文章信息
- 张海, 牛秀峰, 孙平阳, 柏延芳.
- Zhang Hai, Niu Xiufeng, Sun Pingyang, Bai Yanfang.
- 黄土丘陵沟壑区多树种立地适生性评价试验研究
- Research on Adaptability Evaluation of Various Tree Species to Sites in Loess Hilly and Gully Region
- 林业科学, 2005, 41(5): 66-71.
- Scientia Silvae Sinicae, 2005, 41(5): 66-71.
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文章历史
- 收稿日期:2003-02-08
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作者相关文章
黄土高原植被稀少,优良树种匮乏,水土流失严重(崔浪军,2003)。为恢复植被、促进生态系统重建已做了大量的研究工作,试验证明:退耕还林种草,增加植被覆盖是减少水土流失的重要举措(Sharpley, 1987; Bond et al., 1969)。但由于其恶劣的生态条件导致植树成活率低、收益小(侯庆春,2000),影响了群众退耕还林的积极性。为求效益,近几年各地引种比较活跃,为了避免其盲目性及不必要的损失,我们从1989年起陆续引进水保林及经济林树种105种,分属于15科25属,对其筛选驯化,鉴选出了8科12属90余个适应当地生长的优良树种,并对其立地条件进行了研究,提出了本区不同树种适生立地范围,丰富了林木种质资源。
1 试验区自然条件试验地设在米脂县无定河流域,海拔900~1 300 m,气候类型属暖温带干旱区,年平均气温8.8 ℃,绝对最高气温38 ℃,绝对最低气温- 25 ℃,无霜期160 d。年降雨量平均421.5 mm, 多集中在7、8、9三个月,占全年降水量的65%,干燥度1.14。试区内土壤黄绵土,剖面发育不明显,土体均一,通透性好。50 cm土层土壤中有机质、N、P、K含量分别为2.31、0.43、2.1、18.3 g·kg-1,pH值8.35。
2 试验材料及方法引种材料来自内蒙、甘肃、山西、青海等相近似生态区,每种不少于150株,苗龄2年生,大小基本一致,生长健壮,于1989年春季分别定植于峁顶,≤15°阴坡、阳坡,坡度≥20°阴坡、阳坡及沟底6种不同立地; 种植密度水保林为2 m×2 m, 经济林为3 m×3 m; 每个处理面积0.07 hm2; 定植后浇水30 kg, 每10 d浇1次,分3次浇完,以后逐年减少浇水量,进行抗旱适应性锻炼。
整地措施:陡坡地及峁顶种植水保林,峁顶坑植,坑径100 cm, 坑深80 cm, 内垫熟土; ≥20°陡坡地以大鱼鳞坑种植,坑径110 cm; 15~20°坡地以水平阶或反坡梯田为主,宽度因地形而异,在水平阶及梯田中挖坑种植; 沟底为常规种植,坑径110 cm。观察记载其物候期、生长量等。1990—2000年,每年6—9月树木生长活跃期于每月10日用TDR时域反射仪测定立地50~150 cm处土壤水分4次,计算平均值。以称重法测定经济林产量、以皮尺测量乔木林材积,分别作为其适应性评价标准。
3 适宜性评价标准参照世界粮农组织土地产出适宜性评价及黄土高原树木引种适应性评价标准(林关石等,1996),结合本区不同树种生长特性,经济林以年收益、乔木林以材积作为评价依据,将不同树种对本区环境适应性定为3个等级,S1高度适宜:土地对树种无明显的限制性,树种抗逆性强,可正常生长,年收益大于10%;S2适宜:土地对树种有一定的限制性,树种抗逆性中等,可完成生长周期,年收益10%以下; S3土地对树种有明显的限制性,树种不能完成生长周期(张海等,2002)。
4 结果及分析 4.1 引进树种生长量与立地关系 4.1.1 松科(Pinaceae)引种4属7种:雪松属雪松(Cedrus deodara),落叶松属黄花落叶松(Larix olgensis)、华北落叶松(Larix principis-rupprechtii), 云杉属白扦(Picea meveri)均因干旱及寒冷死亡,引种失败; 松属赤松(Pinus densiflora),生长不良。现存樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)、油松(Pinus tabulaeformis)2种,以阴坡生长最好; 峁顶及缓阳坡虽能成活但生长缓慢,20年生林分木材蓄积量仅为28~30 m3·hm-2,单株立木材积仅0.05 m3(表 1)。
引进3属3种:刺柏属杜松(Juniperus rigida)、侧柏属侧柏(Platydadus orientalis)生长最好,圆柏属圆柏(Sabina chinensis)次之; 立地以峁顶、陡坡生长最好,沟底多死亡(表 1)。
4.1.3 杨柳科(Salicaceae)共引进2属16种:杨属大青杨(Populus ussuriensis),柳属暴竹柳(Salix fragilis)、河南垂柳(Salix babylonica)和黑皮柳(Salix limprichtii),由于不适应本区冬季寒冷及春夏干旱引种失败。现存山杨(Populus davidiana)、胡杨(Populus diversifolia)、乌柳(Salix cheilophila)等2属11种; 立地以缓阴坡、沟底水分条件较好的立地环境生长最好,陡坡及缓坡阳面多死亡,峁顶不能生长(表 2)。
引入10属19种116个品种经济林,经10余年引种驯化,现存8属48种。苹果属(Malus):引进37个品种,在水平台田上生长良好,土壤含水量67.0%~100.0 g·kg-1。其中秦冠、金冠等3个品种10年产量达8 000~22 500 kg·hm-2, 内盈利率均大于10%,为高度适宜; 红玉、红富士、新红星10年生产量5 000~8 000 kg·hm-2,内部盈利率15%~18.5%,由于本区伏旱严重,品质较差,为中等适宜。李属(Prunus)引入5个种,其中桃(Prunus persica Batsch)49个品种,杏(Armeniaca wilgaris Lan.)12个品种,现桃存12个品种,杏存10个品种。在10~20°水肥条件较好的缓坡地生长良好。桃品种:大久保、布目早生、斗口大红3个品种10年生产量达7 000~8 000 kg·hm-2; 杏品种:大黄杏、曹杏、葫芦杏、梅杏4个品种,10年生产量达9 500~10 500 kg·hm-2,年收益均大于10%,为高度适宜。梨属(Pyrus)引进17个品种,水平台田生长良好,以砀山酥梨最好,雪花梨、鸭梨次之,单产8 000~12 000 kg·hm-2,年收益大于15%,属高度适宜。本区光热资源充足,是杂果优生区,李属、梨属植物生长良好,果品含糖量高,着色充分,品种好。
4.1.5 豆科(Leguminosae)引进4属4种,其中合欢属合欢(Albizzia julibrissin)、皂角属山皂角(Gleditsia japonica)2树种不适宜本区冬季寒冷之环境,冬季冻死,引种失败。刺槐(Robinia pseudoacacia)为本区主要水保林树种,在缓坡地及25°以上阴坡地上生长良好,为高度适宜。在25°以上阳坡地土壤含水量仅43~49 g·kg-1仍能生长,但生长缓慢,成林不成材,材积过小。国槐(Sophora japonica)在沟边院落生长良好,15年立木材积可达0.011 m3,为高度适宜。
4.1.6 鼠李科(Rhamnaceae)引进枣属(Ziziphus)1属2种11个品种,均为高度适宜,在缓坡地梯田生长良好,立地土壤水分54.0~63.0 g·kg-1, 以赞皇大枣(Ziziphus jujuba Mill. cv. Spineless)表现最佳,10年生鲜枣产量可达12 000~15 000 kg·hm-2, 年收益大于20%,已成为本区主要经济林树种。
4.1.7 桑科(Moraceae)引进1属2种22个品种,表现较好的有白桑(Morus alba L)的盘青、墨玉和蒙桑(Morus mongolica Schneid)的蒙古桑3个品种,抗旱、抗冻,在缓坡以下地生长良好,要求立地土壤水分不低于60 g·kg-1,特别是垄沟栽培成活率可达98%以上,在获得经济收益的同时可显著的减少水土流失,为高度适宜。
4.1.8 苦木科(Simaroubaceae)引入1属1种,臭椿属臭椿(Ailanthus altissima Swingle)在本区生长良好,越冬性强,尤其在山坡中下部及庭院生长迅速,是较好的用材树种,13年生单株立木材积0.023 m3,属高度适宜,但不宜成片造林。
引进的杉科水杉(Metasequoia glyptostroboides)、胡桃科核桃(Juglans regia)、桦木科虎榛子(Ostryopsis davidiana)、壳斗科辽东栎(Quercus liaotungensis)、榆科白榆(Ulmus pumila)、杜仲科杜仲(Eucommia ulmoides)、玄参科毛泡桐(Paulownia tomentosa)等不适宜本区冬季严寒,春季干旱之气候,各种立地条件下均未成活,不宜引种。
4.2 引进树种对立地水肥需求在各种作物施肥水平基本一致的条件下,以缓坡地为对象,2000—2004年间每年秋季树木落叶后测定不同树种之水肥消耗,取其平均值(表 3)。
从表 3可见,在0~50 cm根系活跃层中经济林N含量较低,且至50~100 cm下降较大,说明N素自然淋失较少,利用率高; 而水保林0~50 cm土层N含量与50~100 cm土层差异不大,N吸收较少; 经济林消耗磷、钾量也较水保林高。同时可看出水保林可有效的提高土壤中有机质含量,在0~50 cm土层中,刺槐林有机质含量4.47 g·kg-1、侧柏4.35g·kg-1分别比对照2.93g·kg-1高52.5%及48.3%,利于土壤结构的改善; 但刺槐林耗水量较大,0~50 cm土层含水量40.2 g·kg-1比对照45.6g·kg-1下降13.4%,樟子松、侧柏耗水量较少分别比对照高6.6%、8.1%;说明水保林可改善土壤结构,涵养水分,与Doyle等(1975; 1977)观点一致。
4.3 引进树种立地适宜性评估 4.3.1 经济林树种立地评估按照沟底、缓坡、陡坡及其阴阳面5种不同立地条件,对引进之经济树种进行适应性评估,李属、梨属、苹果属所有品种在陡坡地上均生长不良; 桃、杏20余个品种在缓坡地阳面及沟底生长良好,阴面生长不良; 梨17个品种在缓坡阴阳面均生长良好(表 4),为本区优生树种; 苹果属所有品种在缓坡地均可生长,但品质较差,丰水、歉水年份品质相差悬殊,非本区优生树种。
选择刺槐、杨树、油松、旱柳4种该区主载树种,按照不同立地测定其林分蓄积量,进行适宜性评估(表 5)。
从表 4、5可以看出,立地显著地影响着树木生长,同一树种由于立地不同,其效益相差甚远; 如经济林宜在缓坡地种植,刺槐、油松宜在峁顶及陡坡地种植,杨树、柳树宜在土壤水分较高的沟底及坡底种植。
5 结论杨柳科中旱柳、小叶杨、河北杨、合作杨,豆科中刺槐、中槐,苦木科臭椿,柏科侧柏、杜松、圆柏,松科樟子松、油松,桑科盘青、墨玉、蒙桑等水保林树种,均适宜本区生长,但由于立地不同差异很大,要按立地条件进行科学配置,如杨柳科、桑科等比较喜水的树种宜植于坡底、沟畔等土壤水分比较充足的地方。豆科、松科、柏科等抗旱性好的树种宜植于陡坡、峁顶,做为护坡水保林,并与一定的水保工程措施相配合,特别是松科樟子松立地要求比较严格,在20°以下的阴坡地生长良好,大于20°坡地及沟底、坡底生长不良。
蔷薇科梨、桃、杏、苹果、鼠李科枣等经济树种大部分品种适宜本区生态环境,是本区的主要经济林树种,特别是杏、枣、梨大部分品种抗旱性好,品质佳,效益好,可在本区广泛种植。但均应植于水肥条件较好的缓坡地,枣可种阳坡,杏可种阳坡及半阴坡,梨阴、阳坡均可,并按不同生长期及时灌水、施肥。
豆科树种抗旱耐瘠薄,可在20°以上陡坡地种植,由于本区坡底降水下渗困难,土壤含水量较低,造林时密度不宜过大,且应与其他耗水较少的树种如侧柏等搭配形成混交林。
黄土高原丘陵沟壑区坡大沟深,小环境变化多样,土壤含水差别大,树木在引种成活的前提下,造林时一定要注意其立地条件及小环境水、汽、热的变化。
崔浪军, 梁宗锁. 2003. 沙棘-杨树混交林生物量、林地土壤特性及其根系分布特征研究. 林业科学, 39(6): 1-8. DOI:10.3321/j.issn:1001-7488.2003.06.001 |
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