摘要:地被植物種類多,根系較發達,容易生長與成活,在種植中需要養護的部分較少,具有較強的抗性,在許多項目的邊坡綠化中被應用。在邊坡植被種植中,藤本植物因為防沙化、強固水、抗旱性強被廣泛應用。本文分析了藤本植物中地被植物的特點,根據植物的邊坡綠化實驗,總結了植物的抗旱性特點,希望能夠在更多邊坡工程中應用藤本植物。
關鍵詞:藤本地被植物;抗旱性;邊坡綠化
隨著現代化城市的發展,人們開始使用更多的生態治理方法,改善環境。通過植被搭配,人們能夠在較為干旱的環境中,利用藤本地被植物,改善施工后的邊坡,保證土壤固水能力,促進植被恢復。相關單位要根據實際情況,選擇符合當地環境的地被植物,提升邊坡綠化質量,實現生態治理。
1.地被植物簡介
地被植物是一種可以遮蔽地表并構成一種風景的觀賞植物。這是關于地被植物的傳統概念。除了草花,木本植物中的低矮灌木和纏繞的蔓生植物,也可以用來做地被植物。地被植物是一種非常多樣的植物,它的主要功能是遮蔽地表,它美麗的花朵和葉子可以點綴節點,形成迷人的風景,提高城市的美觀性[1]。通常,地被植物應當具備以下幾個主要特點:
1.1通常是一種常青或半常青的多年生植株,以增加觀賞時間;
1.2以觀葉、觀花為主,或以花、葉為美,以展現出一種具有群花之美的效應,且隨著時間的推移,其觀賞性愈高;
1.3植物株型,葉型,葉色,顏色隨季節而變,能構成不同的景色;
1.4該植物具有較強的可塑性和攀援性,適合在巖石、高速公路、鐵路邊坡等特定的地質條件下進行綠化;
1.5植株短,葉片密集,分支多,在特定的園林綠化布局中,可依據周圍的條件,適當地進行人工修剪、造型控制,以使其與周圍的景觀保持和諧;
1.6該植株對環境的抗逆性和適應性較好,管理方式簡單,維護費用低,能適應當地惡劣的立地環境;
1.7良好的根系對保護周邊土壤、涵養水源、維護土壤侵蝕具有重要作用;
1.8其既有經濟價值,又有科普價值,可以作為藥材,可以提煉香料,可以推廣植物的知識,可以人為地保存珍貴的種質,也可以充分利用地被植物的生態和經濟價值;
上面提到的這些地被植物并不是所有的屬性都具備,只需要符合一定的要求就可以了。在特定的花園種植過程中,以上特點僅供參照,根據實際情況,根據不同的自然條件和植物自身生長特點,對不同的植物進行適當的組合和搭配,以獲得最優的結果。
地被植物的種類繁多,在國內廣泛存在,對其進行了大量的生物和生態特征的調查。目前我國對于地被植物的抗逆能力的認識還很薄弱,特別是在環境條件比較差的情況下,缺少引種馴化的物種研究,還達不到城市綠化的要求。在未來的發展中,發掘和選育更有意義的新品種,以適應不同地區和不同生長環境的需要。由此可見,對具有良好生態效益、經濟價值和科普價值的新地被植物進行開發利用具有重要意義[2]。
2.藤本植物研究和應用
藤本植物的根莖十分粗壯,彼此交織,快速地成長,葉片的茂盛,利用其特有的吸收和卷曲器官,可以在很快的時候將地面(坡地)表面遮蔽,從而成為一種風景。另外,藤本植物對惡劣的天氣和貧瘠的土質也有很好的耐受力。有關方面的研究認為,采用藤本植物和草坪草混植,可以在短期內達到綠化和美化雙重效果。因此,根據城市邊坡立地的特點,利用其優勢進行邊坡植被修復,是一種非常重要的植物資源[3]。
3.藤本地被植物在沙化地區邊坡綠化中的應用實驗
3.1研究目的和意義
本文以西北沙化地區某鐵路專用線沿線項目邊坡植物種植為例,本項目所在地區緊鄰中國第七大沙漠,庫布齊沙漠,風沙大,雨水少,極度干旱,對邊坡綠化植被要求高。在實地工作開展前結合當地特有的地域植被資源,以及氣候特點,綠地的地質特征和土壤特征。通過現場比較,根據不同的生理學和園林綠地的造林效應,進行了綜合評價。通過對不同類型的耐旱護坡綠化地被植物進行了研究,在應用中取得了較好的成效。為我國的節水、耐旱、綠化等提供了科學的基礎和豐富的景觀植物資源。
另外,由于氣候變化,該地的夏天氣溫較高,伏旱現象日益突出,這對護坡植物的生存和形成的影響是一個很大的問題。同時,合理選用耐旱、護坡植被,能大幅度地減少維護和管理費用,因此,在目前我國水資源短缺的情況下,進行適宜于E市山城護坡綠化的耐旱植物選擇,對于建設節水型城市來說也是十分必要的[4]。
3.2實驗環境
本文根據該地區情況,借鑒該市項目城市護坡綠化耐旱、耐寒地被植物的篩選與應用研究為依托。在鐵路修建沿線DK3+150、DK5+500、DK12+200等里程段進行了邊坡植物種植試驗。該實驗區域區夏季炎熱干旱,冬季溫度較低(-20℃左右),選擇了適宜環境生長、能夠保證植株存活率的幾種地被植物。
3.3實驗材料
本實驗選用地瓜藤、洋常春藤、沙柳、沙地柏四種鄉土常綠藤本地被植物。下面介紹了4種藤本植物的主要生物學特征。
3.3.1沙柳
沙柳屬于灌木或小喬木,在其嫩芽期有絨毛,后期逐漸平滑。沙柳具有很高的抗干旱能力,喜水濕;對風沙、鹽堿、嚴寒和酷熱等具有一定的耐受性;喜歡中度的沙壓力,但不耐風蝕;易于繁育,發芽能力較好[5]。
3.3.2地瓜藤
又叫做地石榴、過江龍,屬于桑科,是一種多年生的藤本植物。一種類似于氣根的植物,附著在樹木之上。莖干呈圓筒狀或稍平,呈棕色,有許多分支,節間稍有膨脹。葉柄長1-2厘米,單葉互生型;2個托葉圓錐狀,先端尖,全邊緣;葉片呈卵形,卵狀為長橢圓形,長約3-6厘米,寬2-4厘米,頂端鈍尖,有波浪形的鋸齒,底部為球形或心形,上部為綠色,表面有硬毛,下部為淺色,有絨毛。花單性,雌雄花都是在球形的花苞中。花呈球狀,紅褐色,一半長在樹干上,一半埋在泥土里。果肉很薄。四至五月開花。主要生長在低山區的疏林、山坡或田邊或路旁。
3.3.3洋常春藤
又叫做長春藤、土鼓藤、木蔦、百角蜈蚣,屬于五加科常綠攀援藤本。莖枝有氣生根,幼枝被鱗片狀柔毛。葉互生,2裂,10厘米長,寬3-8厘米,先端逐漸變尖,基底呈楔狀,全緣或3個淺裂;葉片為橢圓狀卵形或橢圓狀披針狀,長度為5-12厘米,寬1-8厘米,先端為錐狀,基底為楔形,全緣。花冠為單生花或多生花,黃白色或綠白色,花數為5朵;子房下位,花柱合為柱狀。果實為圓球形,漿果狀,黃色或紅色。果期9-11月份,花期5-8月份。適宜于華北地區種植,適宜于微陰、微氣候條件下種植,還可作為室內盆栽用于綠化觀賞。
3.4沙地柏
廣泛分布于西北地區,枝葉呈柱形,交互對生或三葉輪生,中間有橢球形腺體,交互對生,雌雄不同株。該植株常見于海拔1000至3000米之間的多石坡段,耐旱較強,可做水土保持植被。
3.4實驗方法
3.4.1采集分析
為全面了解沿線植被的自然生長規律,篩選出具有高生態適應性、低維護的本地植被和自生植被,并在沿線的邊坡上,按線路從北到南采樣。選擇了30米見方的典型樣點,地形和立地情況大致相同,共有10個。在每一采樣區設置3個草本樣方,在樣方總量為30個,樣方為1平方米的正方形。采樣區的地面部分已被采完,活體則用信封包裝,當場稱重,送回實驗室,在80℃下干燥,直至恒重,再稱重。
3.4.2生理指標測定
根據李合生的《植物生理生化實驗原理和技術》,采用了細胞膜的比較滲透率(REC),對試管充分震蕩后,采用DDS-11導電計測量了該液體的導電系數L1,然后將該樣品置于100攝氏度的開水中煮沸30分鐘,以使細胞死亡,最后將待測液體取出來,在室溫下重新測量該溶液的導電系數L2。細胞膜的相對通透性為:電導率=L1/L2x100%。根據李合生《植物生理生化實驗原理和技術》中丙二醛(MDA)的測定,采用硫酸巴比比妥酸(TBA)進行顯色法,得到了丙二醛的 C表達式: C=6.45×(A532-A600)—0.56A450。MDA的含量= MDA濃度×浸出物容積/葉鮮重(g).
以1:1比例混合液和無水醇為原料,以 CxV/A/1000為標準進行了葉綠素的測定;C為葉綠素含量, A為新葉的鮮量, V為萃取物的總容。
采用王晶英23法,對 POD酶活力進行了分析;在制備好的反應溶液后,采用Li600光譜儀對其進行了吸收。計算公式為: POD活力(U.g-1min-1)=△A470xV/WxVsX001xT;A4表示470 nm吸收率的變化, V萃取溶液的總容積、 W被測定溶液的質量、 Vs酶溶液的容量、 T的反應速度、0.01表示,以A470/min的過氧化酶活力單元(U)。
采用二醛的方法對可溶性糖進行了分析,得到了可溶性糖的含量 C=11.71A450,而A450是MDA的吸收率。
3.4.3記錄分析
采用 WPS OFFICE軟件建立了鐵路沿線植物的數據庫,對其進行了物種多樣性指標的分析,并在 Excel中建立了模型和功能地圖。在此基礎上,建立了基于植物種類的重要值的數據矩陣,并采用 R語言進行樣本間的差異分析,繪制了相應的地圖。具體由Excel軟件對生理學指數的測試結果進行了分析和處理;部分數據測量采用模糊隸屬度分析方法,進行了抗旱能力的綜合評估。其中:
隸屬函數值計算公式:R(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin) (1)
反隸屬函數值計算公式:R(Xi)=1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin) (2)
公式中:Xi是指數測量的數值, Xmin、 Xmax是各參數的最大和最小;
層次分析理論軟件2-2(yaahp501)。采用 AHP軟件對四種不同類型的藤本地被植物邊坡綠化的應用效果進行了評估。
4.結果分析
4.1鐵路沿線植被數量特征
在本次調查中,共調查到草本植物種30種,隸屬13科、24屬。其中,1~2年生植物為8種,多年生植物為18種,此外還有苔蘚等一些植物。從種源上看,有本土的、外來的以及少數的自生性的草本,其中本地種21種,占72%。結果顯示,在該地區的草本植物科中,禾本科類8個,菊科類8個,邊坡植物在此處種植可具有較強優勢。
4.2抗旱性綜合評價
在干旱條件下,經野外觀察,發現沙柳能在20 d內正常發育,此后出現枯黃、萎蔫現象,其次是地瓜藤,14天后開始發黃、枯萎,洋常春藤耐旱能力最差,11 d左右就會發生枯萎,7 d以后就會變得枯萎。在輕度的干旱脅迫下,沙柳的生長發育基本與控制組相近,能夠保持正常的開花期。地瓜藤莖干的部分葉子略有萎縮,未出現梗塞。洋常春藤部分葉片枯黃,偶爾出現枯萎。在嚴重的干旱脅迫下,其表型的改變與中等程度的相似,只是生長較短。在干旱脅迫下,沙柳的植株高度和葉量沒有明顯的改變,洋常春藤植株高度和葉數的降低幅度最大,甘薯的下降幅度居中。因此,在干旱脅迫處理下,從植物的生長狀態來看,沙柳抗旱性最強,其次為地瓜藤、沙地柏,洋常春藤最不抗旱。
由數據可知,輕度干旱耐受程度較差于另外四種植物,重度干旱數據較差,固將該植株淘汰,下面重點討論另外四種植株及應用。
由數據可知,四種植物干旱脅迫下外滲透性如圖1。
4.3其他評價
四種植物早脅迫F丙二醛含量的比較如下:
四種不同類型的植株在不同程度的干旱條件下,MDA的數量均呈增加的態勢,說明他們的原生細胞已經被損傷,并在某種程度上限制了他們的生長。在嚴重的條件下,洋常春藤的MDA生長速率最高,較對照組提高98.1%,地瓜藤和沙柳的 MDA含量分別為71.9%和16.8%,沙地柏的MDA含量僅為8.97%。由此可知,沙柳細胞膜受損的程度最小,抗旱性最強,而洋常春藤耐旱性最差。通過綜合指標以及模糊隸屬函數法進行計算可知四種植株抗旱能力為:沙柳>地瓜藤>沙地柏>洋常春藤。
5.四種藤本地被植物在邊坡綠化上的應用
在進行模擬實驗后,總結了較為全面的實驗數據。在鐵路邊坡沿線種植的58120m2風沙防護植物中,本文所述四種地被植物占據了較大的種植比例,取得了較好的效果,施工后邊坡及周邊環境快速恢復,并在防沙固沙、綠化方面取得了較大的成效。下面為作者總結的部分邊坡綠化應用經驗:
5.1沙柳的應用
沙柳具有生長迅速快、枝葉茂密、根系繁密、固沙保土力強、利用價值高的特點;是我國沙荒區最大的一類樹種。從邊坡綠化的角度看,沙柳根系側根發育良好,具有較好的分化性能。
5.2地瓜藤的應用
地瓜藤具有較強的生命力,喜歡光照,喜歡潮濕的氣候,耐干旱、貧瘠土壤。對土壤的需求并不嚴格,具有獨特的葉片、鮮紅的枝干、常蔓生、具有很高的觀賞性。地瓜藤有很強的根莖和葉子,可以作為水土保持地被植物用,在城市邊坡綠化修復中,保護邊坡周圍土壤,具有良好的綠化效果和發展前景。
5.3洋常春藤的應用
洋常春藤是一種吸附型的藤本植物,它對陽光的適應性很好,對光線也有很好的抵抗力。秋季抗旱性強,春夏季抗旱性弱,適宜于樹木林下、建筑物北側等陰涼的地方種植,也可置于全光條件下。在全光條件下,要在幼苗時期進行適度的遮陰,在春季和夏天,則要及時地進行水分的補給。
5.4沙地柏的應用
沙地柏是一種匍匐向上生長的植物,整個植株狀態看上去很美觀,是特別好的地被植物。沙地柏喜光,喜燥,對土壤要求不嚴,能夠在各種環境當中生長,尤其是在一些水土流失特別嚴重、土地貧瘠、風沙大的地方,都非常容易成活、能夠迅速生長,是干旱、半干旱地區防風固沙和水土保持的優良植種。
結束語:
綜上所述,僅為在沙化地區種植符合當地環境的邊坡地被植物,相關單位要根據實際情況,深入開展研究工作。在實驗中,要做好對照,分析不同植物的特點。試驗完成后,選擇符合實際使用需求的植株,發揮綠色治理的最大作用,從而降低后續維護成本,實現邊坡與自然和諧共存的局面。
參考文獻:
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[5]李艷輝,崔雅芳,張雨辰,蘇治維,牟寧寧,郭金輝,崔瀠心.9種園林地被植物
作者簡介:尹鴻波,1985年2月出生,性別:男,籍貫:內蒙古赤峰市,本科,工程師,研究方向:土木工程