱性評(píng)價(jià)方法和行之有效的造林方法，以為干旱區(qū)開(kāi)展造林活動(dòng)提供一定的參考。

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