内蒙古野生柳兰土壤生境因子和环境因子研究

时间：2024-05-22

陈志婧冯伟哈斯其木格赵静漪廖成松

摘要采用野外与室内测定相结合的方法，对内蒙古野生柳兰6种不同生境下的土壤与环境因子进行了分析。结果表明：野生柳兰对环境的适应性较好，在山地、林间、耕地、林缘、湿地、草地等均可完成全生育期生长;野生柳兰生长区域土壤水分介于2.4%～15.1%，对土壤水分的适应范围大、较耐干旱;野生柳兰生长区域土壤紧实度为34～48 kg/cm2、土壤温度为12～22 ℃，变异幅度较窄，可能是野生柳兰扩大种群的限制因子之一。研究结果将为野生柳兰最适生长环境分析、引种驯化及规模化种植提供理论参考。

关键词野生柳兰;土壤生境因子;环境因子

中图分类号 Q 948文献标识码 A文章编号 0517-6611（2021）05-0119-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.05.033

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Analysis of Soil Habitat Factors and Environmental Factors of Epilobium angustifolium（L.） Scop in Inner Mongolia

CHEN Zhi-jing， FENG Wei， Hasiqimuge et al

（Xilingol Vocational College， Xilinghot， Inner Mongolia 026000）

Abstract The soil and environmental factors in 6 different habitats of Epilobium angustifolium（L.） Scop in Inner Mongolia were analyzed by means of field and laboratory measurements. The results showed that E. angustifolium had good adaptability to the environment， and could complete the whole growth period in mountain， forest， cultivated land， forest margin， wetland and grassland. The soil moisture in the growth area of E. angustifolium was between 2.4% and 15.1%， which had a wide range of adaptation to soil moisture and was relatively drought tolerant.In the growth area of E. angustifolium， the soil compaction degree was 34-48 kg/cm2， the soil temperature was 12-22 ℃， and the variation range was relatively narrow， which may be one of the limiting factors for the expansion of E. angustifolium. The results will provide a theoretical reference for the analysis of the optimum growth environment， introduction and domestication， and large-scale cultivation of E. angustifolium.

Key words Epilobium angustifolium（L.） Scop;Soil habitat factor;Environmental factor

柳兰[Chamaenerion angustifolium（L.）Scop]为柳叶菜科柳兰属多年生草本植物。就地理位置而言，主要分布于北半球温带与寒带，在我国主要分布于东北、西北、华北、西南地区[1-2]。柳兰耐寒不耐炎热，喜光，喜凉爽、湿润气候及肥沃、排水良好、腐殖质丰富的土壤[3]。柳兰总状花絮顶生，花序修长，花色鲜艳，花朵秀美，花期长达50 d，具有极高的观赏价值[2，4]。另外，柳兰地下根茎生长能力极强，可用于固土护坡，是重要的水土保持植物[2，5]。其全草入药，主要用于治疗气血浮肿、肠滑泄水、下乳、润肠止血等，是重要的中草药植物[6]。正是基于柳兰的上述重要作用，近年来引种驯化野生柳兰的报道屡见不鲜，迄今为止在黑龙江哈尔滨[1]、河北保定[7]、甘肃天水[8]、吉林长春[9]、黑龙江大兴安岭地区[10]等地均引种成功。刘旭华[8]通过野外调查、引种试验对暖温带区柳兰的生长规律及对自然条件的适应性进行了研究。康健等[1]将原产于黑龙江省小兴安岭凉水自然保护区的野生柳兰栽培至具大陆性季风气候特点的哈尔滨市内，通过观察全生育期，获取了野生柳兰在同纬度相同气候类型区域引种栽培的基础数据。目前多是关于野生柳兰引种驯化后生长适应性的研究，针对野生柳兰原产地主要环境因子的调查研究鲜见[11]。内蒙古野生柳兰主要分布于兴安盟和锡林郭勒盟，主要集中在海拔较高的林缘、林间、山坡、草地[12]。以内蒙古野生柳兰原产地为研究对象，选择野生柳兰的6种主要生长环境，即山地、林间、耕地、林缘、湿地、草地，對其土壤因子和环境因子进行详细的调查取样和数据分析，以期为野生柳兰最适生长环境条件的研究提供理论依据，为野生柳兰的引种驯化和规模化种植提供重要参考。

1 材料与方法

1.1 土壤样品采集

2016年8月初，野生柳兰盛花期时，在兴安盟、锡林郭勒盟两地，选择野生柳兰长势较好的山地、林间、耕地、林缘、湿地、草地6种不同生长区域的样地，随机选取3个采样点，分别在山地向阳坡坡底、坡中、坡顶各选择3个采样点。在各采样点先将地表1～2 cm枯枝落叶层去除，用土钻分别取0～20、20～40、40～60 cm共3个层次的土壤约1.5 kg。取土样时将同一层土壤混匀后装入自封袋中带回室内，每层3个重复。剔除土壤中植物根系、残体、石块等杂物，选择通风良好的地点将其风干。将已风干的土样磨细后，过60目筛，用于土壤养分的测定与分析。

1.2 测定方法

土壤物理性状和气候环境因子均采用托普TJSD-750仪器在样地现场进行测量，其中土壤温度测量使用TP-ST-1传感器，土壤水分测量使用TP-SR-1传感器，土壤紧实度测量使用土壤紧实度传感器，光照强度测量使用TP-PH-1传感器，空气湿度、空气温度、露点温度测量使用TP-TRHDP-1传感器。土壤养分分析在实验室内完成，其中全氮采用半微量开氏法测定，土壤全磷采用H 2SO 4-HClO 4消煮-钼锑抗比色法测定，土壤全钾采用NaOH熔融-火焰光度法测定。

1.3 数据分析

采用Excel 2010对数据进行处理，采用SPSS19.0软件对数据进行ANOVA方差分析和LSD多重比较分析，使用SigmaPlot 10.0软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 土壤物理性状

2.1.1 土壤温度。

每年的8月，样地附近均进入一年中气温最高的月份，土壤温度和环境温度一样均较高，样地土壤地表以下20 cm处温度见图1。由图1可知，土壤温度主要集中在12～22 ℃。不同的生长环境条件下，相同深度土壤温度不同，土壤温度从高到低依次为耕地、山地、林缘、林间、湿地、草地。由于经常耕翻的缘故，增加了土壤孔隙度，不利于空气热传递，吸收的太阳辐射损失少，土壤温度也较高。其次，由于柳兰喜光照，通常生长在向阳坡上，此次取样的山地也是向阳坡，因而土壤温度较高。耕地与山地相比，两者无显著性差异。草地由于含水量高，且覆盖度较高，土壤温度明显低于其他样地。林间、林缘、湿地土壤温度居中，且三者之间无显著差异。

2.1.2 土壤含水量。

野生柳兰盛花期时，不同生长区域地表以下5 cm处水分含量见图2。由图2可知，盛花期野生柳兰地表土壤含水量在不同生长区域差别较大，土壤含水量较高的为草地，含水量为15.1%。其次是耕地，含水量为9.9%。湿地、林间和林缘的土壤含水量分别为8.5%、6.2%、4.7%，含水量最低的是山地，仅为2.4%，约为草地含水量的1/6。由此可见，在一定范围内，野生柳兰对土壤含水量不敏感，比较耐旱，对水分的适应区域比较宽。多重比较结果表明，除耕地之外，草地土壤含水量均显著高于其他野生柳兰生长区域（P<0.05），可见草地在土壤含水量上优于其他环境条件。

2.1.3 土壤紧实度。

野生柳兰不同生长区域地表0～30 cm深土壤紧实度见图3。由图3可知，所选择的样地土壤紧实度介于34～48 kg/cm2。由于长期处于水饱和状态，湿地土壤紧实度最高，达47.20 kg/cm2。随后依次为耕地、山地、林间、草地，土壤紧实度值分别为46.30、44.00、40.60、37.30 kg/cm2。林缘土壤紧实度最低，为34.50 kg/cm2。多重比较结果表明，不同生长区域之间土壤紧实度无显著差异。

2.2 土壤养分状况

不同生长区域0～20、20～40、40～60 cm深土壤中全氮、全磷、全钾含量见图4，湿地富含有机质和腐殖质，土壤全氮、全磷含量均较高，0～60 cm土壤全氮含量分别为10.20、7.60、7.10 g/kg，全磷含量分别为11.90、10.00、9.70 g/kg，然而湿地长期处于水饱和状态，有利于养分移动，钾的有效性增加，加快土壤钾消耗，最终导致土壤含钾量降低，0～60 cm深土壤全钾含量分别为14.40、16.60、17.40 g/kg。耕地周边长年种植作物，对土壤养分的消耗比较大，全氮、全磷含量均较低（图4），由于耕地经常人工浇水和补充施用钾肥，有利于钾的移动和活化，虽然消耗较多，但剩余在土壤中的钾较其他土地利用类型而言，依然较多。草地由于放牧和打草，大量的土壤养分被带走，同时又得不到有效的补充，因此土壤全氮、全磷含量均较低，而由于干旱等因素影响了土壤钾的有效性，因而土壤全钾含量反而较高。山地和林间，全氮、全磷、全钾在不同土层中的含量和空间变化趋势均较为相近，林缘由于受人类活动等因素影响，比如临近公路、取土，其土壤中养分含量较低，且不同土层中变异较大，比如全磷含量（图4）。

2.3 环境条件

包括光照、温度在内适宜的外界环境条件是植物生长发育所必需的外部因素。6种生长区域的光照强度、空气湿度、空气温度和露点温度见表1。由表1可知，不同土地利用类型其环境因子也均有差别。其中，向阳坡的山地光照强度最强，随后依次为草地、耕地、林间、林缘、湿地。湿地土壤含水量较高，其空气湿度相对较大，高达68.20%，而山地向阳坡光照强度大，高达138 304.00 lx，气温升高较快（气温39.80 ℃，露点温度24.30 ℃），由此导致水分蒸发较快，空气湿度相对较低，测量值仅为18.90%，不足湿地的1/3。草地比较空旷，光照强度较强（137 244.80 lx），空气温度较高，达38.80 ℃，由于地面植被覆盖度较低，加之气温高、空气流动大，水分蒸发也比较快，因而空氣湿度较低，为22.70%。另外，林间空气流动较小，在6种样地中空气温度和露点温度均最高，分别为41.20、25.50 ℃，空气湿度也较大，为39.40%。耕地和林缘光照强度、空气湿度、空气温度和露点温度均处于中间状态。

3 结论与讨论

土壤和气象环境条件是植物生长最直接接触的外部环境[13-14]，对植物生长起到决定性作用，因此对土壤和气象环境条件的调查研究是深入研究野生植物生长习性的前提。通过对内蒙古野生柳兰主要生长区域环境因子的测定可知，光照强度介于50 000～140 000 lx，相差近3倍，这与野生柳兰喜阳、稍耐阴的生长特性相符[3-4，15-17]，也与柳兰在山地、林间、耕地、林缘、湿地、草地等不同类型地块实际生长情形相吻合。所选样地在野生柳兰盛花期时土壤含水量均较低，地下5 cm的地表土壤含水量从3%到15%，相差5倍，较大的含水量跨度表明野生柳兰对土壤水分选择性不强，这也符合野生柳兰耐干旱的生理特性[3-4，15-17]。土壤全氮、全磷、全钾含量变异幅度较大，即使在土壤全氮含量很低的情况下，也依然生长良好，表明柳兰具有耐瘠薄的生长特性[3-4，15-17]。综合光照强度、土壤含水量和土壤养分特性可见，野生柳兰生态幅度较宽，这也是野生柳兰分布较广泛的重要原因之一。适宜的土壤温度和土壤紧实度等生境因子是植物根系生长、发育、养分吸收的重要保障[18-19]。盛花期土壤温度主要集中在12～22 ℃，所选择的样地土壤紧实度集中在34～48 kg/cm2，变异幅度较窄，这可能是野生柳兰扩大生长面积的限制因子，需要进一步研究。

参考文献

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