黄土高原中部主要引进树种生长过程分析

刘广全，孙 克，何正祥，王鸿喆

（1.中国水利水电科学研究院，北京 100048；2.西北农林科技大学，陕西，杨凌 712100；3.国际泥沙研究培训中心，北京 100048；4.北京水保生态工程咨询有限公司，北京 100032）

光合器官的生长，是植物干物质积累的基础，直接决定现实林分的生产力。植物的生长是植物在体积、重量、数目等形态指标方面量的变化。植物的生长过程包括细胞的分裂和扩大，可以用细胞数目、体积、干重和鲜重等指标进行测定，还可以用生长轨迹曲线、生长速率曲线以及相对生长速率曲线来进行植物的生长分析。植物生长是植物遗传特性与环境因素综合作用的结果，也是植物本身生长潜能发挥与其与环境相适应性的全面体现。全面测定黄土高原中部延安市区乡土树种生长发育状况，对于深刻探讨区域植被建设植物材料的引进、繁殖、推广，挖掘植物和土地的生产潜力，具有重要的现实意义和长远的理论意义。

1 自然概况

研究地点位于陕西省延安市西北农林科技大学延安树木园内，该地属黄土丘陵沟壑区暖温带大陆性季风气候森林草原过渡地带，年平均气温9.4℃，极端最高气温39.9℃，极端最低气温－28.5℃，≥10℃有效积温3268.4℃，1月平均气温－6.7℃，7月平均气温22.9℃。年均降水量550.0mm，年蒸发量1585.0mm，年均相对湿度62%，无霜期180d，年日照时数2445h，最大冻土深76cm。土壤以黄绵土为主，母质为黄土，pH值为8.4，土层达100cm以上。人工植被一般发育良好。

2 测定方法

测定油松、侧柏、刺槐等人工林生物量的现存量和生产力，用标准地—标准木—分层切割法。在黄土高原南部和中部，按照林分和树种组成、林分类型、林龄、密度、海拔、坡向、坡位、坡度和土壤因子及人为干扰程度等，设置0.04hm2标准地，测定其立地因子和林分因子。对每块标准地进行每木检尺，确定平均标准木和径阶标准木，将标准木伐倒，采用分层切割法测定林木生物量的现存量。地上部分凡是树高大于11.0m的，树干采用2.0m一个区分段，树高小于11.0m者采用1.0m一个区分段，叶片和树干按区分段取样；枝条按其粗度≤0.5cm、≤2.0cm、≤4.0cm、＞4.0cm 划分为四个等级分别测定。地下部分，将土壤层次划分为0～20cm、20～40cm、40～60cm及60cm以下四个层次，根系采用全挖法，各土壤层次的根系根据根径大 小 ≤0.5cm、≤2.0cm、≤4.0cm、＞4.0cm划分四级和根桩分别测定。选取的样品现场密封于塑料袋中，带回室内称量鲜重，并测定树干、树皮、枝条、根系样品的体积，然后置于105℃下烘至恒重，称量各个样品的干重，求出各自的含水率和容积重。

3 结果分析

利用标准地－标准木－生长锥法，对黄土高原中部延安市区外来树种生长发育状况进行了较为全面的测定 （表1）。可以看出，无论是从国外，还是从国内其他地方引进到黄土高原中部延安的树种，大部分表现良好，部分已经开花结实，完成了自身的生命更新，在黄土高原具有一定的推广价值。

表1 黄土高原中部引进树种生长基本参数

3.1 树高生长分析

由图1～图16可以看出，黄土高原中部延安树木园引进的奥地利黑松、白皮松、北美乔松、大粒赤松、美国黑松、华山松、金钱松、美国黄松、美人松、纽叶松、欧洲赤松、欧洲黑松、青扦、铁杉、小粒赤松、樟子松等16个树种，林分个体树高平均生长量曲线分两种类型，以白皮松和欧洲黑松为代表的第一种类型，苗期生长较快，随着年龄的增加，树高平均生长量趋于减慢，而且逐渐稳定，另外一种类型满足正常的“慢—快—缓慢—稳中有降”的生长规律。

奥地利黑松、白皮松、北美乔松、大粒赤松、美国黑松、华山松、金钱松、美国黄松、美人松、纽叶松、欧洲赤松、欧洲黑松、青扦、铁杉、小粒赤松和樟子松林个体树高平均生长量分别为：0.439±0.091、0.279±0.046、0.278±0.022、0.396±0.078、0.403±0.074、0.260±0.052、0.409±0.044、0.535±0.052、0.305±0.021、0.286±0.060、0.447±0.082、0.535±0.072、0.255±0.018、0.251±0.044、0.422±0.017和0.403±0.050m，树高平均生长量以美国黄松和欧洲黑松的最高 （0.535±0.052m），以铁杉的最低 （0.251±0.044m），高者是低者的2.1倍，而外地乡土树种白皮松和青扦的树高平均生长量分别为：0.279±0.046和0.255±0.018m，仅大于最低者。

16个树种树高连年生长量平均值分别：0.428±0.204、0.290±0.134、0.278±0.122、0.465±0.201、0.431±0.146、0.220±0.118、0.374±0.180、0.560±0.090、0.332±0.116、0.343±0.167、0.444±0.185、0.578±0.171、0.286±0.132、0.277±0.089、0.433±0.105和0.446±0.143m，树高连年生长量平均值也是以欧洲黑松的最高，华山松的最低，前者是后者的2.63倍；所测定树种树高连年生长量的变化比较大，有一个峰值、两个峰值、多个峰值或峰值不明显等多种类型，一般第一次出现在3～5年或4～7年之间，第二次出现在10～13年或14～17年之间，树高的生长主要受遗传因素和立地条件的影响。

3.2 胸径生长分析

图1 奥地利黑松林个体树高生长量

图2 白皮松林个体树高生长量

图3 北美乔松林个体树高生长量

图4 大粒赤松林个体树高生长量

所测定的16种树种胸径平均生长量维持在一个相对稳定的状态，奥地利黑松、白皮松、北美乔松、大粒赤松、美国黑松、华山松、金钱松、美国黄松、美人松、纽叶松、欧洲赤松、欧洲黑松、青扦、铁杉、小粒赤松、樟子松等16个树种胸径平均生长量的平均值分别：1.045±0.008、0.387±0.065、0.387±0.065、0.719±0.106、0.902±0.151、0.493±0.077、0.942±0.183、1.595±0.192、0.821±0.058、0.698±0.097、0.879±0.093、1.071±0.094、0.363±0.088、0.387±0.051、0.371±0.040和1.057±0.124cm，胸径平均生长量在林木整个生长过程中变化幅度较小，以美国黄松的最高，其值达到1.595±0.192cm，青扦的最低，其值只有0.363±0.088cm，二者相差近4倍，就乡土树种白皮松、华山松、金钱松、青扦、铁杉、樟子松 （0.6048cm）与外来引进树种 （0.8488cm）相比，国外引进树种的生长量远远高于国内引进树种。

图5 美国黑松林个体树高生长量

图6 华山松林个体树高生长量

图7 金钱松林个体树高生长量

图8 美国黄松林个体树高生长量

图9 美人松林个体树高生长量

图10 纽叶松林个体树高生长量

图11 欧洲赤松林个体树高生长量

图12 欧洲黑松林个体树高生长量

图13 青扦林个体树高生长量

图14 铁杉林个体树高生长量

图15 小粒赤松林个体树高生长量

图16 樟子松林个体树高生长量

奥地利黑松、白皮松、北美乔松、大粒赤松、美国黑松、华山松、金钱松、美国黄松、美人松、纽叶松、欧洲赤松、欧洲黑松、青扦、铁杉、小粒赤松、樟子松等16个树种胸径连年生长量平均值分别为：0.953±0.297、0.461±0.263、0.499±0.130、0.842±0.268、0.737±0.378、0.422±0.167、0.684±0.374、1.249±0.350、0.760±0.358、0.896±0.328、0.823±0.406、0.930±0.194、0.376±0.241、0.407±0.176、0.383±0.197和0.868±0.355cm，胸径连年生长量平均值及其变幅均以美国黄松的为最大，值为1.249±0.350cm，青扦的为最小，仅为0.376±0.241cm，前后二者相差3倍以上；白皮松、华山松、金钱松、青扦、铁杉、樟子松乡土树种胸径连年生长量平均值为0.5452cm，美国黄松、奥地利黑松、北美乔松、大粒赤松、美国黑松、美人松、纽叶松、欧洲赤松、欧洲黑松、小粒赤松等10个树种外国引进树种胸径连年生长量平均值为0.8019cm，高出乡土树种50.0%以上。

在整个生长进程中，针叶树胸径连年生长量变化比平均生长量的变化起伏较大，部分树种有多个峰值出现，部分树种出现逐渐上升趋势，部分树种出现逐渐下降趋势，而且胸径生长与气候条件有密切的关系，如近几年延安地区的大气降水条件较好，胸径生长明显加快 （图17～图32），树木的其他生长指标也表现良好的态势。

图17 奥地利黑松林个体胸径生长量

图18 白皮松林个体胸径生长量

图19 北美乔松林个体胸径生长量

图20 大粒赤松林个体胸径生长量

图21 美国黑松林个体胸径生长量

图22 华山松林个体胸径生长量

图23 金钱松林个体胸径生长量

图24 美国黄松林个体胸径生长量

图25 美人松林个体胸径生长量

图26 纽叶松林个体胸径生长量

图27 欧洲赤松林个体胸径生长量

图28 欧洲黑松林个体胸径生长量

图29 青扦林个体胸径生长量

图30 铁杉林个体胸径生长量

图31 小粒赤松林个体胸径生长量

图32 樟子松林个体胸径生长量

4 结论

（1）黄土高原中部引进的奥地利黑松、美国黄松、美人松、欧洲赤松、欧洲黑松等16个树种，林分个体树高平均生长量曲线分两种类型，以欧洲黑松为代表的第一种类型，苗期生长较快，随着年龄的增加，树高平均生长量趋于减慢且逐渐稳定，另外一种类型满足正常的“慢—快—缓慢—稳中有降”的生长规律。

（2）引进的16个树种树高平均生长量为0.369±0.097m，以美国黄松和欧洲黑松的最高（0.535±0.052m），以铁杉的最低 （0.251±0.044m）；树高连年生长量平均值为0.387±0.104m，欧洲黑松的最高，华山松的最低，前者是后者的2.63倍；

（3）引进的16树种胸径平均生长量在林木整个生长过程中变化幅度较小，以美国黄松的最高 （1.595±0.192cm），青扦的最低 （0.363±0.088cm），二者相差近4倍，就乡土树种白皮松、华山松、金钱松、青扦、铁杉、樟子松（0.6048cm）与外来引进树种 （0.8488cm）相比，国外引进树种的生长量远远高于国内引进树种。16树种胸径连年生长量平均值为0.7056±0.2570cm，美国黄松的最大（1.249 ±0.350cm），青扦的最小 （0.376±0.241cm），外国引进树种高出乡土树种50.0%以上。

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