鄂尔多斯主要绿化树种适生立地初步研究*

2015-01-17卢立娜高崇华赵雨兴李维向王红霞缪树国任余艳

西部林业科学 2015年2期

卢立娜，高崇华，赵雨兴，李维向，王红霞，缪树国，任余艳，韩梅

(1．鄂尔多斯市林业治沙科学研究院，内蒙古鄂尔多斯017000;2．鄂尔多斯市林业局，内蒙古鄂尔多斯017000)

绿化树种的选择首先要充分了解当地的气候、土壤和降水等自然地理条件，在此基础上掌握绿化树种生物学和生态特性，只有充分认识当地自然地理特征和植物对其的适宜性，才能优选出在实践上可行的绿化树种。因此，在进行绿化设计时充分了解每一树种的适生立地条件是一项重要的基础性工作。各地区均有绿化树种适生立地条件的研究［1～6］。近年来，鄂尔多斯市的生态建设取得了较大的成就，但同时也存在一些问题，如有些地区造林成活率、保存率低以及树种生长缓慢等，导致这种现象的原因是多方面的，其中树种的生态特性与立地条件不相适应是一个主要原因。鄂尔多斯地域广阔，全区5旗2区在立地类型和土壤类型上均有差异，所以鄂尔多斯地区在绿化树种的选择上比较复杂，即使是同一地区也不能照搬照抄，对鄂尔多斯主要绿化树种适生立地类型的研究非常必要。本项研究在对全市100多种绿化树种生长情况进行调查的基础上，确定长势较好的9种为研究对象，对每一树种在硬梁地、梁地、覆沙梁地、沙地的生长状况进行调查，以揭示主要绿化树种的最适立地类型，为鄂尔多斯市今后绿化造林提供理论指导与科学依据。

1 研究区概况

鄂尔多斯市位于内蒙古的中西部，全市东西长约400 km，南北宽340 km，总面积为86 752 km2。地理位置为北纬 37°35'24″～ 40°51'40″，东经106°42'40″～111°27'20″。东部为丘陵沟壑区，西部为干旱硬梁区，南部为毛乌素沙地区，北部为黄河冲积平原区，中部为库布齐沙漠区。海拔1 000～1 500 m。该市属半干旱大陆性季风气候，冬长寒冷，夏短酷热，年均气温5．5～9．1℃，无霜期164-180天，年均降水量370～410 mm，降水多集中在7～9月，年蒸发量1 100～1 500 mm，是降水量的3～4倍。土壤中有机质含量在1%左右，全氮含量 0．05 ～1．83 g/kg，速效磷含量 4．21 ～ 12．58 mg/kg，速效钾92．63 ～228 mg/kg。

2 实验设计与数据处理

2.1 实验设计

2010年5-10月在对全市100多种绿化树种进行初步调查的基础上，确定长势较好的樟子松(Pinus sylvestris var．mongolica)、油松 (Pinus tabuliformis)、云杉 (Picea crassifolia)、国槐 (Sophora japonica)、金叶榆 (Ulmus pumila cv．jinye)、金叶莸 (Caryopteris × clandonensis“Worcester Gold”)、水蜡 (Ligustrum obtusifolium)、榆叶梅 (Prunus triloba)、红瑞木 (Swida alba)为研究对象，2011年8-9月分别对鄂尔多斯市东胜区、康巴什新区、伊金霍洛旗、鄂托克旗的以上9种树种按沙地、覆沙梁地、梁地、硬梁地立地类型进行调查。主要选择以沙地、覆沙梁地、梁地、硬梁地为立地类型的绿化地带。参考造林档案资料，每一树种不同立地类型的选择遵循栽植时苗木规格相同、栽植时间一致、管理措施相同的原则，不同立地类型树种各调查90株 (丛)，随机取样或逐株 (丛)取样。树高采用测高仪测定，胸径 (地径)采用游标卡尺测定，新生枝长度和冠幅用皮尺测定。每一调查树种基本情况见表1。

2.2 数据处理

所得试验数据均计算平均值和标准误，并进行显著性分析。所有统计分析均用SPSS软件进行。

表1 调查树种基本情况Tab．1 General conditions of survey species

3 结果与分析

3.1 立地类型划分

立地类型是造林规划设计的重要依据，进行立地分类是造林规划设计的基础工作。根据鄂尔多斯市植被生态区划，自然条件的地域分异规律，结合各立地因子与造林和林木生长的关系，将鄂尔多斯立地类型划分为11类，本研究共涉及其中4类，硬梁地、梁地、覆沙梁地和半固定沙地。各立地类型特征见表2。

表2 立地类型特征Tab．2 The characteristics of site conditions

3.2 不同立地类型9种绿化树种生物量

3．2．1 不同立地类型樟子松生物量

樟子松因其具有耐寒、耐旱、速生、材质好以及抗逆性强等特性，在我国“三北”防护林以及北方干旱、半干旱风沙区广泛引种，成为主要造林树种。由表3可以看出，樟子松在不同的立地类型上各生长量指标表现出一定的差异。胸径生长量表现为沙地＞覆沙梁地＞梁地＞硬梁地，且差异显著(P＜0．05);高度生长表现为沙地＞梁地＞覆沙梁地＞硬梁地，梁地和覆沙梁地之间无显著差异 (P＞0．05)，其他立地类型之间形成显著性差异 (P＜0．05);当年新生枝长度表现为沙地＞覆沙梁地＞梁地＞硬梁地，沙地与硬梁和硬梁地之间差异显著 (P＜0．05);不同立地类型冠幅大小表现为沙地＞覆沙梁地＞梁地＞硬梁地，硬梁地和梁地之间无显著差异 (P＞0．05)，其他立地类型存在显著差异 (P＜0．05)。综合分析胸径、高度、新生枝长度和冠幅生长量，樟子松在鄂尔多斯地区沙地生长表现最好，其次是覆沙梁地，4种立地条件下硬梁地长势最差。樟子松为喜光性深根树种，能适应土壤水分较少的山脊及向阳山坡，以及较干旱的沙土地区。多年来，许多学者从不同角度对樟子松适生立地条件进行了大量的研究［6～8］，榆林沙区不同立地条件下樟子松林木个体生长的模型拟合方程能清楚地反映出立地条件对樟子松生长的影响，表现在立地条件好，生长极限值高，连年生长量大;立地条件差，极限值低，连年生长量小［6］;张家口坝上地区樟子松最适立地研究也表明最适宜樟子松生长的立地类型是阳坡厚层土［7］，与本研究结论相同。

表3 不同立地类型樟子松生物量Tab．3 The biomass surveys under different site conditions of Pinus sylvestris var．mongolica

3．2．2 不同立地类型油松生物量

油松为阳性树种，浅根性，喜光、抗瘠薄，在硬梁地、梁地、覆沙梁地各生长量表现出一定的差异 (表4)。胸径生长表现为梁地＞硬梁地＞覆沙梁地，梁地较覆沙梁地高1．15 cm，各立地类型间形成显著差异 (P＜0．05);高度生长量指标硬梁地显著高于梁地和覆沙梁地;当年新生枝长度梁地高于硬梁地和覆沙梁地，各立地类型间无显著差异(P＞0．05);3种立地类型冠幅大小无显著性差异，硬梁地略高于其他立地类型。从胸径、高度、冠幅等指标分析，油松在硬梁地高度生长较快，梁地粗生长较快。

表4 不同立地类型油松生物量Tab．4 The biomass surveys under different site conditions of Pinus tabuliformis

3．2．3 不同立地类型云杉生物量

以往的造林经验表明云杉不适合硬梁地造林，因此，本项研究没有选择硬梁地云杉。云杉在沙地、覆沙梁地、梁地各生长量表现不同 (表5)。胸径生长量表现为沙地＞覆沙梁地＞梁地，沙地与覆沙梁地、梁地差异显著 (P＜0．05);高度生长量表现为沙地＞覆沙梁地＞梁地，差异显著 (P＜0．05);新生枝长度沙地显著 (P＜0．05)高于覆沙梁地和梁地;冠幅生长量与胸径不同，表现为覆沙梁地＞梁地＞沙地。可见云杉在沙地各项生长指标表现最好，粗生长和高生长均生长最快，当年枝条长度最长。

表5 不同立地类型云杉生物量Tab．5 The biomass surveys under different site conditions of Picea crassifolia

3．2．4 不同立地类型国槐生物量

国槐对土壤要求不严，在4种立地类型上均有生长，但生长表现出较大的差异 (表6)。胸径生长量表现为覆沙梁地显著 (P＜0．05)高于沙地和梁地，硬梁地显著 (P＜0．05)低于其他立地类型;高生长表现为梁地＞沙地＞硬梁地＞覆沙梁地;新生枝长度各立地类型间无显著差异 (P＞0．05);冠幅大小为梁地和沙地显著高于硬梁地和覆沙梁地。可见不同立地类型国槐高生长和粗生长表现不一致，覆沙梁地利于粗生长，梁地利于高生长。

表6 不同立地类型国槐生物量Tab．6 The biomass surveys under different site conditions of Sophora japonica

3．2．5 不同立地类型金叶榆生物量

金叶榆属榆科榆属，系白榆变种，是良好的彩叶乔木树种，具有较强的抗盐碱性，是中国目前彩叶树种中应用范围最广泛的一种。在鄂尔多斯市主要用于街道和公园绿化，在本次调查中并没有相同条件的沙地金叶榆，只调查了硬梁地、覆沙梁地和梁地。

表7 不同立地类型金叶榆生物量Tab．7 The biomass surveys under different site conditionsof Ulmus pumila cv．jinye

由表7可以看出，各立地条件间胸径、高度、新生枝等生长量表现出显著性差异。胸径和高度生长量均表现为硬梁地和梁地显著 (P＜0．05)高于覆沙梁地，新生枝长度和冠幅大小均表现为梁地显著 (P＜0．05)高于硬梁地和覆沙梁地。从胸径、高度、新生枝长度指标分析，金叶榆最适合在梁地生长，其次是硬梁地。

3．2．6 不同立地类型水蜡生物量

水蜡属木犀科，四季常青，耐修剪，易整形，是公园、道路及盆景的优良选择树种。水蜡在各立地类型上生长表现不同 (表8)。地径生长量表现为沙地显著高于覆沙梁地，覆沙梁地显著 (P＜0．05)高于梁地和硬梁地;高度生长量表现为沙地显著 (P＜0．05)高于硬梁地，硬梁地显著 (P＜0．05)高于梁地和覆沙梁地;新生枝长度沙地最高，显著 (P＜0．05)高于梁地和硬梁地;冠幅大小沙地和硬梁地显著 (P＜0．05)高于梁地和覆沙梁地。综合上述4项观测指标，水蜡对土壤要求不严，在鄂尔多斯4种主要立地类型上均有种植，在各立地类型上生长均较好，但以沙地生长表现最好。

表8 不同立地类型水蜡生物量Tab．8 The biomass surveys under different site conditions of Sophora japonica

3．2．7 不同立地类型金叶莸生物量

金叶莸是人工培植的落叶灌木，马鞭草科莸属植物，喜光，也耐半荫，耐旱、耐热、耐寒，在-20℃以上的地区能够安全露地越冬。根据观察，越是天气干旱，光照强烈，其叶片越是金黄，由于其较强的耐寒、耐旱特性，在鄂尔多斯园林绿化中应用非常广泛。由表9可以看出，地径生长量硬梁地最高，沙地最低，各立地类型间无显著差异 (P＞0．05);高生长以梁地最高，硬梁地显著 (P＜0．05)低于梁地，覆沙梁地和沙地显著低于硬梁地和梁地;新生枝长度硬梁地最高，各立地类型间无显著差异 (P＞0．05);冠幅以覆沙梁地最大，各立地类型间无显著差异 (P＞0．05)。综合上述4项观测指标，金叶莸由于其较强的适应性，对土壤要求不严，在各种立地类型上生长表现无明显差异。

表9 不同立地类型金叶莸生物量Tab．9 The biomass surveys under different site conditions of Caryopteris × clandonensis“Worcester Gold”

3．2．8 不同立地类型红瑞木生物量

红瑞木是伞形目山茱萸科落叶灌木，喜欢潮湿温暖的生长环境，在排水通畅、养分充足的环境，生长速度非常快。红瑞木在不同立地类型上生长差异较大 (表10)。地径生长表现为沙地＞覆沙梁地＞梁地＞硬梁地，梁地和覆沙梁地与另两种立地类型形成显著性差异;高度生长表现为沙地和覆沙梁地显著高于梁地和硬梁地;新生枝长度沙地显著(P＜0．05)高于其他3种立地类型;冠幅沙地和覆沙梁地显著 (P＜0．05)高于梁地和硬梁地。红瑞木最适合在沙地生长，其次是覆沙梁地。

表10 不同立地类型红瑞木生物量Tab．10 The biomass surveys under different site conditions of Swida alba

3．2．9 不同立地类型榆叶梅生物量

榆叶梅为蔷薇科桃属，喜光，稍耐阴，耐寒，能在-35℃下越冬。由表11可知，地径生长量在各立地类型上无显著差异 (P＞0．05)，覆沙梁地最高;高度生长量梁地显著低于其他3种立地类型，覆沙梁地最高;新生枝长度各立地类型差异不显著 (P＞0．05);冠幅大小覆沙梁地最高，显著高于硬梁地和梁地。榆叶梅对土壤要求不严，在各种立地类型上均能较好地生长，在覆沙梁地生长最好，其次是沙地。

表11 不同立地类型榆叶梅生物量Tab．11 The biomass surveys under different site conditions of Prunus triloba

4 讨论与结论

4.1 讨论

(1)评价指标的确定根据“适地适树”评价原则，树种适地性评价指标较多，可根据不同的需求选取［9］。姚晓蕊等［10］选取了树木生长快慢和抗逆性强弱作为克拉玛依农业开发区人工栽培树种生态适应性评价指标;陈和盾［11］选取稳定性和抗逆性作为干旱半干旱风沙区抗逆树种选择的评价指标;胡建忠等［12］运用综合评价法，对不同立地条件下人工栽培适生经济型乔木树种进行适地、适树、适法评价，其评价指标体系可分为30多个，根据需要有生长指标，包括树高、胸径、冠幅、生物量、郁闭度等，水土保持指标，包括林冠截留率、土壤入渗率、林地减沙率等。树种适生立地研究评价指标众多，但经验表明，树木的高生长尤其是优势木平均高对不同立地质量极其敏感，某一树种在不同的立地条件下优势木平均高有明显的差异［2］。王鹏等对帽儿山实验林场白桦适生立地条件的研究也将树高、胸径定为主要评价指标［13］。因此，本研究选择树高、胸 (地)径为主要评价指标，由于本研究所选树种大多应用于园林绿化，所以将新生枝长度和冠幅也列为评价指标。

(2)各立地类型间生长量差异与土壤的相关性本项研究中4种主要立地类型最主要的差别是土壤因子，主要土壤类型包括栗钙土、风沙土以及风沙土和栗钙土的过渡类型。各绿化树种对土壤类型的喜好不同，导致各立地类型生长量存在差异。本研究中樟子松、云杉、水蜡、红瑞木在沙地和覆沙梁地生长表现最好，适合风沙土条件生长;而油松、金叶榆在梁地和硬梁地生长表现最好，适合在栗钙土条件下生长;国槐在覆沙梁地利于粗生长，梁地利于高生长，偏于栗钙土条件下生长较好。对渭北黄土高原油松适生立地的研究表明影响油松适生立地的主要因子是土壤［14］，樟子松人工林生长与立地因子关系的研究表明影响樟子松生长的主要立地因子是 pH值、容重、CaCO3含量和有机质［7］。在实际绿化过程中根据不同树种对土壤要求的经验，在有些市区内绿化地带采取换土的措施，收到了较好的效果。因此，本项研究中相同树种各立地类型间生长量出现差异的主要因素是不同树种对土壤的要求不同，具体影响因子如土壤水分、养分、透气性等还需要进一步的研究。

(3)调查不同立地类型树种生长状况研究适生立地类型更符合实际评价单一树种的生态适应性，通常采取两种方法:一是调查该树种在不同立地上的生长状况，以一些生长量为指标进行评价;二是以造林树种为试验材料，进行一些生态适应性指标的试验，从而对其生态适应性进行评价［9］。第一种方法是对已栽植树种进行观测，此种方法自然包括一些干扰结果的影响因素，其结果更符合实际。采用此种研究方法的较多，如卫三平等［15］对不同立地条件下刺槐林生长调查，结果表明不同立地条件下刺槐林生长差异显著，同时筛选出适宜营造刺槐林的最佳立地条件类型。第二种方法测试目标明确，其结果理论性较高，但没有考虑在实际应用中的一些能预测及不能预测的干扰条件。采用此种研究方法的如陶晶等［16］以引进树种银莓为试验材料，进行了抗寒性测定及耐盐碱盆栽试验，并在吉林省西部及北方省份进行试验，为银莓种植提供了生态学上的参考。作为地方林业科研院所，所做的工作就是为地方林业提供指导，所以采取第二种方法对鄂尔多斯市主要绿化树种进行适地性评价更具有现实意义。

4.2 结论

在鄂尔多斯地区樟子松沙地生长表现最好，其次是覆沙梁地，硬梁地长势最差;油松在硬梁地高度生长较快，梁地粗生长较快;云杉在沙地各项生长指标表现最好，粗生长和高生长均最快，当年枝条长度最长;不同立地类型国槐高生长和粗生长表现不一致，覆沙梁地利于粗生长，梁地利于高生长;金叶榆最适合在梁地生长，其次是硬梁地;水蜡在4种立地类型上生长均较好，但以沙地生长表现最好;金叶莸在4种立地类型上生长表现无明显差异;红瑞木最适合在沙地生长，其次是覆沙梁地;榆叶梅对土壤要求不严，在4种立地类型上均能较好地生长，最适合覆沙梁地。本项研究中相同树种各立地类型间生长量出现差异的主要因素是不同树种对土壤的要求不同，通过对不同立地类型树种生长状况的调查确定了各绿化树种的适生立地类型，为鄂尔多斯绿化造林提供了理论指导和技术支撑。

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