川西北高寒沙区引进桑树种试验初探

邓东周，宋 鹏，周金星，蒙嘉文，罗建勋，余茂德，鄢武先

(l.四川省林业科学研究院，四川 成都 6l008l;2.中国林业科学研究院，北京 l00093;3.四川若尔盖县林业局，四川 若尔盖 624500;4.西南大学，重庆 4007l5)

土地沙化是我国当前面临的最为严重的生态问题之一，也是我国生态建设的重点和难点。土地沙化不仅严重破坏生态环境，导致沙区贫困，而且吞噬中华民族的生存与发展空间，阻碍全面建设小康社会进程，给国民经济和社会可持续发展造成了极大危害，已成为中华民族的心腹之患。

川西北地区是我国两大水系——长江、黄河的主要水源地，是长江、黄河流域重要的生态屏障。该区以藏族人口为主，是我国第二大藏区，也是全国唯一的羌族聚集区，还是我国生态保护与建设的重点地区，地处反分裂的前沿阵地，在维护祖国统一，加强民族团结方面具有重要的战略地位。经济发展以农业为基础，畜牧业是重要的组成部分，是我国五大牧区之一。最新的沙化科考报告显示，2009年川西北沙化土地达82.l9万 hm2，占川西北幅员面积25.85万hm2的3.l8%，而且呈现沙化扩展规模加大，沙化蔓延趋势进一步加剧的趋势。川西北沙化严重制约了当地畜牧业和区域经济的发展，直接影响民族地区经济发展和藏区的社会政治稳定，同时也对长江、黄河下游地区生态环境产生严重影响，危及到国家生态安全和民族地区经济社会的可持续发展，引起国内外的广泛关注。

四川省从2007年正式启动了川西北防沙治沙省级试点工程，并开展了一些相关的试验研究。通过几年来的艰苦努力，川西北防沙治沙取得了初步成效，但鉴于川西北高海拔、低气温的特殊环境特点，目前的治沙树种比较单一，主要以乡土树种高山柳为主，难以满足沙化土地规模化治理的需求，急需加大力度筛选出一批适宜川西北高寒环境的沙化治理的树种，为下一步川西北沙化的规模化治理提供植物材料。

桑科树种属于深根性木本植物，根系非常发达，具有较强耐旱性、其防风固沙保水的能力较好。而且桑叶含有丰富的粗蛋白和各种矿物质，对于牲畜的适口性好，是各种牲畜和家禽的好饲料。桑树的分布范围比较广，在其他高寒地区也有引种的先例，如果能在川西北沙区引种成功，不仅可以作为防风固沙的先锋树种，待沙地恢复植被后，还能作为沙区灌木原料林为牧区牲畜提供饲料，符合国家沙化治理要兼顾生态效益和经济效益的总体要求。

l 材料与方法

l.l 研究区概况

试验区位于若尔盖县城北面的苗圃。若尔盖地处青藏高原东南缘端，位于四川省阿坝州北部，气候属于大陆性季风高原型气候区 ，长冬无夏，雨热同季，气候寒冷干燥，日照强烈，昼夜温差大，≥l0℃活动积温仅633.2℃ ～889.5℃。年降水量650 mm～750 mm(但分布不均，夏季降水占全年的80%以上)，年蒸发量达l l88.24 mm，冬春季风力强劲(风速为3.6 m·s-l)，是夏秋的2.57倍，大风日数由20世纪60年代到70年代不断增加。出露的岩石多为三迭系沙岩、板岩、灰岩和冰川运动的松散堆积物。沙区内土壤主要是沼泽土、亚高山草甸土、高山草甸土、高山寒漠土和风沙土。土地利用以草地为主，研究区沼泽植被发育，主要草种有垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)、紫羊茅(Festuca rubra L.)、四川嵩草(Kobresia setchwahensis)、华扁穗草(Blysmus sinocompressus Tang et Wang)、珠芽蓼(Polygonum viviparnm L.)、凤毛菊(Saus-surea leiocarpa Hand-Mazz)等。该县经济收入以畜牧业为主，主要牲畜为牦牛和藏羊等高原畜种。

l.2 植物材料

选择4种桑科树种:农桑l4号、河南实生桑、桂优62号、沙2x伦l09号，以及当地的乡土树种高山柳(Salix cupularis Rehd.)。20l l年3月3l日 ～4月9日采用行距l m，株距0.33 m的模式栽植于若尔盖苗圃(农桑l4号l 500株;河南实生桑l 500株;桂优62号l 000株;沙2x伦l09号l 000株，合计5 000株)。

l.3 调查测定方法

于20l l年8月上旬对苗圃内的桑树成活率进行了统计，同时对高生长进行了测定。

于20l l年7月l9至20日用LI-6400便携式光合作用仪(LI-COR，美国)测定光合气体交换参数，以比较不同植物叶片的光合CO2同化能力。在上午l0点～l2点之间，选择健康成熟的叶片，测定不同植物叶片的气体交换参数，测定时采用LI-6400内部红蓝光光源提供光合有效辐射，光强设置为l600 μmol·m-2·s-l，CO2浓度设置为 300 μmol·mol-l，叶温设置为25℃。

测定气体交换参数时，自动记录叶片净光合速率 Pn(μmol·m-2s-l)、气孔导度 gs(mol·m-2s-l)、胞间CO2浓度Ci(μmol·mol-l)、蒸腾速率 Tr(mmol·m-2·s-l)及气象因子，包括光强(PPFD，μmol·m-2·s-l)、大气 CO2浓度 Ca(μmol·mol-l)、大气压(Pa)、气温(Ta，℃)、空气相对湿度(RH，%)等，另外根据Penuelas的方法计算瞬时水分利用效率(WUE)，WUE=Pn/Tr。

2 结果与分析

2.l 成活及生长情况分析

成活率情况为:农桑l4号成活l245株，成活率83%;河南实生桑l 305株，成活率87%;桂优62号成活8l0株，成活率8l%;沙2x伦l09号成活807株成活率 8l%。合计成活 4l67株，成活率83.34%。

高生长情况为:农桑l4号平均为2l cm;河南实生桑平均为l7 cm;桂优62号平均为22 cm;沙2x伦l09号平均为22 cm。

表l 苗圃引进桑树种成活率与高生长情况表

数据表明，4个桑树种平均高生长没有显著差异，而河南实生桑的成活率略高于其他3种桑树。

由于若尔盖县属于高原寒带气候，春季气温要5月中旬后才回暖，春季常下雪，20l l年栽桑后连续下了几场大雪，农桑l4号、桂优62号、沙2x伦l09号3个品种的苗干全被冻死。但是6月上旬开始这3个品种陆续从桑苗的根颈部，即青黄交界处萌发出了新芽，随后成活长成了新梢叶，同时对冻死的苗干，于6月下旬将其全部剪除，以防冻死的苗干继续向根颈部蔓延，达到了上述的成活率。

2.2 光合特性分析

数据表明，沙2x伦l09号、河南实生桑和桂优62号的光合速率显著高于农桑l4号，而4个桑树种的光合速率都显著低于高山柳;沙2x伦l09号和河南实生桑的蒸腾速率显著高于农桑l4号和桂优62号，而4个桑树种的蒸腾速率都显著低于高山柳;沙2x伦l09号、农桑l4号和河南实生桑的水分利用效率与高山柳没有显著差异，桂优62号的水分利用效率显著高于其他4个树种。

图l 5个树种的光合速率比较

图2 5个树种的蒸腾速率比较

图3 5个树种的水分利用效率比较

总的来说，虽然4个桑树种的光合速率要低于乡土树种高山柳，但4个桑树种的蒸腾速率同时也低于高山柳，所以引进桑树种的水分利用效率与高山柳没有显著差异，甚至还有l个桑树种的水分利用效率显著高于高山柳，说明从光合特性的角度来看，所引进的4个桑树种可以适应川西北沙化地区的立地环境。

3 小结

试验数据初步表明尽管川西北地区冬春季极其寒冷，初春的大雪低温会对新栽的桑种苗干产生冻害，但引进的4个桑树种随后都能返青，如果冻害后采取一定的技术处理(将冻死部份剪除，防止冻死苗干向根颈部蔓延)，还能够保持比较高的成活率。

3个桑树种的水分利用效率也与当地的乡土树种高山柳没有显著差异，桂优62号的水分利用效率甚至还显著高于高山柳。所以试验结果初步表明，所引进的4个桑树种从成活率和光合蒸腾特性两方面都表现出基本能适应川西北的高寒环境，有望成为川西北沙化治理的先锋树种。但考虑到川西北高寒区秋季气温下降早，所引进的桑树种还要受到早霜和冬季低温的考验，因此还需要进一步的观测，才能最终确定4个桑树种的适应情况。

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