盐雾沉降的时空分布与滨海绿化植物的长势关系研究

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滨海地区具有海、陆属性动态而复杂的自然环境,这赋予滨海绿化以特殊性,需同时考虑海洋环境和大陆环境对植物的影响,而滨海绿化面临的主要难题正是来自空气和土壤中的盐分对植物造成的伤害。目前国内外有关盐雾的研究集中于植物受盐雾胁迫的生理机制、耐盐雾植物资源的筛选等,而研究盐雾时空分布特征,并结合绿化工程案例探讨绿化植物的受盐雾危害情况和预防盐雾措施的较少。本文以植物遭受盐雾危害严重的福建省古雷半岛为例,于2016年5月~2017年3月分春、夏、秋、冬四个季节对盐雾沉降、环境因子和绿化植物长势进行跟踪调查。在离海岸线不同距离处设置盐雾沉降缸和小型风速仪,并结合本地区的降雨量、相对湿度、风速风向等气象资料,对野外环境中盐雾沉降的时空分布特征和影响盐雾沉降量的主要环境因子进行研究。此外选择10种绿化植物,乔木:黄槿(Hibiscus tiliaceus)、银海枣(Phoenix sylvestris)、高山榕(Ficus altissima)、糖胶树(Alstonia scholaris)、象牙红(Erythrina ×sykesii)、菩提(Ficus religiosa);灌木:扶桑(Hibiscus rosa-sinensis)、灰莉(Fagraea ceilanica)、假连翘(Duranta erecta)和草本长春花(Catharanthusroseus),通过叶片生理指标——最大光化学效率(Fv/Fm)和形态指标——叶片焦枯脱落比,研究离海岸线距离、季节和有无防护林保护等因素对绿化植物生长的影响。旨在确定滨海绿化失败的关键胁迫因子,并针对南方沙质海岸重盐雾区绿化获得国内第一套环境因子数据,为滨海绿化提供参考。主要结果如下:1.古雷绿化植物存在明显的盐害症状,且表现出典型的季节差异。在秋冬季绿化植物叶尖、叶缘焦枯甚至叶片黄化脱落,迎风面植物常出现旗形树冠。2.土壤盐胁迫不是古雷绿化植物生长不良的原因。该区土壤平均含盐量为0.3‰,远低于1‰,pH在7.1~8.4之间,为非盐碱土。3.离海岸线100 m处的年均盐雾沉降量为98.4 mg/(m2·d),远超出东南沿海33.1 mg/(m2·d)的平均水平,故古雷为强盐雾区。4.研究离海岸线距离、季节、风速、风向、有无防护林保护和高度对盐雾沉降量的影响发现:除春季外,盐雾沉降量随离海岸线距离的增加而显著降低(P<0.05),且冬季盐雾沉降量在500 m内急速沉降,1000 m以外的盐雾沉降量变化较小。从离海岸线100m到1700m处,盐雾沉降量年均降低47.14%。盐雾干沉降量随季节的变化规律为:夏季<春季<秋季<冬季。盐雾干沉降量随东北风向频率和平均风速的增大而增大,它们随季节的变化规律一致,且均在冬季达到最大。东北风向频率:春季<夏季<秋季<冬季,冬季高达81.20%;平均风速:夏季<春季<秋季<冬季。靠海一侧的防护林可明显降低盐雾沉降量,且冬季降低率为49.54%,存在显著性差异(P<0.05)。高度对盐雾沉降的影响差异不显著(P>0.05)。通过主成分分析法和冗余分析得出对盐雾沉降量影响最大的环境因子依次为:离海岸线距离、平均风速和东北风向频率。5.植物长势随离海岸线距离的增大而逐渐变好。随季节的变化规律为:夏季>春季>秋季>冬季。6.植物长势随盐雾沉降量的升高而变差。除糖胶树外,各植物叶片的焦枯脱落比与盐雾沉降量都存在显著的正相关关系(r=0.85~0.99,n=5,P<0.05)。黄槿叶片的Fv/Fm值随盐雾沉降量的升高而降低,但仅冬季存在显著性差异(P<0.05)。7.古雷绿化植物生长不良的关键环境因子是盐雾,植物长势与盐雾沉降量密切相关。8.防护林的存在可大大降低盐雾对滨海绿化植物的危害,这种作用在秋冬季更明显。冬季防护林对乔木树种的焦枯落叶比降低率为40.0%~85.0%,对灌木和草本的降低率为8.0%~35.7%,说明防护林可使各植物长势变好,且对比灌木和草本,对乔木的提升作用更明显。秋冬季有防护林保护的黄槿、菩提和高山榕叶片的Fv/Fm值显著高于无防护林路段(P<0.05)。9.综合各植物的盐雾危害程度、与海岸线的距离和盐雾沉降量,10种绿化植物的耐盐雾能力为,乔木类:黄槿>高山榕>银海枣>象牙红>菩提>糖胶树;灌木和草本:灰莉>扶桑>假连翘>长春花。本研究表明古雷是强盐雾区,盐雾是导致当地绿化植物生长不良的最重要环境因子。此类滨海地区的绿化必须考虑盐雾因素,需要从耐盐雾树种的筛选与利用、木麻黄防护林的构建、建筑物及微地形的利用、风障的使用、特殊的种植和养护措施等角度综合研发强盐雾区滨海绿化技术体系。
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