疏伐对天然沙棘林生长及结实的影响
2018-09-21郭学斌
郭学斌
(1.山西省林业科学研究院,山西 太原 030012;2.国家林业局沙棘工程技术研究中心,山西 太原 030012)
沙棘(HippophaerhamnoidesL.)是优良的生态经济型树种。山西是沙棘野生资源最多的省,面积约30×104hm2.沙棘在山西从南至北均有分布,天然生长于海拔800 m~2 400 m间的山坡、沟谷和河滩,大多处于密集丛状生长。近年来,随着人们对沙棘食药价值认识的提高,野生沙棘的利用越来越受到重视,已成为高寒地区实现农民增收,促进脱贫攻坚的主要途径。但由于多数野生沙棘为多代萌生起源,密度大、树冠小、结果枝少、产量仅为300 kg/hm2~400 kg/hm2,天然沙棘资源潜力挖掘和利用不充分,已不能满足规模化沙棘加工企业急骤增长的原料需求。改善天然沙棘林的结构,提升沙棘产果量,增加沙棘工业原料的供给能力,是当前沙棘产业持续健康发展刻不容缓的任务。为此,笔者开展了疏伐对天然沙棘林生长与结实试验研究。
1 试验地概况
试验地位于关帝山国有林管理局龙兴林场。石质山地,海拔1 500 m~2 100 m,年均降水量约600 mm,年均气温7 ℃,极端低温-30 ℃,无霜期约120 d.土层较薄,一般30 cm~60 cm,主要为山地褐土。土壤肥沃,有机质含量高可达20%,pH值7.5~8.0.自然植被除少量杨、桦、辽东栋和油松等天然次生林外,大部分是以沙棘为主的灌丛,分布于山顶、山坡、山麓、沟谷,生长结实差异较大。
2 天然沙棘林生长的特点
2.1 沙棘的生长和结实
在自然状态下,沙棘4年至5年开始结果,7年至8年后进入结果盛期,25年以后开始下降,大约30年后步入衰老期,结实量减少。沙棘为强阳性树种,喜寒冷气候,在-40 ℃环境中,仍能正常生长和结实。但对高温比较敏感,当年均气温达10 ℃以上时,营养生长过盛,结实量下降。沙棘耐干旱、瘠薄,但土壤水分和肥力对其影响较大。在干旱立地条件下能生长,但果实小、产量低。在水肥条件好的山凹、山麓、沟谷和溪流地带树体生长大、产量高。因此,沙棘属于中肥、中湿型植物。不同立地条件下沙棘的生长和结实状况见表1.
沙棘的寿命受立地条件影响较大。如表1所示,
表1 沙棘的生长和结实状况
在比较好的立地条件下沙棘的年龄可达40 a,胸径为24.2 cm,树高7.5 m.当立地条件较差时,寿命较短,一般为30 a左右。孤立和半孤立生长的沙棘,营养面积大,寿命长。而稠密状态下的沙棘灌丛,寿命比较短。
2.2 沙棘灌丛的分布和植株分化
沙棘是雌雄异株植物,具很强的根蘖能力,遇到适宜的条件,就会萌发很多植株形成灌丛,且密度大,可达50株/m2.沙棘灌丛由一个或多个无性系形成,并且常由一个无性系占主导地位。沙棘雌、雄灌丛的分布常呈彼此隔离状态,不论是雌株或雄株沙棘灌丛,其面积多为数百至数千平方米,很少超过1.0 hm2.至于一个无性系所占有的面积则更小。
沙棘灌丛大都沿山脚分布,坡中部及上部分布少。沙棘极喜光,在稠密的沙棘灌丛中,由于对光照的竞争,植株间会产生自然分化,其结果是部分植株死亡,或者树冠下部侧枝因荫蔽而枯死。导致稠密的沙棘灌丛,树冠小,结果部位少,仅在树冠上部能够接受阳光照射的地方结实,这是天然沙棘产果量低的主要原因之一。
3 疏伐对沙棘生长和结实的影响
针对沙棘的生物学特性和生长结实特点,试验研究选择密度较大,雌株相对集中的沙棘灌丛进行疏伐,伐后株行距保持为1 m×3 m~2 m×3 m.对保留植株的枯死、病腐、风折侧枝进行修剪。
3.1 疏伐对侧枝生长的影响
疏伐改变了林分结构,降低了林分密度。经过疏伐的沙棘林,由于光照和温度的增加,促使了不定芽的萌发,侧枝的数量随之增加。同时,因树冠各部位光照时间延长,侧枝生长量也较大。
据试验调查,疏伐后当年新生侧枝数平均为478个,而未疏伐的对照植株为327个,前者为后者的146.2%.疏伐后侧枝生长量见表2.
表2 疏伐后侧枝生长量的变化 cm
由表2可知,疏伐后,1年至3年内侧枝生长最快,第2年生长量最大,第4年以后逐年下降。侧枝生长量依立地和林况条件而不同,速生期也可能延长或缩短,但总的规律不变。
3.2 疏伐对树冠生长的影响
树冠长度指活树冠的长度,结实冠长则指树冠中能够正常结实部位的长度。天然沙棘灌丛,密度比较大,树冠中、下部侧枝接受的光照少,达不到花芽形成和分化对光照强度的要求。同时,由于侧枝生长细弱,叶子少,不能满足生殖生长对营养的需求,坐果率低。
经过疏伐的沙棘林分,光照条件得到了改善,促进了植株不定芽的萌发,增加了树冠的长度。据调查,经过疏伐以后,沙棘主干上发出的新生侧枝大多在10条以上,活树冠长度增加了11%,而未疏伐处理则没有新生侧枝,活树冠长度没有增加,见表3.
表3 疏伐后活树冠长度的变化
3.3 疏伐对冠幅增长的影响
疏伐前,沙棘丛郁闭度高,侧枝因蔽荫而枯死,冠幅小。疏伐后,沙棘郁闭度降低,透光度增加,侧枝的营养生长空间扩大,树冠外围生出许多新枝,树冠扩展很快,伐后第3年平均冠幅由1.68 m增加到2.37 m,增加41%,冠幅投影面积增加近1倍,见表4.
表4 疏伐后第3年冠幅的变化
3.4 疏伐对沙棘结实的影响
疏伐后,沙棘新生枝增多,侧枝、冠幅,冠长生长量明显增加。新生枝条第2年即可结实,疏伐后结实冠长的变化见表5.
由表5可以看出,结实冠长平均值为2.14 m,活树冠长度为2.22 m,分别占树高的60%和61.2%,二者几乎相等,也就是说整个树冠均结实。而未疏伐的沙棘林(对照),结实冠平均长度仅为0.88 m,活树冠长度为1.77 m,分别占树高的25.1%和50.4%,结实冠长度只占活树冠的一半,占整个树高的1/4.
表5 疏伐后结实冠长的变化
从沙棘产量来看,据调查,疏伐后第2年,单株平均产果600 g,未疏伐(对照)为270 g,前者为后者的2.2倍。疏伐后第4年,单位面积产量超过了未疏伐沙棘林。雌雄比对单株产量影响不大,而单位面积产量随雌株数量的多少同步变化。
3.5 疏伐后沙棘的树势及风折状况
疏伐改变了沙棘林分结构,保留植株的营养面积增加,光照条件改善。据伐后第3年调查,发育良好的植株占到56.7%,而衰弱的只有4.4%.对照生长良好的植株仅占到23.3%,衰弱的占到22.3%,见表6.
表6 沙棘的树势状况
密集丛生的沙棘,高径比失调,抗御风灾和雪压的能力低。疏伐后,风折和雪折更严重。特别是在风口地带,当结实量大时,灾害尤甚。据调查,疏伐后第1年至3年,最易风折。为了避免这种自然灾害,应采取如下措施:
1) 采用逐步疏伐的方式。先伐去病死木、衰弱木、干形不良木和其它灌木,并进行修剪,增加光照,使树势逐渐恢复,以后再进行第2次疏伐,最终株行距保持在1.0 m×3.0 m或1.5 m×3.0 m.
2) 采用带状改造方式。带内株行距1.0 m×2.0 m或1.5 m×2.0 m,每带3行~4行,带间宽4 m~5 m,带间堆积采伐剩余物。
3) 冬春季风大的地段,宜采用带状疏伐。伐后带内密度不宜过小,株行距保持在1.0 m×2.0 m或1.5 m×3.0 m.
4 结论
1) 沙棘属中肥、中湿型耐寒冷的植物,对光照要求较高,密集丛生的天然沙棘林,雄株多、树冠狭窄,结实部位少、产量低。
2) 自然状态下,沙棘4年至5年开始结果,7年至20年为盛果期,20年后结实量减少。但在好的立地条件下,盛果期可以延长。疏伐后,当年新生侧枝数量可增长近50%,第3年树冠长度、冠幅增加1倍;第2年新生侧枝开展结实,第3年至4年结实量大幅增加。
3) 疏伐可有效促进沙棘树冠的生长,显著提高沙棘产量。树龄20年以下密集生长的沙棘灌丛,伐后株行距保持为1.0 m×3.0 m或1.5 m×3.0 m较好。
4) 冬春季风力较大的地段,宜采用带状疏伐,伐后密度不宜过小,带内株行距1.0 m×2.0 m或1.5 m×3.0 m,每带3行~4行。
5) 疏伐后应及时进行抚育。清除灌木、萌条。有条件时在沙棘周围进行松土,蓄水保墒,促进沙棘结实。