柠条锦鸡儿( Caragana korshinskii)系豆科(Leguminosae)锦鸡儿属灌木(牛西午等，2003)，具有极强的防风固沙、保护水土和改良土壤的作用，是我国北方地区重要的治沙造林先锋树种及水土保持植物，茎叶发达、营养丰富，热值高，为可再生生物能源，不仅是良好的灌木饲料，同时还具有重要的药用和观赏价值，也是优良的工副业原料(程积民等，2000；2001；姜凤岐等，1982)，在黄土高原地区发挥了重要的生态、经济和社会效益。黄土高原尤其是半干旱区地貌类型复杂、气候多变、水资源缺乏且分配不均，导致不同立地条件下微环境变化差异较大(徐炳成等，2004；陈云明等，2002)，致使区域荒坡裸露、植被退化、水土流失严重。人工灌草植被虽然能够迅速覆盖地表，起到保持水土和改善局部地段生态环境的作用，但是多年生灌草地受不同立地条件及坡位的影响也会造成土壤旱化和形成土壤干层(李玉山，2001)，有可能进一步引起土壤和植被退化(赵艳云等，2005)，最终导致植物群落衰败和生态系统的退化(郭忠升等，2003；李耀林等，2011)。据有关文献报道，长期以来，对柠条锦鸡儿灌木林分的生长过程缺乏定量和定性研究，未能实现合理的经营管理，致使林地生产力低下、平茬期过长、生长衰退(王力等，2005；王庆锁，1994；周择福等，1997)。中国科学院水利部水土保持研究所在宁夏固原选择适宜的水平阶整地方式，并以荒山不整地做对照，连续进行23年野外长期定位观测。本研究采用试验的部分长期观测数据，定量分析柠条锦鸡儿灌木林生长的时空变异特征，研究不同坡位及水平阶整地方式下柠条锦鸡儿的生长发育特点与生长规律，为揭示植物对干旱区环境的适应机制及荒坡柠条锦鸡儿种植与科学管理提供依据。

研究区位于宁夏固原河川乡上黄村东山中国科学院水利部水土保持研究所野外试验站建立的柠条锦鸡儿灌木林基地，面积670 hm²，属黄土高原典型半干旱区，海拔1 600～1 850 m，年均降水量413 mm(1983—2009年)，年均降水的变异系数为0.199，丰水年占25.0%，平水年占37.5%，干旱年占37.5%。降水量少，且时空分布不均，6—9月份占年降水量的65%～ 75%；年均气温6～7 ℃，≥10 ℃年积温2 100～3 200 ℃；年蒸发量1 400～2 065 mm，干燥度1.5～2.0。植被属森林草原向典型草原的过渡类型，草地植被退化严重，覆盖度不足50%，生物量仅1 200 kg·hm^-2。柠条锦鸡儿灌木林间长芒草(Stipa bungeana)、高针茅(S． grandis)、厚穗冰草(Agropyron dasystachys)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)、百里香( Thymus mongolicus)、阿尔泰狗娃花(Heteropappus altaicus)、星毛委陵菜(Potentilla acaulis)和多裂委陵菜(P． multifida)等草本植物生长旺盛，形成灌草复层结构。土壤为黄绵土和黑垆土，上坡、中坡和下坡土层分别厚160，110和95 m。

1985年4月在宁夏固原上黄村东山半阳坡，采用水平阶工程整地方法种植灌木柠条锦鸡儿，水平阶阶面宽80～100 cm，反坡(外高内低)3～5°，沿山体水平延伸，阶间距150～200 cm。在水平阶阶面穴播种植柠条锦鸡儿，每水平阶种植1行，株距150 cm，密度为2 200株·hm^-2。在荒坡直接带状穴播种植柠条锦鸡儿作为对照(对照区与水平阶工程整地种植区均设在同一坡面上，坡向、坡度、坡位及种植密度相同)。

种植当年柠条锦鸡儿幼苗木质化后，分别在水平阶工程整地种植区和荒坡种植区(即对照区)的上坡(海拔1 650 m)、中坡(海拔1 730 m)和下坡(海拔1 830 m)各设置1块10 hm²样地，每块样地设3块4 m×4 m样方。1985—2007年每年7月上旬，对各样方内的全部植株(每块样方6株)测定分枝数量、株高和地径。每年7月上旬，在固定样方垂直方向外5 m处，选择10株柠条，齐地面刈割测定地上生物量(每年向前延伸)。在固定样方水平方向外5 m处选择6株柠条，隔年10月采用剖面法测定根系生物量，深度0～300 cm(每年向前延伸)。

用Excel2003和SPSS13.0对数据进行处理和分析。

由表 1可知:水平阶下坡柠条锦鸡儿灌木幼龄(1～7年生)林株高年均生长14.17 cm，比荒坡提高45.33%，水平阶中坡11.43 cm，比荒坡提高38.27%，水平阶上坡7.30 cm，比荒坡提高32.49%；水平阶下坡柠条锦鸡儿灌木中龄(8～15年生)林株高年均生长9.52 cm，比荒坡提高26.43%；水平阶中坡9.52 cm，比荒坡提高23.48%，水平阶上坡10.65 cm，比荒坡提高43.92%；水平阶下坡柠条锦鸡儿灌木老龄(16～23年生)林株高年均生长10.11 cm，比荒坡提高2.10%，水平阶中坡4.34 cm，荒坡5.19 cm高于水平阶，水平阶上坡4.07 cm，荒坡5.86 cm高于水平阶。

表 1 不同整地方式下不同坡位柠条锦鸡儿灌木林株高生长变化 Tab.1 Change of the heights of Caragana korshinskii under different soil preparation models at different slope positions

表 1 不同整地方式下不同坡位柠条锦鸡儿灌木林株高生长变化 Tab.1 Change of the heights of Caragana korshinskii under different soil preparation models at different slope positions cm 林龄 Stand age / a 下坡Lower 中坡Middle 上坡Upper 水平阶 Level terrace CK 水平阶 Level terrace CK 水平阶 Level terrace CK 1 24.05 ±1.25 12.31 ±0.95 19.85 ±1.69 11.52 ±0.95 20.84 ±2.41 8.65 ±1.21 2 25.72 ±1.23 18.20 ±1.25 23.47 ±1.43 13.26 ±0.96 23.75 ±2.27 10.24 ±1.33 3 29.06 ±0.84 21.23 ±2.35 25.99 ±0.87 18.25 ±2.31 26.63 ±1.35 15.68 ±2.31 4 63.23 ±4.47 32.31 ±3.65 45.42 ±8.38 25.66 ±3.25 36.53 ±1.83 22.58 ±1.35 5 81.80 ±6.56 46.25 ±5.24 52.27 ±8.63 35.62 ±4.22 41.76 ±0.34 33.21 ±2.56 6 93.06 ±6.17 52.32 ±5.38 77.35 ±7.34 42.15 ±5.24 48.45 ±2.13 36.25 ±3.68 7 99.17 ±7.16 68.25 ±6.22 79.99 ±7.79 57.96 ±6.54 51.10 ±2.16 38.60 ±4.25 8 121.58 ±8.05 71.25 ±7.15 103.78 ±4.38 61.25 ±5.47 62.33 ±1.56 42.35 ±6.58 9 124.09 ±7.75 76.55 ±7.25 118.52 ±2.26 68.52 ±6.21 71.62 ±1.21 49.58 ±5.87 10 138.18 ±9.61 80.24 ±6.58 126.42 ±1.99 72.31 ±6.98 84.96 ±31.8 55.24 ±6.65 11 148.73 ±9.08 85.65 ±6.99 128.26 ±2.32 79.54 ±7.25 96.40 ±2.77 59.05 ±5.98 12 167.16 ±10.87 92.56 ±8.45 134.77 ±3.07 82.35 ±6.95 105.64 ±3.17 64.52 ±5.45 13 169.87 ±10.79 105.48 ±9.24 136.73 ±3.24 89.42 ±7.65 115.89 ±2.64 71.58 ±6.35 14 173.66 ±11.31 112.42 ±10.20 143.06 ±3.32 93.84 ±5.68 124.59 ±2.56 85.64 ±9.58 15 175.36 ±10.98 128.47 ±11.20 156.14 ±3.16 119.65 ±11.23 136.33 ±2.06 97.77 ±9.58 16 185.37 ±9.57 132.07 ±12.01 159.72 ±3.52 126.25 ±12.34 142.64 ±2.25 102.05 ±11.24 17 192.10 ±10.74 141.21 ±13.52 163.97 ±3.34 133.27 ±10.65 148.60 ±2.66 111.25 ±10.5 18 198.68 ±13.04 148.21 ±12.55 167.55 ±3.47 139.47 ±6.35 154.11 ±2.51 122.12 ±9.58 19 216.82 ±12.82 156.22 ±13.27 176.18 ±3.07 142.15 ±9.56 159.52 ±2.62 131.25 ±8.27 20 228.91 ±13.35 168.23 ±16.25 178.86 ±2.82 146.21 ±12.58 162.34 ±2.14 136.58 ±11.24 21 241.62 ±9.76 176.55 ±10.88 182.46 ±3.14 148.02 ±10.81 166.11 ±3.42 139.25 ±8.02 22 249.75 ±9.31 188.65 ±17.27 185.87 ±3.07 154.21 ±13.25 167.17 ±3.50 141.28 ±9.58 23 256.22 ±10.32 207.63 ±12.59 190.84 ±5.00 161.18 ±12.15 168.91 ±3.51 144.61 ±10.51

由表 2可知: 23年间水平阶柠条锦鸡儿灌木林单株柠条锦鸡儿年均分枝数表现为下坡＞上坡＞中坡；水平阶柠条锦鸡儿灌木林下坡每株柠条锦鸡儿年均分枝数为3.04个，荒坡年均分枝数为1.70个，水平阶比荒坡对照提高78.82%；中坡每株柠条锦鸡儿年均分枝数为2.26个，荒坡年均分枝数为1.78个，水平阶比荒坡提高26.97%；上坡每株柠条锦鸡儿年均分枝数为1.43个，荒坡年均分枝数为0.91个，水平阶比荒坡提高57.14%。水平阶整地的3个坡位单株柠条锦鸡儿年均分枝数均高于荒坡。

表 2 不同整地方式不同坡位单株柠条锦鸡儿分枝数量变化 Tab.2 Change of the branches number of Caragana korshinskii under different soil preparation models at different slope positions

表 2 不同整地方式不同坡位单株柠条锦鸡儿分枝数量变化 Tab.2 Change of the branches number of Caragana korshinskii under different soil preparation models at different slope positions 林龄 Stand age / a 下坡Lower 中坡Middle 上坡Upper 水平阶 Level terrace CK 水平阶 Level terrace CK 水平阶 Level terrace CK 1 3 ±1.04 1 ± 0. 02 3 ±0.75 1 ± 0. 03 2 ± 0. 83 2 ± 0. 68 2 7 ± 1. 24 3 ± 0. 77 6 ± 1. 80 2 ± 0. 52 3 ± 0. 91 2 ± 0. 68 3 10 ± 1. 72 4 ± 0. 78 8 ± 1. 21 6 ± 0. 68 5 ± 1. 20 2 ± 1. 05 4 13 ± 1. 34 7 ± 0. 96 10 ± 1. 43 6 ± 0. 98 9 ± 1. 60 4 ± 1. 68 5 16 ± 1. 49 9 ± 1. 12 12 ± 1. 24 7 ± 1. 35 11 ± 1. 62 5 ± 2. 15 6 19 ± 2. 29 10 ± 1. 21 14 ± 1. 17 11 ± 2. 61 12 ± 1. 34 6 ± 2. 98 7 19 ± 2. 64 11 ± 1. 08 15 ± 0. 67 11 ± 3. 56 14 ± 1. 15 9 ± 2. 36 8 27 ± 2. 64 12 ± 0. 98 19 ± 1. 23 12 ± 2. 56 16 ± 1. 27 11 ± 3. 65 9 29 ± 1. 84 15 ± 1. 35 20 ± 1. 31 14 ± 2. 33 19 ± 1. 11 11 ± 3. 65 10 34 ± 2. 16 18 ± 2. 34 22 ± 1. 33 16 ± 3. 87 21 ± 1. 23 12 ± 5. 64 11 35 ± 2. 05 22 ± 2. 54 24 ± 1. 46 17 ± 3. 54 22 ± 1. 13 15 ± 8. 25 12 45 ± 6. 97 23 ± 2. 65 25 ± 1. 14 18 ± 4. 56 24 ± 1. 29 15 ± 6. 25 13 47 ± 6. 59 23 ± 3. 65 27 ± 1. 20 18 ± 6. 25 25 ± 1. 12 16 ± 5. 24 14 48 ± 6. 30 24 ± 3. 98 30 ± 4. 30 19 ± 5. 15 26 ± 0. 93 17 ± 6. 54 15 46 ± 5. 86 24 ± 3. 35 33 ± 3. 65 20 ± 3. 26 27 ± 0. 91 19 ± 4. 56 16 46 ± 5. 52 25 ± 4. 68 34 ± 2. 99 21 ± 5. 12 28 ± 1. 15 21 ± 6. 58 17 49 ± 5. 96 26 ± 5. 25 36 ± 3. 70 23 ± 5. 24 22 ± 3. 63 21 ± 5. 87 18 51 ± 5. 92 26 ± 6. 18 41 ± 6. 00 24 ± 3. 26 25 ± 2. 85 22 ± 6. 59 19 58 ± 4. 20 30 ± 5. 87 61 ± 15. 12 25 ± 5. 98 27 ± 3. 69 24 ± 4. 28 20 64 ± 3. 13 31 ± 5. 87 60 ± 14. 87 35 ± 6. 95 29 ± 3. 78 24 ± 6. 98 21 64 ± 3. 56 32 ± 4. 35 57 ± 14. 75 36 ± 5. 68 31 ± 3. 77 26 ± 6. 44 22 66 ± 3. 11 34 ± 3. 68 57 ± 15. 58 37 ± 7. 22 32 ± 3. 41 27 ± 8. 68 23 70 ± 3. 84 39 ± 5. 21 52 ± 13. 57 41 ± 5. 32 33 ± 10. 22 21 ± 9. 21

由表 3可知: 23年间水平阶柠条锦鸡儿灌木林和荒坡柠条锦鸡儿灌木林年均地径生长量均表现为下坡＞中坡＞上坡。水平阶柠条锦鸡儿灌木林下坡年均地径生长量为0.12 cm，荒坡为0.08 cm，水平阶比荒坡提高50.00%；水平阶柠条锦鸡儿灌木林中坡年均地径生长量为0.11 cm，荒坡为0.08 cm，水平阶比荒坡提高37.50%；水平阶柠条锦鸡儿灌木林上坡年均地径生长量为0.10 cm，荒坡为0.07 cm，水平阶比荒坡提高42.86%。水平阶整地的3个坡位柠条锦鸡儿年均地径生长量均高于荒坡对照。另外，柠条锦鸡儿灌木林地径年均生长量总体较小，可能原因为: 1)柠条锦鸡儿周围的野生牧草生长旺盛，与柠条锦鸡儿进行水分和土壤肥力竞争，直接影响柠条锦鸡儿植株的生长；2)柠条锦鸡儿没有进行过平茬利用，衰败老化现象严重，直接影响地径的生长。

表 3 不同整地方式下不同坡位柠条锦鸡儿地径的生长变化 Tab.3 Change of the ground diameter of Caragana korshinskii under different soil preparation models at different slope positions

表 3 不同整地方式下不同坡位柠条锦鸡儿地径的生长变化 Tab.3 Change of the ground diameter of Caragana korshinskii under different soil preparation models at different slope positions cm 林龄 Stand age /a 下 坡 Lower 中坡Middle 上坡 Upper 水平阶 Level terrace CK 水平阶 Level terrace CK 水平阶 Level terrace CK 1 0.197 ±0.047 0.056 ±0.041 0.271 ±0.057 0.123 ±0.062 0. 178 ± 0. 022 0. 056 ± 0. 015 2 0. 241 ± 0. 040 0. 147 ± 0. 025 0. 377 ± 0. 055 0. 128 ± 0. 045 0. 244 ± 0. 018 0. 069 ± 0. 023 3 0. 329 ± 0. 052 0. 245 ± 0. 038 0. 544 ± 0. 053 0. 221 ± 0. 068 0. 509 ± 0. 112 0.124 ±0.031 4 0. 354 ± 0. 050 0. 298 ± 0. 028 0. 743 ± 0. 049 0. 321 ± 0. 054 0. 632 ± 0. 090 0. 352 ± 0. 06 5 0.765 ±0.103 0. 523 ± 0. 062 1. 097 ± 0. 076 0.564 ±0.023 0. 710 ± 0. 061 0. 456 ± 0. 03 6 1.083 ±0.105 0. 721 ± 0. 075 1. 300 ± 0. 060 0. 865 ± 0. 048 0. 861 ± 0. 068 0. 624 ± 0. 06 7 1. 214 ± 0. 063 0.889 ±0.051 1. 385 ± 0. 042 1. 077 ± 0. 033 1. 068 ± 0. 019 0. 867 ± 0. 12 8 1. 421 ± 0. 044 0. 928 ± 0. 042 1. 486 ± 0. 037 1. 121 ± 0. 058 1. 207 ± 0. 030 0. 924 ± 0. 24 9 1. 475 ± 0. 037 1. 121 ± 0. 034 1. 554 ± 0. 032 1.154 ±0.068 1. 271 ± 0. 020 0. 982 ± 0. 29 10 1. 512 ± 0. 031 1. 185 ± 0. 023 1. 598 ± 0. 037 1.186 ±0.067 1. 316 ± 0. 036 1. 121 ± 0. 28 11 1. 549 ± 0. 025 1. 24 ± 10. 021 1. 628 ± 0. 023 1. 217 ± 0. 069 1. 385 ± 0. 038 1. 135 ± 0. 35 12 1. 661 ± 0. 026 1. 265 ± 0. 033 1.741 ±0.024 1. 245 ± 0. 075 1. 487 ± 0. 054 1. 156 ± 0. 41 13 1. 719 ± 0. 036 1. 295 ± 0. 036 1. 784 ± 0. 018 1. 298 ± 0. 044 1. 577 ± 0. 057 1. 215 ± 0. 62 14 1. 900 ± 0. 045 1. 312 ± 0. 035 1. 831 ± 0. 017 1. 315 ± 0. 054 1. 654 ± 0. 044 1. 244 ± 0. 45 15 1. 986 ± 0. 036 1. 369 ± 0. 012 1. 879 ± 0. 016 1. 346 ± 0. 065 1. 714 ± 0. 039 1. 293 ± 0. 81 16 2.184 ±0.039 1. 425 ± 0. 054 1. 925 ± 0. 024 1.384 ±0.055 1. 780 ± 0. 039 1. 315 ± 0. 62 17 2. 451 ± 0. 052 1. 481 ± 0. 035 2. 032 ± 0. 021 1. 421 ± 0. 075 1. 871 ± 0. 028 1. 365 ± 0. 33 18 2. 502 ± 0. 050 1. 519 ± 0. 065 2. 172 ± 0. 021 1. 479 ± 0. 065 1. 973 ± 0. 023 1. 394 ± 0. 54 19 2.524 ±0.053 1. 581 ± 0. 054 2. 306 ± 0. 024 1. 571 ± 0. 066 2. 129 ± 0. 027 1. 425 ± 0. 39 20 2. 643 ± 0. 054 1. 612 ± 0. 065 2. 352 ± 0. 024 1. 596 ± 0. 066 2. 243 ± 0. 040 1. 468 ± 0. 65 21 2. 696 ± 0. 049 1. 635 ± 0. 042 2. 384 ± 0. 028 1. 624 ± 0. 085 2. 283 ± 0. 032 1. 497 ± 0. 54 22 2. 238 ± 0. 044 1. 721 ± 0. 045 2. 425 ± 0. 039 1. 673 ± 0. 076 2. 320 ± 0. 030 1. 514 ± 0. 51 23 2. 768 ± 0. 049 1. 871 ± 0. 021 2. 460 ± 0. 037 1. 732 ± 0. 091 2. 345 ± 0. 243 1. 691 ± 0. 67

由表 4可知:水平阶下坡幼龄(1～7年生)柠条锦鸡儿灌木林地上生物量年均增长量为252.01 kg· hm^-2，荒坡为180.49 kg·hm^-2，水平阶比荒坡对照提高39.63%；水平阶中坡为244.76 kg·hm^-2，荒坡为193.79 kg·hm^-2，水平阶比荒坡对照提高23.60%；水平阶上坡为259.40 kg·hm^-2，荒坡为194.03 kg·hm^-2，水平阶比荒坡对照提高33.69%。水平阶下坡中龄(8～15年生)柠条锦鸡儿灌木林地上生物量年均增长量为298.19 kg·hm^-2，荒坡为187.73 kg·hm^-2，水平阶比荒坡对照提高58.84%，水平阶中坡为289.26 kg·hm^-2，荒坡为150.68 kg· hm^-2，水平阶比荒坡对照提高91.997%，水平阶上坡为261.51 kg·hm^-2，荒坡为163.38 kg·hm^-2，水平阶比荒坡对照提高60.06%。水平阶下坡老龄(16～23年生)柠条锦鸡儿灌木林地上生物量年均增长量为173.79 kg·hm^-2，荒坡为162.21 kg· hm^-2，水平阶比荒坡对照提高7.14%；水平阶中坡为168.79 kg·hm^-2，荒坡为163.08 kg·hm^-2，水平阶比荒坡对照提高3.50%；水平阶上坡为138.20 kg·hm^-2，荒坡为132.59 kg·hm^-2，水平阶比荒坡对照提高4.23%。可见，中龄期水平阶整地柠条锦鸡儿生物量年均增长量较大，老龄期则增长缓慢，在中龄林阶段进行全面平茬利用，即可获得较高生物量，也可促进柠条锦鸡儿灌木林的复壮更新，防止植株老化衰败。

表 4 不同整地方式下不同坡位柠条锦鸡儿灌木林地上生物量变化 Tab.4 Change of the aboveground biomass of Caragana korshinskii under different soil preparation models at different slop positions

表 4 不同整地方式下不同坡位柠条锦鸡儿灌木林地上生物量变化 Tab.4 Change of the aboveground biomass of Caragana korshinskii under different soil preparation models at different slop positions kg·hm -2 林龄 Stand age / a 下坡 Lower 中坡 Middle 上坡 Upper 水平阶 Level terrace CK 水平阶 Level terrace CK 水平阶 Level terrace CK 1 1 033.4 ±59.3 856.2 ±33.6 931.4 ±53.8 789.3 ±23.6 619.7 ±160.7 556.2 ±22.6 2 1 114.49 ±51.1 898.4 ±36.5 1 010.0 ±47.2 889.4 ±31.5 867.1 ±192.9 715.6 ±36.9 3 1 287.9 ±54.1 925.5 ±42.3 1 117.2 ±39.6 1 023.8 ±33.6 1 049.9 ±226.5 985.7 ±56.7 4 1 418.6 ±42.8 984.2 ±65.2 1 309.9 ±39.4 1 087.5 ±45.6 1 175.4 ±202.2 1 056.2 ±98.6 5 1 479.0 ±18.7 1 023.6 ±56.2 1 465.4 ±48.9 1 129.1 ±56.3 1 285.6 ±193.2 1 211.6 ±68.5 6 1 659.1 ±29.4 1 124.1 ±78.9 1 634.9 ±50.8 1 192.8 ±69.5 1 575.1 ±208.8 1 298.5 ±94.5 7 1 764.1 ±71.4 1 263.4 ±66.8 1 713.3 ±30.0 1 356.5 ±68.5 1 815.8 ±183.8 1 358.2 ±112.6 8 2 181.4 ±111.7 1 531.4 ±78.5 2 016.8 ±62.9 1 542.9 ±102.3 1 981.7 ±220.8 1 456.2 ±213.2 9 2 441.8 ±290.3 1 691.2 ±112.3 2 615.8 ±141.4 1 645.8 ±112.5 2 354.7 ±268.8 1 552.4 ±213.8 10 2 789.7 ±134.3 1 825.4 ±102.8 2 819.5 ±180.9 1 755.3 ±124.9 2 479.1 ±269.8 1 649.8 ±226.3 11 3 142.1 ±159.2 1 923.1 ±124.2 3 028.9 ±211.3 1 895.3 ±165.2 2 585.3 ±292.6 1 811.6 ±198.6 12 3 605.2 ±111.7 2 011.4 ±156.4 3 405.2 ±140.6 1 975.2 ±155.2 3 207.6 ±321.7 1 893.2 ±155.6 13 3 825.9 ±136.3 2 263.5 ±133.6 3 565.1 ±169.4 2 183.6 ±145.6 3 392.9 ±293.9 2 133.5 ±210.3 14 3 994.1 ±129.9 2 565.1 ±136.8 3 821.9 ±199.6 2 356.5 ±183.6 3 748.2 ±242.2 2 512.8 ±223.6 15 4 149.6 ±143.6 2 765.2 ±145.8 4 027.4 ±229.3 2 561.9 ±199.6 3 907.9 ±247.5 2 665.2 ±196.5 16 4 291.7 ±140.05 2 893.5 ±178.5 4 176.8 ±211.8 2 693.5 ±201.5 3 981.0 ±245.2 2 698.4 ±218.5 17 4 440.6 ±107.0 2 961.5 ±199.5 4 366.6 ±228.3 2 866.5 ±223.6 4 069.8 ±240.9 2 786.2 ±224.8 18 4 644.0 ±147.5 3 621.5 ±213.5 4 532.9 ±252.3 2 957.3 ±213.9 4 337.7 ±314.6 3 112.5 ±231.5 19 4 889.0 ±154.9 3 921.5 ±266.5 4 811.6 ±295.9 3 122.6 ±198.6 4 643.3 ±305.3 3 858.6 ±215.6 20 5 072.5 ±113.3 3 350.1 ±213.5 4 973.7 ±320.3 3 365.9 ±188.2 4 750.3 ±293.9 3 456.9 ±205.6 21 5 215.9 ±110.2 3 894.6 ±231.5 5 111.6 ±321.0 3 587.5 ±266.5 4 801.9 ±269.5 3 665.8 ±233.1 22 5 389.2 ±99.5 4 211.5 ±226.9 5 258.1 ±278.2 3 710.6 ±209.7 4 938.4 ±209.1 3 686.5 ±235.6 23 5 539.9 ±136.8 4 062.9 ±238.6 5 377.7 ±243.9 3 866.5 ±216.2 5 013.5 ±198.7 3 725.9 ±226.5

由表 5可知:采用水平阶整地的下坡、中坡和上坡幼龄柠条锦鸡儿灌木林0～300 cm地下生物量与荒坡幼龄林3个坡位相比分别提高了35.59%，23.74%和19.59%；水平阶整地中龄林分别较荒坡提高了50.17%，46.34%和44.45%；水平阶整地老龄林分别较荒坡提高了30.76%，25.63%和28.85%。

表 5 不同整地方式下不同坡位柠条锦鸡儿灌木林地下生物量变化 Tab.5 Change of the underground biomass of Caragana korshinskii under different soil preparation models at different slope positions

表 5 不同整地方式下不同坡位柠条锦鸡儿灌木林地下生物量变化 Tab.5 Change of the underground biomass of Caragana korshinskii under different soil preparation models at different slope positions kg·hm -2 林龄 Stand age /a 坡位 Slope position 地下生物量 Underground biomass 水平阶 Level terrace CK 幼龄期 Young-age period 下 Lower 7 620. 5 ±22. 14 5 620. 2 ± 120. 3 中 Middle 6 452. 3 ±32. 15 5 214. 4 ±102. 41 上 Upper 5 827. 2 ±98. 56 4 872. 5 ±210. 51 中龄期 Middle-age period 下 Lower 11 800. 7 ±55. 62 7 858.4 ±156. 24 中 Middle 10 651.4 ±65.41 7 278.5 ±112. 45 上 Upper 9 652. 6 ±77. 58 6 682. 3 ±156. 41 老龄期 Old-age period 下 Lower 10 781. 2 ±89. 24 8 245. 1 ±98.65 中 Middle 9 869. 2 ±88. 62 7 855.5 ±90. 67 上 Upper 9 047. 6 ±98. 62 7 021. 8 ± 88. 75

运用SPSS统计软件对水平阶整地方式下的不同坡位柠条锦鸡儿灌木林生物量、分枝数、地径和株高的年生长量进行回归分析(表 6)。由表 6可知:柠条不同坡位单株地上生物量、单株分枝数、地径和株高生长在其达到最大值之前均基本符合Logistic生长模型。

表 6 柠条锦鸡儿灌木林各生长指标年变化的Logistic 方程^① Tab.6 Logistic equation of Caragana korshinskii annual growth index

表 6 柠条锦鸡儿灌木林各生长指标年变化的Logistic 方程① Tab.6 Logistic equation of Caragana korshinskii annual growth index 指标 Index 坡位 Slope positon 回归方程 Regression equation R2 单株地上生物量年均增长量 Mean annual growth of individual aboveground biomass (W) 下 Lower $W=\frac{3}{1+2.254{{\text{e}}^{\text{-0}\text{.1566}t}}}$ 0. 992** 中 Middle $W=\frac{3}{1+2.406{{\text{e}}^{\text{-0}\text{.1555}t}}}$ 0. 992** 上 Upper $W=\frac{3}{1+2.728{{\text{e}}^{\text{-0}\text{.1532}t}}}$ 0. 982** 单株分枝数年均增长量 Mean annual growth of individual branch number ( R) 下 Lower $R=\frac{75}{1+0.169{{\text{e}}^{\text{-0}\text{.2095}t}}}$ 0. 955** 中 Middle $R=\frac{65}{1+0.250{{\text{e}}^{\text{-0}\text{.2132}t}}}$ 0. 893** 上 Upper $R=\frac{35}{1+0.227{{\text{e}}^{\text{-0}\text{.2009}t}}}$ 0. 902** 地径年均增长量 Mean annual growth of individual ground diameter (D) 下 Lower $D=\frac{3}{1+3.802{{\text{e}}^{\text{-0}\text{.2219}t}}}$ 0. 961** 中 Middle $D=\frac{3}{1+1.706{{\text{e}}^{\text{-0}\text{.1473}t}}}$ 0. 905** 上 Upper $D=\frac{3}{1+2.667{{\text{e}}^{\text{-0}\text{.1578}t}}}$ 0. 928** 株高年均增长量 Mean annual growth of individual height (H) 下 Lower $H=\frac{300}{1+0.290{{\text{e}}^{\text{-0}\text{.1720}t}}}$ 0. 942** 中 Middle $H=\frac{200}{1+0.040{{\text{e}}^{\text{-0}\text{.2182}t}}}$ 0. 971** 上 Upper $H=\frac{200}{1+0.048{{\text{e}}^{\text{-0}\text{.1875}t}}}$ 0. 987** ①01; t:时间 Time(a)

在黄土高原半干旱区，采用水平阶整地与荒坡对照种植柠条锦鸡儿，对23年连续测定数据的统计分析表明，不同坡位水平阶整地与荒坡相比，幼龄期(1～7年生)地上生物量提高23.60%～39.63%，中龄期(8～15年生)提高58.84%～91.97%，老龄期(16～23年生)提高3.50%～7.14%。幼龄期地下生物量提高19.59%～35.59%，中龄期提高44.45%～50.17%，老龄期提高25.63～30.76%。幼龄期柠条锦鸡儿各指标的生长变化较小，这与有关研究结果相一致(李耀林，2011)，该阶段不宜对柠条锦鸡儿进行放牧或平茬利用；中龄期柠条锦鸡儿对各种环境因素及立地条件适应性增强，各生长指标在稳定增长，水平阶与荒坡相比各生长指标均显著提高，此阶段对柠条锦鸡儿进行全面平茬利用，可提高单位面积生产力；老龄期随着柠条锦鸡儿生长对土壤水分和养分的不断消耗及生理生态特性的变化，植株开始衰败老化，各生长指标逐渐下降，此时进行平茬利用会影响柠条锦鸡儿的自然分枝与生物量形成。另外，柠条灌木林23年各生长指标的生长过程基本符合Logistic生长模型:

$ y=\frac{u}{1+v+{{e}^{-kt}}}\left(u，v和k均大于0 \right)， $

通过实测数据建立的该模型，具有一定的实用性和科学价值。

对柠条锦儿的株高、生物量等生长指标的研究表明，柠条锦鸡儿在幼龄期和中龄期的生长主要利用土壤中贮存的水分和养分，植株生长旺盛，当柠条锦鸡儿生长进入老龄期，林地土壤水分和养分就严重亏缺，而植株生长需要依靠天然降水和人为补充养分(程积民等，2005；李英年等，1998；张彩琴等，2007)。因此，柠条锦鸡儿虽然是黄土高原半干旱区造林的优良树种，但对灌木林不仅要进行坡面水分调控(水平阶整地)，还要及时进行合理的平茬利用与抚育管理，才能促进其持续生长，发挥最大的生态经济效益，反之不利于柠条锦鸡儿的自然更新与持续生长。