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凌源野皂荚生物、生态学特性调查与资源利用探讨

2013-05-29刘洪伟白瑞兴魏金杰

防护林科技 2013年3期
关键词:凌源皂荚柔毛

刘洪伟,白瑞兴,魏金杰

(1.辽宁省凌源青龙河省级自然保护区管理处,辽宁 朝阳 122500;2.辽宁省凌源市林业局,辽宁 朝阳 122500)

野皂荚(Gleditsiamicrophylla)为豆科皂荚属植物,产于河北,山西,河南、山东、陕西。多生于海拔350~1 300m黄土丘陵、多石山坡、石灰岩山地。笔者2004年5月在凌源市前进乡石门沟发现一片野皂荚林,面积1hm2。据当地长者介绍,此片野皂荚在他们很小的时候就已存在,但当地群众一直将其作为薪炭林每2~3年平茬一次。此前辽宁境内只记载皂荚(G.sinensis)、山皂荚(G.japonica)与其变种无刺山皂荚(G.japonicavar.inermis)。此发现不但填补辽宁野生树种空白,而且为瘠薄石灰岩山地造林增加了一个优良的造林树种。经8年实地观测调查,已初步掌握其在凌源地区的生物、生态学特性并积累了多年调查数据。因此,可为今后辽西地区开展石质山造林及开发利用野皂荚资源提供科学依据。

1 调查地概况

1.1 坐落

野皂荚林坐落于凌源市西南的前进乡石门沟。林分地理坐标为40°53′20″—40°53′23″N,119°07′44″—119°07′48″E,海拔570~600m。

1.2 气候与土壤状况

本区属暖温带大陆性季风气候,总的气候特点是十年九旱,风、雹、洪涝、霜冻等灾异频发,有时甚至几种同时或交错发生。年平均气温为8.5℃,绝对最高温度42.3℃,绝对最低温度-30.5℃,≥10℃积温3 255℃,无霜期150d,日照时数2 850h。年平均降水量464mm,主要集中在6~8月,约占全年降水量的70%,年蒸发量为2 097mm。基岩为石灰岩,土壤为碳酸盐褐土,土层厚度2~18cm。

1.3 伴生树种与地被植被

植物区系为华北植物区系与内蒙植物区系的过渡地带,但以华北植物区系为主。伴生树种有荆条(Vitexnegundovar.heterophylla)、黄 榆 (Ulmus macrocarpa)、小叶白蜡(Fraxinusbungeana)、花木兰(Indigoferakirilowii)、多花胡枝子(Lespedeza floribunda)、西伯利亚杏(Prunussibirica)、鹅耳枥(Carpinusturczaninowii)、细 叶 小 檗 (Berberis poiretii)、大花溲疏(Deutziagrandiflora)、华北绣线菊(Spiraeafritschiana)、三裂绣线菊(S.trilobata)、小叶锦鸡(Caraganamicrophylla)、小叶鼠李(Rhamnusparvifolia)、万年蒿(Artemisiagmelinii)等。地被植物有石竹(Dianthuschinensis)、长蕊丝石竹(Gypsophilaoldhamiana)、委陵菜(Potentillachinensis)、三叶委陵菜(P.freyniana)、远志(Polygalatenuifolia)、水棘针(Amethysteacaeruylea)、甘野菊(Chrysanthemumseticuspe)、南玉带(Asparagusoligoclonos)、山 丹 (Liliumpumiium)、野古草(Arundinellahirta)、白羊草(Bothriochloaischemum)、丛生隐子草 (Cleistogenescaespitosa)、糙隐子草 (C.squrosa)、茜草(Rubia cordifolia)、披针叶苔草(Carexlanceolata)等。

2 野皂荚形态特征与生物、生态学特性

现林分为2002年平茬后的萌生林,林龄11a。笔者从2004年开始对此林分野皂荚的形态特征、生物生态学特性进行调查研究。

2.1 野皂荚形态特征

小乔木或称灌木状,高达5m,枝灰白色至浅棕色,幼枝被短柔毛,老时脱落。刺细短,长针形,长1.5~4.5cm,不分枝或有少数短小分枝。叶为一回或二回偶数羽状复叶(具羽片2~4对),小叶5~10(13)对,薄革质,斜卵形至长椭圆形,长6~24mm,宽3~10mm,植株上部的叶片比下部的为小,先端圆钝,基部偏斜,阔楔形,边全缘,上面无毛,下面被短柔毛。小叶柄短,长1mm,被短柔毛。雄雌异株,顶生圆锥花序;花序长5~12cm,被短柔毛。苞片3,最下一片披针形,长1.5mm,上面两片卵形,长1mm,被柔毛。雄花直径约5mm,花托长约1.5 mm,萼片3~4,披针形,长2.5~3mm,花瓣3~4,卵状长圆形,长约3mm,与萼裂片外面均被短柔毛,里面被长柔毛。雄蕊6~8;雌花直径约4mm,萼裂片4,三角状披针形,长1.5~2mm,两面被短柔毛,花瓣4,卵状长圆形,长2mm,外面被短柔毛,里面被长柔毛。雄蕊4,与萼片对生;子房具长柄,无毛,有胚珠1~3。荚果扁薄,斜椭圆形或斜长圆形,长3~6cm,宽1~2cm,红棕色至深褐色,无毛,先端有纤细的短喙,果颈长1~2cm;种子1~3粒,扁卵形或长圆形,长7~10mm,宽6~7mm,褐棕色,光滑。

2.2 生物、生态学特性

经调查,林分密度13~31株·m-2,郁闭度0.8~1。山下腹立地条件相对好些,土层厚度11~18 cm,中部土层厚度5~10cm,山脊部基本无土壤,大部为风化母质。多年观测,平茬后萌生植株树龄4~5年开花,此片野皂荚大多为雄株,只有小部分雌株结实。由于每年的物候期差异较大,凌源地区野皂荚3月下旬至4月上旬叶芽膨大,4月上、中旬萌芽,4月中、下旬展叶,6月下旬至7月上旬开花,9月中、下旬荚果成熟。

野皂荚根系发达,主、侧、须根分布面大,叶面积与蒸腾量相对较小,耐旱性极强。观测发现生于野皂荚林内的小叶白蜡、荆条、隐子草等耐干旱植物叶片在特殊干旱季节常见萎蔫现象,有时甚至在次日清晨仍未复原,而野皂荚却无此现象。其适应性强、易繁殖、病虫害少、对土壤要求不严、耐干旱瘠薄,可作为辽西半干旱石灰岩低山区集水土保持、薪炭、蜜源与经济树种于一身的先锋树种。野皂荚林具有较强的防止水土流失、防风固沙及涵养水源等多重防护效能,特别是水资源匮乏的辽西地区营造野皂荚林,可减少地下水源的严重消耗,利于发展节水林业。

3 野皂荚树高、胸径生长调查

在石门沟野皂荚林分内的上、中、下腹分别随机抽取10m2样方,调查株数,测量树高、胸径、冠幅等生长因子。按平均值选取3株树木进行树木解析,结果见表1。

表1 野皂荚树高、胸径生长量

经树木解析可知,平茬后萌生植株当年高生长34~96cm,地径0.36~0.98cm。山上腹平均树高291cm、平均胸径1.33cm;中腹平均树高421cm、平均胸径2.97cm;下腹平均树高490cm、平均胸径3.63cm。由于此林分为萌生林,树高树种前5年生长较快,此后逐年下降。而地径、胸径则在5年以后逐渐加快,至9年连年生长量仍为上升趋势。

4 野皂荚极具开发利用价值

4.1 石质山造林的优良树种

辽西半干旱地区,用于荒山人工造林的树种资源匮乏,仅为油松(Pinustabuliformi)、侧柏(Platycladusorientalis)、山杏(Prunusarmeniaca)、刺槐(Robiniapseudoacacia)等几个树种,尤其是用于石质山造林的优良树种更加稀少。

凌源野皂荚树种的发现并经多年观测其适应性及抗逆性,适应性与抗逆性强,繁殖容易,造林技术简单,为凌源地区增加了更为适宜的造林树种。加之经过几十年的人工造林,其立地条件较好的宜林荒山大多已造林绿化,现有荒山多为立地条件更差的高山、远山和石质山,造林难度大,营造其他树种造林成活率低且不易郁闭成林。因而,在辽西石质山地营造野皂荚林可更加科学合理地利用石质山地资源,加快绿化进程。

4.2 开发利用价值

野皂荚作为夏季优良的蜜源植物,花期先于荆条10~15d,是刺槐花谢后荆条开花前重要的补充蜜源。每群蜜蜂可获取野皂荚花粉2~3kg,蜂蜜5~15kg,有助于荆条花前蜂产品的生产和蜂群的壮大、繁殖。

野皂荚是较好的薪炭林树种,耐平茬,材质坚硬热值高。树叶及嫩枝又是牛羊等家畜的上等饲料。

野皂荚种子是一种天然化工原料,用它生产的羟乙基龙胶粉是一种高科技、高附加值产品,广泛应用于石油钻探、纺织印染、医药、食品等行业,其副产品胡豆粉是高蛋白饲料,具有很高的经济价值,经济与社会效益巨大。

5 小结

凌源天然野皂荚林的发现,填补了辽宁野皂荚树种空白。野皂荚耐旱、耐寒、耐瘠薄,是辽西瘠薄石灰岩山地造林的优选树种。10a萌生野皂荚树高可达291~490cm,胸径1.33~3.63cm,郁闭度0.8~1。树高前5a生长较快,此后逐年下降。地径、胸径生长在5a以后逐渐加快,至9a连年生长量仍为上升趋势。野皂荚作为优良的蜜源植物,是发展蜂产业重要的补充蜜源。又是较好的薪炭林树种、高蛋白家畜饲料树种和天然化工原料树种,具有很高的经济价值。

[1]郑万均.中国树木志(第二卷)[M].北京:中国林业出版社,1985

[2]李延生.辽宁树木志[M].北京:中国林业出版社,1990

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