半干旱风沙区抗逆性树种引进试验研究初报

梁爱军

(山西省林业科学研究院,山西 太原 030012)

晋北半干旱风沙区植被稀少,沙尘天气频繁,生态条件恶劣。20世纪五六十年代营造的大面积小叶杨林,在挡风阻沙中起着关键的作用,但随着时间的推移,小叶杨生长势逐渐衰退,病虫害严重,防护效益锐减。虽然近 10 a来,随着京津风沙源工程的实施,营造了大面积针阔混交林,改造了一部分防护效益下降的小叶杨纯林,土地沙化得到了控制,当地生态环境得以改善。但从造林树种来看,仍以樟子松、油松、柠条为主,树种单调,植物材料多样性少,直接影响到半干旱风沙区稳定生态体系的建立和生态效益持续、长久的发挥。为了丰富当地的造林树种,增加植物的多样性,开展了半干旱风沙区抗逆性树种引进试验研究。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

2009年 4月从内蒙古林业科学研究院包头试验基地引进了银水牛果、蒙古扁桃、花棒、白刺、蒙古莸、霸王、长柄扁桃、醉鱼草、沙柳、黄柳、乌柳等11种树种的苗木,苗高均为 50 cm～ 100 cm。

银水牛果(Shepherdia argentea),胡颓子科水牛果属,灌木或小乔木,2002年从美国引进。耐盐碱,耐干旱,耐瘠薄,适宜在沙化土地上生长。可作为经济树种,其果实红色至橙红色,可食用。

蒙古扁桃 (Amygdalusmongolica),蔷薇科李属,稀有濒危植物,是耐旱、耐寒的小灌木。分布于内蒙古、甘肃、宁夏等地。种仁含油率可达60%,核果为著名干果,可食用。

长柄扁桃(Prunus peduncu lata Pall.),又名山豆子,属蔷薇科李属,旱生灌木,高可达1.5 m。零星散生于草原及荒漠草原,分布于我国内蒙古、宁夏等地。

蒙古莸 (Caryopterismongolica),马鞭草科莸属,落叶灌木。耐旱,耐寒,分布于内蒙古、甘肃、宁夏等地,为国家 3级保护植物。

花棒(Hedysarum scoparium),豆科岩黄蓍属,落叶灌木。根系发达,耐旱。分布于内蒙古、甘肃、青海、新疆等地。枝叶可做饲料,种子可食用,又是蜜源植物。

霸王(Zygophyllum xanthoxylum),又名霸王柴、木霸王,蒺藜科霸王属,旱生灌木,高可达1.5 m。主要分布于内蒙古、青海等地。

醉鱼草(Budd leia alyernifolia),马钱科醉鱼草属,落叶灌木或小乔木,高可达4m,耐干旱。分布于西北等地,海拔1 200m～ 1 800m的山坡灌丛。

白刺(N itraria sibirica),蒺藜科白刺属,落叶灌木,用种子繁殖。耐干旱,耐盐碱,果可食,能制醋。主要分布于辽宁、内蒙古、宁夏、青海、新疆等地。

沙柳(Salix psammophila),杨柳科柳属,灌木。抗逆性强,较耐旱,抗风沙,耐盐碱,耐严寒和酷热。喜适度沙压,萌蘖力强。主要分布于内蒙古、河北、陕西、甘肃、青海、四川等地。

乌柳(Sa lix cheilophila),杨柳科柳属,灌木或小乔木,树高可达5m以上。主要分布于甘肃、宁夏、青海、西藏、四川、云南等地。

黄柳(Sa lix gordeivii Chang et SkV.),杨柳科柳属,多年生灌木,高 1m～3m。耐寒,抗风沙,耐沙埋。喜生于荒漠地带、固定和半固定沙丘。分布于辽宁、吉林、宁夏和内蒙古等地。

1.2 试验方法

1.2.1 试验地点

试验地点设在山西省大同县巨乐乡,距县城20 km,属半干旱风沙丘陵区。

1.2.2 试验设计

以柠条为对照树种,共 12种树种,采用随机区组设计,3次重复,12个小区,每小区4株～ 20株,株行距 2m×2m。整地方式为穴状整地,规格 40 cm×40 cm。采用常规方法栽植,栽后修剪、平茬、浇水、培土。

1.2.3 土壤含水量的测定

采用 TZS系列土壤水分测定仪测定根系集中分布(深度为 20 cm～ 30 cm)处的土壤含水量。

2 结果与分析

在半干旱风沙区,春季降水量小,风沙大,是最干旱的季节。4月份进行春季造林,苗木栽后能否成活取决于其对春旱的忍耐程度。为了分析不同引进树种的抗旱性,对苗木成活期土壤含水量变化与苗木成活率之间的关系进行了分析。

2.1 不同时期土壤含水量变化

2009年 4月 11日,按试验设计进行造林,并浇水、培土,12日开始测定土壤含水量,之后每隔 6 d测量1次。不同时期深度为20 cm～ 30 cm处的土壤含水量见表1。

表1 不同时期20 cm～30 cm处土壤含水量 %

根据表1中的数据,绘制出不同时期土壤含水量分布图,见图1。

图1 不同时期20 cm～30 cm处土壤含水量

从表1,图1可知,4月至 6月期间,土壤干旱。4月 12日,即浇水后的第 2天,土壤湿度较高,含水量达到 20.1%,之后土壤含水量逐日下降,4月30日土壤含水量降至9.3%。由于一般树种的萎蔫系数均在9%以下,所以4月份的土壤含水量均高于耐干旱树种的萎蔫系数,也就是说,在决定造林成活的最关键时期,土壤含水量能够满足引进树种的要求。5月上旬土壤含水量继续下降,10日有少量降水产生,因此,12日土壤含水量有所升高,以后一直下降,5月底降至5.5%。6月没有有效降水,月初土壤含水量已很低,仅 4.3%,虽然整个 6月变化幅度不大,但总体仍是下降趋势,6月30日土壤含水量已降至 2.5%,达到了大多数树种的萎蔫系数。

2.2 不同树种成活率调查分析

从 4月至 6月的土壤含水量变化分析可知,6月底土壤含水量已达到了大多数树种的萎蔫系数,也就是说,苗木成活与否已有定论。因此,可以6月底的苗木成活率为指标,对不同树种的抗旱能力进行分析比较。不同树种成活率见表2。

表2 不同树种成活率 %

从表2可知,各树种的成活率不同,花棒和银水牛果成活率较低,分别为 20.4%和 40.0%,白刺成活率最高为 86.3%,其他树种的成活率在52.4%～74.6%之间。对不同树种的成活率进行了方差分析,结果见表3。

表3 方差分析

由表3可知,不同树种间的成活率差异达到显著水平。

为了对各树种的抗旱能力进行评价,根据表2中的数据绘制出不同树种成活率分布图,如图2。

图2 不同树种成活率分布

从图2分析得知,以成活率为指标进行树种抗旱能力评价,供试的 12种树种的抗旱能力可分为4个等级:白刺抗旱能力最强;霸王、蒙古扁桃、沙柳、乌柳、醉鱼草次之;黄柳、长柄扁桃、蒙古莸、柠条中等;银水牛果、花棒较差。

3 结论

从内蒙古林科院包头试验基地引进的银水牛果、蒙古扁桃、花棒、白刺、蒙古莸、霸王、长柄扁桃、醉鱼草、沙柳、黄柳、乌柳等 11种灌木树种中,白刺成活率最高为 86.3%,花棒和银水牛果成活率较低,分别为 20.4%和 40.0%,其他树种的成活率在52.4%～74.6%之间。不同树种抗旱能力差异较大,将以上树种的抗旱能力分为 4个等级:白刺抗旱能力最强,霸王、蒙古扁桃、沙柳、乌柳、醉鱼草次之,黄柳、长柄扁桃、蒙古莸中等,银水牛果、花棒较差。初步得出了比柠条抗旱力强的 6种树种,即白刺、霸王、蒙古扁桃、沙柳、乌柳、醉鱼草。

[1] 郭学斌,郑智礼.半干旱风沙区防风林树种选择研究[G]∥跨世纪的抉择.太原:山西科学技术出版社,2000.

[2] 程 婕,白翠霞 ,梁 伟,等.退耕还林还草地区土壤有效水含量及蓄水性能研究 [J].陕西林业科技,2005(4):1-3.

[3] 吕 皎,李任敏,李莲枝.石灰岩中山区常见树种苗木凋萎系数研究初报[J].山西林业科技,1990(2):12-14.