山西乡土青杨派杨树资源及其应用
2016-04-06郑智礼
郑智礼
(山西省林业科学研究院,山西 太原 030012)
·调查分析·
山西乡土青杨派杨树资源及其应用
郑智礼
(山西省林业科学研究院,山西 太原 030012)
笔者阐述了山西主要乡土青杨派杨树小叶杨、青杨、小青杨在山西省的分布、生物学特性,及其在山西省的应用情况,分析了乡土青杨派杨树在应用中存在的问题,为今后山西乡土青杨派杨树的应用提出了建议。
山西省;乡土树种;青杨派杨树;分布;应用
青杨派是杨属的5个派之一,也是杨属中最大的1个派,主要分布于东亚和北美洲,欧洲没有原产种的分布。我国乡土栽培和引种的青杨派杨树共有37种(含1杂交种)、29变种、11变型,从寒温带针叶林区到亚热带常绿阔叶林区均有分布。在寒温带针叶林区最北部分布有黑龙江杨、兴安杨、甜杨,温带针叶林区分布有大青杨,温带落叶阔叶混交林区分布有小叶杨、青杨、梧桐杨、冬瓜杨等。山西省是我国青杨派杨树的主要分布区之一。
1 山西乡土青杨派杨树资源
山西省乡土青杨派杨树主要有小叶杨(Populussimonii)、青杨(Populuscathayana)和小青杨(Populuspseudo-simonii),这些树种均能适应山西省的气候类型,生长情况良好,具有良好的抗逆性。另外,在山西省也分布着少量冬瓜杨(Populuspurdomii)、辽杨(Populusmaximowiczii)和青毛杨(Populusshanxienis)。
1.1 小叶杨
小叶杨为乔木,树高20 m,树冠长圆形。树皮灰绿色,老时暗灰色,沟裂。幼树小枝及萌生枝有棱,红褐色,后变黄褐色,无毛,分枝多而密。叶菱状卵形、菱形或椭圆形,中部以上较宽,先端较尖或急尖,基部楔形或宽楔形,边缘平整,具细锯齿,无毛,上面淡绿色,下面灰绿色或微白,叶柄圆柱形。小叶杨在山西省西部和北部丘陵沟壑区、缓坡丘陵区以及平川最为常见,生长速度中等,抗寒、抗旱、抗风沙性较强,是山西省优良乡土树种之一。
1.1.1 分布
小叶杨在山西省从南到北均有分布,既有人工栽培的,也有天然次生的,以大同、朔州、忻州、吕梁地区分布最多。其垂直分布范围很广,在海拔1 000 m以下的平原地区和海拔1 500 m以下的黄土丘陵区生长良好,可认为这类地区是小叶杨的垂直适生地带。
1.1.2 生物学特性
小叶杨可耐-36 ℃的低温环境,耐轻盐碱,中、重盐碱条件下难以成活。土壤含盐量小于3%,pH值小于8.4的情况下可正常生长,否则生长会受到抑制,甚至不能成活。小叶杨是杨树中寿命较长的树种,孤立木的寿命可达400 a.
山西省北部的杨树品种,早春容易发生干梢现象(生理干旱),但小叶杨很少出现干梢现象。据观察,大部分地区小叶杨发叶期为4月上旬至中旬,8月中旬形成顶芽,落叶期为9月下旬至10月中旬,2次高生长的情况极少出现。小叶杨的封顶时间受当年气候条件和立地条件的影响明显(如果夏季雨量偏少,7月即开始形成顶芽;在立地条件较差的风积沙梁,6月下旬即可形成顶芽)。小叶杨的侧芽比顶芽提前数日至数周形成,除苗圃插条苗外,一般侧芽当年不萌发。
小叶杨人工林的生长过程因繁殖方法、造林密度和立地条件不同而异。用插条方法营造的小叶杨人工林,高生长旺盛期在5 a~19 a;用实生苗营造的人工林,高生长旺盛期在5 a~22 a,胸径生长旺盛期在5 a~30 a.实生林树高、胸径生长旺盛期的开始时间与无性繁殖林大致相同,但实生林生长旺盛期持续时间较久。一些地方经营小叶杨人工幼林常采取平茬复壮的技术措施,使小叶杨提前进入生长旺盛期。
小叶杨可在干旱、湿润等各种环境下生长,但对水分状况的反应很敏感。山西省种质资源普查结果显示,同样27年生的林分,在水分条件较好的情况下可以成檩材,在干旱条件下则只能成小椽材,两者生长量相差30余倍。
初植密度大不利于小叶杨个体生长。初植密度较小时,林木的个体材积较大,但幼龄期和中龄初期,单位蓄积量低。中龄林中后期以后,初植密度小的林分单位面积蓄积量会逐渐超过初植密度大的林分。至主伐期前,稀植林分的蓄积量则远远超过密植林分。
1.2 青杨
青杨为乔木,树高可达30 m,树冠阔卵形。树干通直,树皮灰绿色,光滑,老时暗灰色,沟裂。小枝圆柱形,有时具棱角,灰绿色,无毛。短枝叶椭圆状卵形,长5 cm~10 cm,宽3 cm~5 cm,最宽处在中部以下,先端渐尖或尖,基部圆形、楔形或宽楔形,边缘具腺状圆锯齿,上面亮绿色,下面绿白色,叶脉两面隆起,叶柄长5 cm~7 cm,无毛或微有毛。长枝叶或萌生枝叶较大,卵状长圆形,长10 cm~20 cm,基部微心形,叶柄柱形,长1 cm~2 cm,无毛。雄花序长5 cm~6 cm,苞片条裂,雌花序长4 cm~5 cm.果穗长10 cm~15 cm,果卵圆形,长6 mm~9 mm,3瓣裂。花期3月至5月,果期5月至7月。青杨为森林草原偏湿生发育型树种,是我国的特产树种,是山西省的优良乡土树种。
1.2.1 分布
山西省青杨分布范围很广,海拔800 m~2 000 m的沟谷、山坡中下部和河滩两岸为其主要分布区。如,忻州市忻府区牧马河上游,灵丘县唐河上游,右玉县老虎坪,安泽县,泗水县,静乐县碾河上游,交城县文峪河中上游,岢岚县岚漪河流域,兴县蔚汾河流域,原平县、代县、繁峙县的滹沱河两岸,榆社县、屯留县的浊漳河中上游以及海拔1 200 m以上的太岳山河谷两侧均有青杨分布。以五台县清水河流域生长最多,多为条状或块状小片林。在不同气候和地理环境条件下生长的青杨,其形态变异很大,产生了许多自然类型。如,五台青杨中的圆果青杨(果圆形,似桃状,长6 cm~8 cm,4裂)和长果青杨(果长卵形),以及生长在忻州市牛尾庄的牛尾青杨和五台县清水河流域的耿镇青杨等。
1.2.2 生物学特性
青杨喜阴湿环境,也有一定的耐干旱性,较耐寒冷,在温度过高的山西省南部平川地区生长不良。各山区天然青杨林多生长在沟谷及两侧阶地、坡麓,在坡上部和山顶很少分布有成片的天然青杨林。山西省青杨林的分布区域大多为花岗岩、片麻岩土石山区,少数为石灰岩山地;土壤多为坡积、洪积母质上发育的,肥沃湿润的山地褐土、淋溶褐土,pH值6.5~7.0;年降水量400 mm~700 mm,年平均气温2.0 ℃~9.4 ℃,无霜期116 d~160 d,个别分布区无霜期达170 d.
青杨生长较快,五台县清水河冲积沙壤土上生长的18年生青杨林平均树高可达19.4 m,胸径43.0 cm,单株材积1.463 8 m3.关帝山后坪村生长的20年生青杨林,平均树高15.1 m,胸径19.2 cm,单株材积0.183 6 m3.但粘重土壤上生长的25年生青杨林平均树高只有12.0 m,胸径14.0 cm,单株材积0.077 6 m3.正常条件下,青杨树高速生期在3 a~10 a之间,胸径速生期在5 a~15 a之间,材积速生期在10 a~20 a之间。
1.3 小青杨
小青杨为乔木,树高20 m,树冠广卵形,树皮灰白色,老时浅沟裂。幼枝灰绿色有棱,萌生枝棱更明显。叶菱状椭圆形或菱状卵圆形,稀菱状披针形。叶长4 cm~9 cm,宽2 cm~5 cm,最宽处在叶的中部,先端渐尖或短渐尖,基部楔形或广楔形,边缘具细密、上下交错的锯齿,有绿毛。叶柄微扁,长1.5 cm~5.0 cm.与青杨相比叶较窄。不同于小叶杨的是树皮色较浅,裂沟亦浅,枝粗而疏。小青杨是小叶杨与青杨之间的天然杂种,树干通直圆满,生长迅速,易繁殖,适应性强,分布广,是用材林、防护林、四旁绿化的重要树种。
1.3.1 分布
小青杨在山西省分布于中条山区沁水县下川乡,吕梁地区以北的山区,以及太原、古交、忻州等地。生于海拔1 600 m以下的山坡、山沟或河流两岸及黄土丘陵沟壑区,亦常被植于渠旁、田旁、路边、沙丘等处。
1.3.2 生物学特性
小青杨喜光,对寒冷和干旱气候有较强的适应性,能耐-39.6 ℃低温。在年降水量410 mm~540 mm,蒸发量913 mm~1 918 mm的条件下可正常生长。喜深厚湿润土壤,稍耐碱性,在pH值7.5~8.1的条件下能正常生长。早期生长快,深根性,须根、侧根十分发达。在一般条件下,4 a~8 a为树高速生期,6 a~10 a是胸径速生期,12 a后树高、胸径生长速度开始下降。立地条件不同,小青杨的生长高峰期也不同,立地条件好的地方其生长高峰期可延长2 a~3 a.
2 山西乡土青杨派杨树资源应用情况
20世纪50年代至70年代,青杨派杨树在山西省被大量种植。小叶杨是当时的主要造林树种,在山西省南部和中部以四旁栽植为主,北部和西部以人工林居多,但在山西省北部营造的大面积小叶杨农田防护林生长较慢。桑干河一级阶地多为冲积土壤,肥力较高,地下水位2 m~4 m,小叶杨生长比较正常,27年生平均树高达到17.1 m,胸径21.3 cm,单株材积0.274 m3,蓄积量271.9 m3/hm2.而在平川沙荒或风积沙梁,由于土壤瘠薄,有机质含量小于0.5%,地下水位低,小叶杨不能从土壤中吸取充足的养分和水分,所以生长十分缓慢,形成了成林不成材的“小老树”。从70年代开始,小叶杨“小老树”被大规模改造,通过采取疏伐、中耕、修枝、病虫害防治等措施来提高其生长量,对立地条件较好的中、幼龄林产生了较好的效果,扩大了保留林木的营养面积,水分供应也有了相应的改善,病虫害得到了抑制,林木生长量提高了30%~50%.
青杨在山西省的栽植也很广泛,主要在浅山区的沟谷、河流沿岸、村庄、路旁。以灵丘、五台、原平、忻州、榆社、安泽等县的栽植面积最大,株数最多。这些地区气候、土壤、水分条件比较适宜,青杨生长良好。山西省北部平川风沙区在营造农田防护林时曾引种栽植青杨,但由于土壤干旱瘠薄,生长十分缓慢,20年生树高6 m~7 m,胸径6 cm~8 cm,成为青杨“小老树”。
小青杨主要栽植在山西省忻州、朔州和大同所辖县区。太原市栽植的8年生小青杨树高11.4 m,胸径13.1 cm;忻州市西部栽植的15年生小青杨树高17.2 m,胸径23.4 cm.
20世纪70年代中期以后,小叶杨等乡土青杨派树种的造林面积锐减。
3 乡土青杨派杨树应用中存在的问题
3.1 杨树新品种的推广
20世纪70年代后培育和引进了一些杨树新品种,这些新品种的速生性使其得到推广,乡土青杨派杨树树种的应用减少。
3.2 缺乏积极性
20世纪50年代至60年代,我国造林技术基础薄弱,立地类型划分不够详细,可用的造林材料也不多。当时成片营造的青杨派杨树林,由于没有做到适地适树,长势较差,逐步演变成“小老树”。尽管这些“小老树”发挥了很大的生态效益和经济效益,但林分质量差,使人们丧失了造林的积极性。
3.3 认识不够
目前,乡土杨树资源的价值没有被人们普遍认识和接受,乡土青杨派杨树基因资源没能得到有效保护。关于杨树的科研方向主要集中于通过采用黑杨派种内杂交来提高杨树的速生性和材质,而对生长缓慢的乡土树种资源不够重视。
3.4 虫害严重
青杨派杨树很容易遭受青杨天牛的危害,尤其是生长不良的大面积纯林。青杨天牛主要危害杨树细枝,虫口密度大,很难防治。在山西省北部经常可以看到受青杨天牛危害的像“糖葫芦”的杨树枝条。
4 应用建议
4.1 建立乡土青杨派杨树基因资源保存圃
异地建立乡土青杨派杨树基因资源保存圃,以便作为人工杂交的亲本,选育适合当地的品种。
4.2 开展乡土青杨派杨树选优工作
在乡土青杨派杨树分布区选择生长量大、冠形好、抗病虫的优树,培育遗传稳定的优树无性系。
4.3 开展青杨种源试验
将山西省各地的青杨收集起来,测试各地青杨的地理变异情况,为不同地区确定适宜的造林种源。
4.4 开展派间杂交工作
以乡土青杨派杨树为亲本,进行派间杂交,尤其是青杨派与胡杨的杂交,选育出适宜山西省的优良品种。
[1] 徐树文,白埃堤.山西省林木种质资源及区划[M].北京:中国林业出版社,2000.
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2016-05-15
山西省林业科技创新项目
郑智礼(1967— ),男,山西大同人,1989年毕业于北京林业大学,高级工程师。
S792.11
B
1007-726X(2016)04- 0033- 03