1 试验概述

半个世纪以来，特别是1978年，三北防护林工程实施后，科尔沁沙地得到很好的治理，森林覆被率已由建国初期的5%和1977年的10%提高到29.1%。其中杨树资源占乔木资源的60%以上。60年代杨树品种是以小叶杨(P.simonii)为主，80年代至今则是以白城41号杨(P.simonii×Xiaozhuannica cl' Baicheng-41)为主。树种和品种单一是制约沙地林业发展的重要因素之一(吕文等，2000)。对此，一些地区已有小规模的试验，对改变当地以白城系列杨为当家单一树种局面发挥了重要作用。但由于这些试验规模小，选择范围有限，效果不明显。从1990年起至今，由联合国粮农组织和比利时政府援助的“三北地区造林、林业研究、规划与发展项目(简称009项目)”开始了在科尔沁沙地进行大规模杨树引种、选育和造林对比试验研究。

2 试验和综合评价方法 2.1 试验区基本条件和现状

科尔沁沙地分布在辽宁、吉林、内蒙古(3省区)的35个县(旗)，总面积14×10⁴ km²，年降雨量350~450 mm，地下水位2~8 m，年均气温6.0 ℃，最低气温-29.7 ℃，最高气温41 ℃，无霜期120~140 d。

本试验设在沙地腹地内蒙古奈曼旗兴隆沼林场和通榆县第2林场。该地区土地瘠薄，沙层深厚，但有机质含量仅0.71%，pH 7.4。年均风速4.0 m/s，春季多风，苗木当年生枝条抽干现象严重。

2.2 对引进的杨树优良无性系造林对比试验

009项目分别在辽宁建平县、锦县，黑龙江齐齐哈尔市，吉林白城市，山西大同市，中国林业科学研究院从法国、比利时引进了650个杨树无性系种植在奈曼和通榆建设区。经过苗期对比试验和综合评价，从中选出了70多个在苗期表现属于1级的无性系，然后在不同立地类型的沙地上进行造林对比试验。

〈1〉在奈曼选22个无性系，用009项目自行改进的侧悬钻孔深载植树机造林，钻孔深度1.4 m，栽植2a生不带根苗干，苗干粗度2.5~4 cm，株行距4 m×4 m。造林地地下水位2~2.5 m，年均降雨量340 mm。每个无性系9株，由于数量少，未设重复。

〈2〉在通榆选21个无性系进行开沟造林，用DP-45开沟犁在沙地上开一深35 cm，宽60 cm左右的沟，然后人工挖一深25 cm的穴，栽植1a生带根苗。按随机区组设计，每组4株，3个重复，定期观测，株行距4 m×3 m。在通榆进行63个杨树无性系造林对比试验，人工挖穴，栽植2根1杆大苗，株行距5 m×2.5 m。上述造林地地下水位3~3.5 m，年均降雨量400 mm左右。

〈3〉在奈曼进行23个杨树无性系开沟造林对比试验，按随机区组设计，每组3株，3个重复，定期观测，株行距4 m×5 m，造林当年灌水6次。造林地地下水位2 m，年均降雨量340 mm左右。

2.3 综合评价选择步骤

对杨树无性系选育和综合评价的方法较多，如主成分分析、遗传距离聚类分析、选择指数分析和综合性状分析等(王克胜等，1995)。对杨树无性系引选育，按3个步骤进行综合评价和选择(徐纬英，1988)。第1步:初步选择。以无性系在不同立地类型造林后的径生长量、抗冻性、抗蛀干害虫、抗病、主干干型5项主要因素指标和高生长量、侧枝强弱2项次要因素指标进行评价排序。第2步:指标量化评价选择。即在初步评价选择的基础上，对入选的1和2级无性系，继续观察评价，并将评价指标量化后进行评价和选择。第3步:最终选择。对经过上述选择入选的无性系做冻害、接种病菌和在虫源地造林的比较试验，为最终评价定级，确定用于推广造林的品系。

2.4 综合评价定级标准

在引种和育苗研究基础上，将苗期表现好的无性系，进行造林对比试验，并以主要因素和综合性状分析为主，开展综合评价初选选择研究(王克胜等，1995)。首先，根据科尔沁沙地发展杨树资源的实际需要和引进的杨树无性系在造林后的表现，制定了《沙地杨树优良无性系造林综合评价标准》(表 1)。然后用该《标准》对无性系造林后的表现，按上述5项主要因素指标进行评价、定级和排序。以2项次要因素为评价参考指标。每项因素按优劣将分别定为A、B、C 3个级别。而综合评价定级是根据无性系的各因素指标达到A、B、C 3个级别数的多少来确定无性系综合评价的级别。分3个级别，1级最好，2级次之，3级最差。生长量按每木检尺的常规调查办法。冻害主要调查主干有无冻裂现象。虫害主要调查蛀干害虫，如光肩星天牛(A.glabripennis Motsch)等。病害主要调查杨树细菌溃疡病(Dothiorella gregaria Sacc)和杨树烂皮病(Valsa sordida)等(韩一凡等，1990)。通过实测调查，进行定级和排序。

2.5 综合评价定级方法

根据各无性系的各项因素表现，进行综合评价，分3级。综合性状达到1级的品系进一步推广造林，淘汰3级，对2级标准的品系继续试验筛选。凡5项主要因素中有1项以上因素为C级的无性系，综合评价不能进入1级。

1级无性系：5项主因素指标中有4个A级+1个B级；

2级无性系：5项主因素指标中有3个A级+2个B级，5项主因素指标中有2个A级+3个B级；

3级性系：2级以下的无性系。

3 结果与分析 3.1 无性系旱作(无灌溉)造林对比试验

通过奈曼一些无性系钻孔造林试验可见，欧洲黑杨的杂种生长快，但冻害和虫害等指标表现一般，很难适应东北寒冷气候条件。只有欧美1-M和中林86-22杨各项指标表现突出，造林5 a后胸径生长分别超过13.5、12.7 cm，年生长量达2.6 cm以上，经综合评价达到1级标准(表 2)。

通过通榆21个杨树无性系造林的综合评价排序可见，造林6 a后，胸径生长超过12 cm的无性系有6个。其中，黑林1^#、辽杂2^#的胸径达13 cm以上，超过对照白城41号杨20%以上。中赤黑小、拟青X山海关杨等都表现突出，经综合评价定为1级。经统计分析与对照有明显差异(差异分析表略)。但是，在这些无性系在一些重要指标中有一定缺陷，如干型方面未达到A级(表 3)。

3.2 63种杨树无性系对比试验综合评价

经通榆开展的63个杨树无性系造林试验可见，在引进的众多杨树无性系生长快、干型好，各项指标超过当地主栽树种白城2号杨，又能适应科尔沁沙地寒冷气候条件的数量较多。经综合评价，有14个无性系达到1级，其中7 a生胸径超过14 cm有3个，如建10、小黑8401和白林2号杨。尤其是白林2号杨，7项指标都达到1级标准，独一无二。除侧枝外，其他指标达到A级的有小黑8401。建10杨生长最快，胸径超过18 cm，但蛀干害虫危害达B级。这3个无性系都很有希望成为主要造林树种，其他几个达到1级标准的无性系都很有前途(表 4)。另外，这些1级无性系中，7 a生胸径超过12 cm达到A级，其他指标也都达到A级的大凌河220(P.deltoides×P.cathayana cl.78-220)、宽甸(P.×Xiaozhuannica cl.`kuandian')(P.×Xiaozhuannica =P.simonii×Xiaozhuannica)、小叶杨×欧黑B6 (P.simonii×P.nigra)杨3个无性系表现出较好的抗性。上述达到1级标准的无性系在地下水位深2~4 m的立地条件类型区有发展前途。一些无性系在蛀干害虫发生区受到危害应引起注意，表明对无性系需做抗虫分析，才能准确确定该品系抗虫性。

3.3 23种无性系在灌溉条件下造林后表现

该项造林试验重点选择速生小钻系列杨树无性系，经8 a造林对比试验表明，综合评价属于1级标准的无性系仅有法库1^#杨，其径生长达17.5 cm，兴城(P.× Xiaozhuannica cl' Xingcheng')和鞍杂(P.×Xiaozhuannica cl.' Anza)各项指标都超过对照白城41^#杨。其中，1992~1997年6 a中，年胸径生长量保持在2.3 cm以上。然而，1997年秋以来，遭受了连续干旱后的1998~1999年2 a内，这些无性系的年胸径生长量不足0.7 cm，生长严重受阻。同样，在无灌溉条件下，这些无性系生长不良，表现一般。说明这些小钻类无性系喜肥水，在立地条件好的情况下表现突出(表 5)。

3.4 各种杨树无性系苗期表现与造林后表现差异较大

一些无性系苗期表现好，生长快，然而在造林后，则表现一般，失去培养价值。表明一些无性系在苗期水肥条件好的情况下生长快，但不适宜在立地条件差的地区种植。相反，一些无性系苗期排序在后，但造林后各项指标都表现突出。如建10、小黑8401、白林2号、黑林1号、中林86-22等。表明各无性系在不同水肥条件下表现差异大。因此，苗期表现，只是初步筛选评价的依据之一，入选范围应该大一些，否则，将会丢失优良品系(张绮纹等，1990)。在众多杨树无性系中，还有一大批无性系苗期多项指标可以达到A级标准，但造林后难以抵御寒冷，受冻严重，故未能成材被淘汰，但这些无性系在气候较暖的地区有发展潜力。

4 结论与讨论

各种优良杨树无性系都有一定的适生范围，因此，在干旱、半干旱地区要特别注重品系和立地类型的选择(赵天锡，1994)。多年实践证明，在科尔沁沙地地下水位小于2.5 m的地方，杨树长势良好，一些无性系的年胸径生长量可达2.5 cm以上，若再用抗旱深栽造林技术和加强抚育，其生长旺盛，8~10 a之内可成檩材。但地下水位超过这一深度，其生长则明显受到影响。当地下水位大于4 m时，杨树普遍生长不良，易形成“小老树”。

无性系在不同立地类型区表现有异。法库1^#、兴城、鞍杂、白林2号、欧美1-M、中林86-22等，在水肥条件好，地下水位在2.5 m以上的地方生长良好。在立地条件差，地下水位在3~4 m深的地方，以建10、小黑8401、白林2号、黑林1号、辽杂2^#、中赤黑小、拟青×山海关等无性系表现最好，值得进一步推广，但造林株行距应大于4m ×5 m。其中，以小黑8401、白林2^#、大凌河220和B6杨抗性强，干型通直，生长快表现最优。若在肥水条件好的情况下，有更大的发展优势。这些无性系在改变区域树种单一，提高林业生产水平，加快沙地综合治理有一定发展前景，值得进一步扩繁和营造示范林(表 6)。在众多杨树无性系中达到2级标准的数量较多，需要进一步观察和继续筛选。对杨树无性系的评价和选择是一项长期的工作，需要多年综合评价和考验，特别是要经得起特殊年份的考验，如极端寒冷、大旱、病虫害大发生的年份，无性系能否安然无恙，最有说服力。本项研究制定的造林评价分级标准是一个初步评价的办法，还有待于进一步完善。还需要结合做一些抗性试验，如:在生长期取枝条做不同低温处理试验、人工接种病菌和人工接虫试验，苗木早期活性测定，以及同工酶分析，将成为进一步评价无性系的重要依据。