北票生态造林树种水分生理因子与立地因子分析
2015-06-10潘兴
潘兴
(北票市中德合作生态造林项目办,辽宁 朝阳 122100)
北票地区由于干旱缺水,生态环境脆弱,山地由于土层瘠薄,土壤有机质和孔隙度较低,许多在辽东能够生长较好的树种不能在该地区生存,已有的树种虽然能够生存,但生长不良,为了选择适宜于该地区的优良树种,并依据立地条件,说明优良树种与立地条件的对应关系,为适地适树阐明理论依据。
1 自然概况
辽宁朝阳地处努鲁儿虎山、杜岭山、大青山和大黑山山系的丘陵带,山峦起伏,裸岩叠嶂,沟壑纵横,生态脆弱。由于受蒙古高原干燥冷空气的影响,成为半干旱地区,全年平均气温5.5~8.7℃;年均日照时数2 850~2 960h;年降水量485.2mm;年平均蒸发量为1 954mm;无霜期120~155d。辽宁朝阳地区地处华北植物区系和蒙古植物区系交错带,建群树种主要有蒙古栎、元宝枫、山杏、毛榛、虎榛子、酸枣、荆条和兴安胡枝子、多花胡枝子等。草本植物有隐子草、糙隐子草、百里香、羊胡子薹草和万年蒿等,地带性土壤主要是褐色土,并有部分棕色森林土和草甸土,成土母质为黄土和黄土性冲积物,母岩有石灰岩、片麻岩、砾岩和页岩等。
2 试验方法
2.1 典型样地调查
在典型样地内设定标准地,每类标准地设3次重复,标准地面积为625m2,共设固定标准地360块,测定树高、胸径、冠幅。
2.2 临时样地调查
临时样地作为典型样地资料的补充,每个临时样地面积为100m2,测定内容与典型样地相同,仅是样地面积显著减少。
2.3 不同树种水分生理测定
在北票常用于造林有15个乡土树种,分别采集这些树种2年实生苗栽到容器内,用原地土壤进行盆栽,在试验观测区进行植物生理水分因子测定并评价水分的利用能力,以此挑选抗旱树种的组群。采用蔗糖阿贝折射仪法测定叶片自由水、束缚水。采用小液流法测定根水势。采用快速称重法测定蒸腾强度。采用自然干燥法测定水分亏缺。
2.4 立地因子分析
采用数量化理论Ⅰ进行统计分析[1]。
3 试验结果
3.1 不同树种水分生理因子分析
由表1看出,对不同树种的蒸腾强度、根水势、保水时间、饱和亏缺、束缚水和保水临界时间综合进行考虑,进行抗旱性大小的排序。排在第1位的是山枣,第2位是油松,第3位是大枣,第4位是樟子松,第5位是山杏,其余依次是黄栌、桧柏、侧柏、荆条、胡枝子、紫穗槐、沙棘、锦鸡儿、小钻杨。在北票地区这个试验结果经过不同林场和林业站专家的定性问卷,是认可的,这些树种在不同的坡向和坡位,表现出较高的生存率。
表1 供试树种水分生理测定结果及排序情况
植物水分生理因子表现出抗旱性的原因,作者本人认为有如下几点共性:(1)叶片小,叶表面有较多的蜡质层,如山枣、大枣、油松、桧柏、侧柏和樟子松;(2)抗蒸腾作用能力强,这也是表1筛选出的若干树种的共性问题,在北票地区,蒸发量远远超过降水量[2];(3)根水势负压大,这与蒸腾强度产生的拉力有关,从表1的数据还可以看出树种水分生理的相关关系,有一致的变化趋势。
3.2 以山杏为例对北票地区立地因子的分析
3.2.1 影响山杏优势木平均树高的主要因子的选择
表2 北票地区影响山杏平均树高的主要立地因子
树木的生长量和保存率除了与水分生理因子有关外,还与立地条件有较大的关系,现以山杏为例,着重探讨山杏的立地条件对其优势木平均高的多元回归关系,采用数量化理论Ⅰ的数学模型,将定性因子和定量因子进行数量化,得到各变量对山杏优势木平均高的数量化值。从多年栽培效果上看出,山杏虽然抵御干旱耐瘠薄比较突出,但不同坡向、坡位、土层厚度、土壤质地等因子,对其影响较大。所以对立地条件进行研究做到适地适树是保证山杏良好生长的基础[3],挑选影响优势木平均树高的5个项目和14个影响因子,自变量分别为坡向、坡位、土壤层厚度、坡度和土壤质地(见表2),因变量为27块标准地块中30油松优势木平均树高,采用数量化理论Ⅰ的数学方法,拟合出回归方程式。
3.4.2 计算结果
复相关系数为0.87214,经t检验差异极显著。从数量化理论Ⅰ计算结果看出,影响油松平均树生长量主要立地因子是坡向,以阴坡对结果贡献最大,依次坡位,土层厚度、坡向和土壤质地。
4 结论与讨论
4.1 供试树种的水分生理测定结果说明,在挑选的树种中,山枣、油松和大枣分别排列前3个,可在北票地区广泛营造生态林和经济林。其余12个树种在北票地区生态林建设中,应根据造林地的坡向、坡位、土层厚度3个主要影响因子,进行有选择性的造林,这些树种在干旱地区抗性较好,是优先选用的抗旱树种。
4.2 树种水分生理的测定结果,表明了参试树种的水分利用和运转情况,其值大小能够说明抗旱性的大小,但一定要根据立地条件,选择恰当的造林技术方法,采用优质壮苗,才能获得较好的造林效果。
4.3 从山杏树种平均树高来考查立地条件主要因子影响,结果说明坡向的贡献率是最大的,这与许多作者的研究结果是一致的,这主要是因为阴坡的水分条件、土层厚度、土壤质地均好于阳坡。
4.4 北票地区造林成活率低的主要矛盾是土壤水分和土层厚度,在营造生态林时采取有效的工程技术措施,选择适宜的坡向和抗旱造林的技术方法才能取得成效。
[1]郎奎键,等.ABMPC系列程序集一数理统计、调查规划、经营管理[M].中国林业出版社,1989
[2]梁群,张国林,周广学.辽宁西部干旱区蒸发量变化特征分析[J].中国农学通报,2012,28(35):286-290
[3]李丽锋,刘明国,李立新.辽西地区山杏立地条件的主成分一数量化分析[J].生物数学学报,2008,23(4):687-694