盐生植物的生态环境意义研究

余冬梅， 刘亚斌, 赵 丹， 祁兆鑫

(中国科学院青海盐湖研究所，青海西宁 810008)



盐生植物的生态环境意义研究

余冬梅， 刘亚斌, 赵 丹， 祁兆鑫

(中国科学院青海盐湖研究所，青海西宁 810008)

随着我国人口的不断增长、工业发展，污染问题愈来愈严重，可直接利用的土地资源相对有限，环境问题越来越引起重视。随着各类资源的勘探和开发，现有的可耕土地和可建土地均为极其宝贵且有限的资源。研究了盐生植物的生态环境意义，为生态环境的保护和改善提供了理论依据。

盐生植物; 生态环境;意义

盐生植物分布广泛，主要生长在水域、海滨、盐沼、荒漠和草甸等区，由于盐生植物长期生长在不同的环境中，其所形成的种类也各不相同。Storey等按照水分的供应方式，将盐生植物划分为旱生盐生植物、中生盐生植物和水生盐生植物3个类型[1]。Breckle[2]按照审理类型将盐生植物分为3种：真盐生植物(euhalophyte)，其中包括叶肉质化真盐生植物(stem succulent euhalophyte)和茎肉质化真盐生植物(stem succulent euhalophyte)；泌盐生植物(recretohalophyte)，包括盐腺泌盐生植物和囊泡泌盐生植物；假盐生植物(pseudohalophyte)。Waisel将盐生植物定义为在高含盐量的生境中能生长并完成其生活史的植物。国内外学者做了大量关于利用盐生植物降低盐渍土中易溶盐离子含量的研究[3]。根据赵可夫的调查研究，盐生植物资源种类繁多，大约有5 000～6 000余种盐生植物，我国66科，199属，423余种，占盐生植物总数的27%左右。盐生植物主要分布在内陆盆地极端干旱盐渍土、内陆盆地干旱盐渍土区、宁蒙高原干旱盐渍土区、东北平原半干旱半湿润盐渍土区、黄淮海平原半干旱半湿润盐渍土区、滨海盐渍土区、西藏高原高寒和干旱盐渍土区等七大区[4-5]。盐生植物在环境中的应用相当广泛，可以有效地改善盐渍土的盐渍化程度，减少水土流失等地质灾害，建立海滨生态系统的生态工程等。

1 盐生植物的生态环境意义

1.1 盐生植物根系降低土壤盐分

盐生植物能够在不同含盐量土体中正常生长，在生长过程中将土体中易溶盐离子吸收至根系及茎叶部分，与此同时其生长区土体中相应的易溶盐离子呈逐渐降低的变化趋势，通过在盐渍土地区种植吸收易溶盐离子效果相对显著的盐生植物，且逐年刈割，可有效降低土体中易溶盐离子含量。任崴等[6]研究了新疆地区盐碱地上种植耐盐冬小麦后土壤的脱盐情况，在沙壤土中种植耐盐冬小麦一个生长周期后，地表0～40 cm土层内全盐含量从1.94%降至0.8%以下；种植耐盐小麦5年以后，0～40 cm土层内盐分降至0.4%。李海英等通过种植耐盐作物苜蓿(Medicagosativa)改良弃耕盐碱地，经过3年的生长期，0～30 cm耕作层全盐量由1.518%降至0.126%，脱盐率达91.7%，盐分表聚现象已不明显[7]。包纯志在盐碱地分别种植星星草(Puccinelliasp.)、聚合草(Symphytumperegrinum)等耐盐牧草，结果表明，土壤盐分和pH呈逐年下降趋势，植物生长4年后，地表0～15 cm土层含盐量普遍降低70%[8]。张永宏等在宁夏银北盐碱地上种植耐盐植物红豆草(Onobrychisviciifolia)、苜蓿(Medicagosativa)等植物，结果表明，耐盐植物具有显著的脱盐作用，盐碱地0～20、0～100 cm土层平均土壤脱盐率分别为31.1%、19.1%[9-10]。赵可夫等进行了盐碱地的碱蓬(Suaedaglauca)和苜蓿(Medicagosativa)的植物脱盐试验，结果表明，碱蓬相对具有明显的脱盐作用，0～60 cm土层内集中的钠离子含量每年减少1 245～1 920 kg/hm2[11]。

1.2 盐生植物根系的根-土复合体抗剪强度能力

植物根系具有增强根-土复合体抗剪强度的能力，且根-土复合体中根面积比和含根量等因素在一定程度上影响了根系增强土体抗剪强度的能力。Terwilliger等对3种生长不同类型植物的边坡进行根-土复合体的直接剪切试验，主要是灌木植物、烧毁的灌木植物、草本植物，结果表明，植物根系对边坡土体抗剪强度的增强作用显著，草本植物根-土复合体的平均抗剪强度高于灌木植物和烧毁的灌木植物[12]。程洪等用根系最大抗拉强度代表根系材料的受力潜能，通过香根草(Vetiveriazizanioides)等8种草本植物根系的拉伸试验测定了根系的最大拉力，结果表明，香根草根系平均抗拉强度为85 MPa，远高于狗牙根(Cynodondactylon)等其他植物，认为香根草是理想的护坡草种[13-14]。薛明等研究表明，禾草、豆科植物和小灌木根系在0.75～1.50 m深处有显著的加强土体作用，树木根系的这种作用可影响至地下3 m甚至更深的土层，认为根系的加固机理主要体现在两个方面，即深根的锚固作用与浅根的加筋作用，利用盐生植物根系可以加固道路边坡[15]。周锡九等通过对植草护坡草的根-土复合体原状试样进行抗剪强度试验，结果表明，根-土复合体的内摩擦角略有提高，但变化相对不显著，而粘聚力有显著的提高[16]。周培德等建立了草本植物根系与土体相互作用的力学模型，通过室内直剪试验对该模型进行了验证，结果表明，理论计算值偏小，模型计算结果与直剪试验数据均反映出根-土复合体抗剪强度随含水量增加而降低，随根数增加而增大的特征[17]。Stokes等在对植被边坡(vegetated slopes)稳定性模型研究时指出，在建立边坡稳定模型时根系的抗拉强度及根面积比以外，还应当考虑根径、根的深度、根长密度、根腐烂率等相关指标对根-土复合体强度的影响[18]。Khalilnejad等分析了深根对土质边坡的锚固机理，提出根系作用是通过对土体的基质吸力、有效应力、孔隙水压力以及粘聚力等土体特性影响而加强边坡的稳定性[19]。

1.3 盐生植物改良海滨生态系统

在我国，盐碱地的环境生态保护遗址备受重视，滨海地带由于特殊的土壤、气候条件的限制，施工难度大。海滨盐土生态系统是由海滨地自然或人类开垦形成的，长期受潮汐的影响，盐分含量高，土体结构发育不明显，植被稀少[20]，海滨盐土生态系统的盐生植物主要是碱蓬(Suaedaglauca)-碱蒿(Artemisiaanethifolia)群落，獐茅(Aeluropussinensis)-白茅(Imperatecylindrica)群落及芦苇(PhragmitesAustralis)-白茅群落的自然植被类型[21-22]。周建等[23]以苏北海滨盐土种植试验区为研究对象，研究海滨盐土中盐生植物的种类和条件，认为氮与盐生植被的生长和分布的相关性比磷更显著，与土壤微生物数量的相关性更大。Sundareshwar等[24]研究表明，海滨盐沼生产力限制因子中，磷是氮转化细菌生长繁殖的限制性因子。张凤娟[25]研究表明，黄金岸国家级自然保护区盐生植物资源主要以柽柳、沙枣等为主，与天津滨海地区野生盐生植物资源基本一致。李寿冰[26]调查潍坊滨海经历开发区盐碱地发现，绿化环境的植物主要是杨树、刺槐、枸杞、冬枣等，证明不同地区的地理气候与生态条件差异有关，对于野生盐生植物的环境生态保护及观赏价值相对较高。浙江千岛湖森林公园的野生植物资源主要是观赏植被，在沿海防护林生态系统中，可以在海安建设中种植柽柳、滨藜等蔷薇科、豆科植被[27]。李征宇等[28]认为，在三亚湾滨海热带植物群落主要由次生植被和优势种人工木麻黄组成，从海岸沙滩外缘至沙坝，主要由厚藤、狗牙根组成，内侧为砂土生刺灌丛群落，主要由仙人掌类、长春花等组成。盐生植物具有易成活、易管理、生长迅速、耐眼睑等优势，造林绿化，建立具有自我恢复和调节功能的人工植被群落，是改善生态环境和绿化盐碱地土壤地区最有效、最经济的措施。

盐生植物具有很强的抗盐碱能力，根据不同盐生植物特征可以运用到不同含盐量的盐渍化土壤中，利用盐生植物的吸盐和泌盐作用，使得盐渍土土体脱盐。盐生植物具有抗拉和抗剪能力，增强盐渍土土体的力学强度，有效保护边坡等工程建设问题，而盐生植物对于海岸带的盐渍土土体，分布在滨海浅滩上降低水流速度，保护滨海的生态环境。盐生植物具有促使土壤脱盐、降低土壤含盐量的能力，同时盐生植物根系又具有加固土体、增强土体强度的能力。因此，利用盐生植物改良盐渍土既能改良盐渍土地区的生态环境及景观，降低土壤含盐量，又具有提高土体强度的特殊功能。因此，种植盐生植物是改良生态环境的有效方法。

2 结语

目前，已有研究更多侧重于利用盐生植物降低土壤含盐量、改善土壤理化性质、提升土壤肥力等，而对利用盐生植物根系增强土体强度、提高边坡土体稳定性及其机理等方面的研究则相对较少。实际上，在盐渍土分布地区，不仅面临着土壤退化、土地沙漠化等生态问题，还面临着盐渍土溶陷、盐胀、腐蚀性等不良工程地质特性引发的工程地质问题。此外，在部分盐渍土分布地区，还面临着水土流失、土壤侵蚀等地质灾害。盐生植物根系与非盐生植物根系一样，其根系对土体具有显著的加筋作用和一定的锚固作用，可显著增强土体抗剪强度，加上植物地上茎叶部分的降雨截流、削弱溅蚀等作用，可以有效防治水土流失、提高坡体稳定性。此外，植物的地上部分可有效增强地表覆盖度和粗糙度，从而有效防治风蚀灾害。如何更好地利用丰富的盐生植物资源，不仅关系着当地生态环境的改善和保护，而且关系着当地地质灾害防治及基础设施建设的顺利进行。开展利用盐生植物有效防治研究区土壤侵蚀、水土流失等坡面地质灾害的发生，对于开展植被恢复、生态环境保护等工作亦具有一定的理论参考价值和实践指导意义。

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Research on the Ecological Environment Significance of Halophytes

YU Dong-mei,LIU Ya-bin,ZHAO Dan et al

(Qinghai Institute of Salt Lakes,Chinese Academy of Sciences,Xining,Qinghai 810008)

The increasing of population,industrial development,the problem of pollution becomes more and more serious,land resources can be directly used is relatively limited,environmental problems become more and more attention,as all kinds of resources exploration and development,the existing arable land and construction land are very valuable and limited resources.The ecological environment significance of halophytes was studied,which will provide theoretical basis for protection and improvement of ecological environment.

Halophyte; The ecological environment; Significance

中国科学院青海盐湖所“青年基金”项目(Y360441058)。

余冬梅(1986- )，女，河南信阳人，硕士，从事环境地质工程等方面的研究工作。

2015-11-18

S 184

A

0517-6611(2015)35-077-02