西藏引种樟子松造林可行性分析
2019-04-20丁玉珂普布次仁达娃扎西普布顿珠朱雪林吴照柏
丁玉珂,普布次仁,达娃扎西,普布顿珠,朱雪林,吴照柏
(1.西藏自治区林业调查规划研究院,拉萨 850000;2.西藏自治区林木科学研究院,拉萨 850000;
樟子松(PinussylvestrisL.vas.mongolicaLitv)又称海拉尔松、黑河赤松,原产于我国寒温带,其天然林分布在呼伦贝尔市风沙土上以及大兴安岭北部至我国最北段的漠河之间的漂灰土、暗棕壤土上。该区域年均温在-4.6~0 ℃之间,可抗-49.2 ℃的低温。樟子松既能适应在大小兴安岭气候湿润、降雨较多的地区生长,又能适应气候干旱、降水稀少的呼伦贝尔市沙地,喜阳性,耐瘠薄,耐寒性、抗旱性极强。由于樟子松具有较强的适应性,在辽宁省彰武县、昌图县、康平县、阜新市章古台等;内蒙古的翁牛特旗、奈曼等;河北的塞罕坝;陕西榆林、新疆阿勒泰地区等风沙地引种栽培成功,并成为樟子松造林经验较为丰富的地区。
西藏地处青藏高原腹地,平均海拔4 000 m以上,生态环境恶劣,为改善人居环境,西藏林业开展大规模的人工造林,局域生态环境显著改善。随着造林绿化进程的加快,部分地区已开展了樟子松零星栽植,为论证西藏引种樟子松造林可行性,遵循生态相似的原则,对樟子松天然分布区——黑龙江省漠河市和成功引种区——辽宁彰武县、阜新市章古台镇、内蒙古翁牛特旗及陕西榆林市红石峡的气候生态指标、土壤条件,与西藏主要人工造林区——拉萨市、日喀则市、山南市泽当镇、阿里地区狮泉河镇的相关指标进行对比分析,为西藏引种樟子松提供决策依据。
1 研究方法
选取樟子松天然分布区——漠河市、樟子松成功引种区——彰武县、阜新市、榆林市和翁牛特旗及西藏区拉萨市、日喀则市、泽当镇、狮泉河镇等作为研究对象,将其2007―2016年10年间的气象因子(降雨量、空气湿度、平均气温、极端气温、日照时数及最大风速)进行统计分析(气象数据来源于拉萨(55591)、日喀则(55578)、泉河(55228)、泽当(55598)、阜新(54237)、彰武(54236)、翁牛特旗(54213)、榆林(53646);黑龙江漠河(50136)等国家级气象监测站),论证樟子松对西藏的气候适应性;通过查阅樟子松生长的土壤条件,结合西藏造林地土壤条件,分析樟子松对西藏土壤在pH值、土壤养分、质地的适应性;同时对西藏自治区林科院已栽植的樟子松生长情况进行调查,进而论证西藏引种樟子松的可行性。
2 分析与结果
2.1 气候生态的适应性分析
2.1.1 降雨量和空气相对湿度适应性分析
降雨量和空气相对湿度是决定自然植被类型的关键因素,也是树木引种的主要限制因子。樟子松天然分布区漠河的年平均降雨量为473.7 mm,成功引种区年平均降雨量介于320.8~525.1 mm之间,西藏主要造林区除阿里狮泉河外,年平均降雨量介于371.3~460 mm之间,高于成功引种区内蒙古翁牛特旗年320.8 mm的降雨量。详见表1。
表1 平均降雨量对比分析表mm月份待引种区域引种成功区域天然分布区域拉萨市日喀则市狮泉河镇泽当镇阜新市彰武县翁牛特旗榆林市漠河市10.70.11.911.31.41.62.14.722.80.32.21.33.66.71.95.76.032.40.31.14.37.510.86.58.65.548.94.40.610.933.337.521.721.217.3526.420.73.622.354.156.931.231.252.767865.68.260.373.780.266.950.556.27146.9144.720.5117.2134.415384108.9126.58135.4132.325.886.789.3102.245.1115.5100.9949.647.54.955.631.924.834.881.754.3107.35.80.310.434.63318.134.627.2111.60.201.613.814.87.818.112.712000.102.93.91.31.99.8全年460421.969.2371.3480.4525.1320.8480.1473.7
研究表明,樟子松的生长期为每年的4―10月份[1],在生长期内,樟子松天然分布区漠河市的月降雨量为17.3~126.5 mm,成功引种区彰武县和阜新市月降雨量为33~153 mm、翁牛特旗月降雨量为18.1~84 mm、榆林月降雨量为21.2~115.5 mm,因此可见樟子松在4―10月份生长期的月平均降水量在17.3 mm以上,就可满足林木生长。
受西藏海拔高、气温低的影响,植物生长期短。按照月降雨量≥17.3 mm即可满足樟子松生长的分析结果,在西藏5―9月份,拉萨市月降雨量为26.4~146.9 mm,日喀则月降雨量20.7~144.7 mm,狮泉河镇月降雨量4.9~25.8 mm(仅7,8月份的月平均降雨量大于17.3 mm),泽当镇月降雨量为22.3~223 mm,因此在樟子松的生长期5―9月份,除阿里狮泉镇河外,其它4 地的月平均降雨量均大于17.3 mm,可满足樟子松的生长。
空气相对湿度影响光照条件、树木蒸腾和物理蒸发,是树木水分平衡的重要影响因素,相对湿度低,可使蒸腾和蒸发作用增强,甚至引起气孔关闭,降低光合效率。漠河市的年平均空气湿度为67.6%,成功引种区年平均空气相对湿度介于47.3%~61.7%,而西藏区4地市的年平均空气相对湿度最高为39.7%(泽当站),最低为28.3%(狮泉河站),均小于干旱区的翁牛特旗(47.3%)。详见表2。
表2 平均空气相对湿度对比分析表%月份待引种区域引种成功区域天然分布区域拉萨市日喀则市狮泉河镇泽当镇阜新市彰武县翁牛特旗榆林市漠河市119.821.533.124.351.855.643.846.963.9219.420.233.724.147.350.738.948.262.5323.620.427.430.245.150.437.337.859.7431.526.124.538.345.649.437.037.252.6535.536.326.440.549.453.536.937.658.9642.844.327.448.564.068.151.547.370.6754.259.634.359.876.379.861.860.677.5856.262.839.458.875.479.36165.681.9952.156.930.355.866.869.756.967.975.01036.838.321.941.360.663.147.558.170.11126.427.519.730.157.260.548.456.170.91221.224.921.22656.160.546.151.267.8全年3536.628.339.85861.747.351.267.6
从月平均空气湿度方面分析,成功引种区内蒙古翁牛特旗5月份的空气湿度为全年最低(36.9%),即为樟子松生长所需空气湿度的下限。山南市泽当镇4—10月份月平均空气相对湿度介于38.3%~59.8%之间,可满足樟子松生长。拉萨、日喀则除5月份的平均湿度略低于36.9%外,6—10月份的相对湿度均高于36.9%。阿里地区除9月份外,月均空气湿度均小于37%,不能满足樟子松生长需求。
因此在降雨量和空气相对湿度方面,除阿里地区外,拉萨市、日喀则市和泽当镇的降雨和空气湿度均能满足樟子松在生长期内对水分的需求。
2.1.2 温度的适应性分析
温度是林木生长发育的主要生态环境因子之一。樟子松天然分布区漠河年均最低气温为-11.4 ℃,成功引种区年均最低气温介于0.3~4.0 ℃之间,西藏区4地市年均最低气温介于-5.6~3.5 ℃之间,年均最低气温能满足樟子松的生长需求。在月均最低气温方面,樟子松天然分布区漠河月均最低气温介于-35.3(1月)~11.1℃(7月)之间,在引种区月均最低气温介于-18.5~20 ℃之间,西藏区4地市月均最低气温介于-19.7~12.3℃之间,月均最低气温能满足樟子松的生长需求,详见表3。
表3 平均最低气温对比分析表℃月份待引种区域引种成功区域天然分布区域拉萨市日喀则市狮泉河镇泽当镇阜新市彰武县翁牛特旗榆林市漠河市1-6.6-12.0-19.7-7.0-17.5-16.9-18.5-13.6-35.32-4.1-9.0-16.8-4.3-13.3-12.3-14.8-8.4-33.230-3.5-12.2-0.4-5.4-4.4-7.2-1.5-22.843.81.4-6.73.03.03.71.85.4-7.858.05.0-1.56.811.311.59.511.30.7611.89.04.710.516.71714.716.17.3712.310.49.011.919.420.017.318.411.1
续表3 平均最低气温对比分析表℃月份待引种区域引种成功区域天然分布区域拉萨市日喀则市狮泉河镇泽当镇阜新市彰武县翁牛特旗榆林市漠河市811.49.48.611.217.818.815.116.88.999.77.12.99.510.511.58.411.80.8103.9-0.7-6.63.62.53.90.85.3-9.511-2.1-8.1-12.6-2.5-6.7-5.6-8.4-3.0-24.012-5.7-11.3-16.1-6.2-14.5-14.1-15.3-10.6-32.9全年3.5-0.2-5.6322.80.34-11.4
樟子松天然分布区漠河年均高气温为5.4 ℃,引种区年均最高气温介于13.4~15.6 ℃之间,西藏区4地市年均最高气温介于9.3~17.8 ℃之间,年均最高气温满足樟子松的生长需求。在月均最高气温方面,樟子松天然分布区漠河月均最高气温介于-18.7(12月)~26.4 ℃(7月)之间,在引种区月均最高气温介于-5.6~29.4 ℃之间,西藏区4地市月均最高气温介于-4.1~24.7 ℃之间,月均最高气温满足樟子松的生长需求。详见表4。
表4 平均最高气温对比分析表℃月份待引种区域引种成功区域天然分布区域拉萨市日喀则市狮泉河镇泽当镇阜新市彰武县翁牛特旗榆林市漠河市18.87.2-4.19.3-4.1-5.1-5.6-0.8-18.2210.99.1-211.50.50-0.93.8-11.7313.812.73.314.57.87.16.511.2-2.2417.216.58.617.816.816.415.318.78.8521.219.913.321.524.624.323.124.318.1624.523.418.724.727.827.627.228.125.3723.922.422.223.929.42929.129.126.4822.721.42123.329.328.728.126.823.5921.620.216.7222524.722.821.616.81018.316.69.318.616.616.315.016.45.51114.012.64.614.55.44.93.58.0-8.41211.09.60.411.5-2.1-3.2-3.60.6-18.7全年17.316.09.317.814.814.213.415.65.4
在耐极限低温方面,樟子松天然分布区漠河月均极端低温为-42.2 ℃,引种区月均极端气温-25.5 ℃(内蒙古翁牛特旗),西藏区4地市月均极端低温为-27.7 ℃(阿里狮泉河),经分析西藏区4地市月均极端低温在樟子松耐极端低温的范围之内,详见表5。
表5 平均极端最低温对比分析表℃月份待引种区域引种成功区域天然分布区域拉萨市日喀则市狮泉河镇泽当镇阜新市彰武县翁牛特旗榆林市漠河市1-10.8-17.1-27.7-12.7-24.9-12.7-25.4-22.2-42.22-9-15.4-24.9-9.6-22.5-9.6-22.5-18.2-41.53-5.2-10.9-19.4-5.5-15.5-5.5-18.1-12.1-364-0.4-4.6-11.7-0.9-6.4-0.9-7.1-4.2-20.452.9-0.4-6.11.93.61.91.13.4-7.2
续表5 平均极端最低温对比分析表℃月份待引种区域引种成功区域天然分布区域拉萨市日喀则市狮泉河镇泽当镇阜新市彰武县翁牛特旗榆林市漠河市66.64.8-1.95.710.75.77.810.3-0.879.37.458.713.68.712.314.23.788.664.58.110.78.18.511.30.395.91.8-3.54.90.24.9-0.34.6-9.610-1.2-7.1-12.6-1.6-7.2-1.6-8-3.4-22.511-5.6-12.7-17.3-7.5-15.6-7.5-17.2-11.4-3612-9.6-16-22.2-11.6-22.8-11.6-23.4-19.8-41.5
在耐极限高温方面,樟子松其天然分布区漠河月均极端高温为33.2 ℃,引种区月均极端高温35.2 ℃(内蒙古翁牛特旗),西藏区4地市月均极端高温为28.4 ℃(山南市泽当),经分析西藏区4地市月均极端高温在樟子松耐极端高温的范围之内,详见表6。
通过西藏区4地市的年均最低最高气温、月均最低最高气温、月均极端最低温、月均极端最高温与樟子松天然分布区、引种区进行对比分析,西藏区4地市的气温条件都能满足樟子松的生长要求。
表6 平均极端最高温对比分析表℃月份待引种区域引种成功区域天然分布区域拉萨市日喀则市狮泉河镇泽当镇阜新市彰武县翁牛特旗榆林市漠河市115.313.31.815.44.335.37.1-10216.5143.216.89.79.210.313.4-3.2319.718.6920.719.417.119.722.29.242221.313.522.827.226.327.326.922.3526.524.917.326.532.331.733.431.329.5628.226.423.528.433.532.834.533.533.2727.626.226.628.334.133.235.233.932.9825.924.724.827.133.832.635.13231.2924.323.120.625.130.830.129.727.627.51022.921.315.823.125.425.226.22416.81118.817.39.318.916.716.115.616.54.41216.915.3617.46.25.77.17.2-8.2
2.1.3 日照时数、最大风速的适应性分析
樟子松天然分布区漠河的年日照时数1 954.4 h,引种区内蒙古翁牛特旗的年均日照时数为2 604.5 h,西藏区4地市的年均日照时数介于2 473.7~2 694.8 h之间,光照条件能满足樟子松的生长。
樟子松具有较强的抗风性,在天然分布区、成功引种区能抗最大风速12.1 m /s,西藏区4地市的除狮泉河最大风速为11.6 m /s外,其他地市的最大风速在10 m /s以下,详见表7。
通过对樟子松天然分布区、成功引种区的气候生态指标与西藏区4地市气候生态指标进行对比分析,结果表明:除阿里狮泉河镇因降雨量、空气相对湿度低外,其余主要人工造林区(拉萨、日喀则、泽当)在樟子松生长期内(5—10月)的降雨量、空气相对湿度、平均温度、极端温度、光照、风速等气候生态指标可满足樟子松林木生长发育的需求。
表7 年均日照时数、最大风速对比分析区域 地点年均日照时数/h风速/(m /s)拉萨市2 585.97.3待引种区域日喀则市2 694.88.7狮泉河镇2 879.511.6泽当镇2 473.78.8阜新市2 157.911.2引种成功区域彰武县2 118.111.9翁牛特旗2 604.512.1榆林市2 284.811.2天然分布区域 漠河市1 954.48.5
2.2 土壤条件的适应性分析
目前,拉萨市、日喀则市、山南市人工造林地主要集中在“一江两河”区域的风沙地、山前坡积扇荒山荒地,其土类分别为风沙土、山地灌丛草原土,分布于海拔3 600~4 000 m之间,其土壤条件详见表8。
表8 土壤理化性质、养分一览表立地类型土类pH值质地类型山前坡积扇山地灌丛草原土7.6~8.6砂壤土、砂土、粘壤土风沙地风沙土8.0~8.4砂土立地类型土壤养分有机质全N全P全K山前坡积扇 0.4~1.570.021~0.1120.044~0.1181.71~3.33风沙地0.07~0.260.008~0.0280.044~0.1812.40~2.88 注:数据来源于《西藏自治区土壤资源》(1994)
樟子松对土壤的适应性很强,对土壤养分要求不高,在养分贫瘠的风沙土及土层很薄的石砾沙土上均能生长良好。据调查,成功引种区的风沙土pH值在7.21~9.00,氮磷含量较少,有机质含量在0.034 5%~0.300 6%,全氮0.004 5%~0.031 6%,全磷0.019 8%~0.052 3%,尤以榆林红石峡沙地土壤最为贫瘠,而生长在榆林红石峡沙地上的20a生樟子松平均树高可达5.3 m、胸径9.5 cm[2]。
通过与成功引种区土壤条件对比分析,风沙地、山前坡积扇的土壤条件优于成功引种区的陕西榆林沙地,可满足樟子松林木生长要求。
2.3 已种植樟子松的生长状况调查
西藏自治区林木科学研究院于2014年从陕西榆林引种优良樟子松苗木(6~7 a生),当年大田育苗成活率达95%以上,截止2018年7月,苗木保存率为90%,年均高生长量为40 cm,生长较好。详见表9。
表9 引种樟子松生长指标一览表年份冠幅/m树高/m地径/cm成活(保存)率/%高生长量/ cm20140.8~1.00.82.6951020181.1~1.42.56.49035~45
3 结果与建议
通过对比分析樟子松天然分布区、成功引种区、西藏主要人工造林区的气候生态指标以及樟子松生长的土壤条件,除阿里地区因降雨量不足空气相对湿度小不宜引种外,拉萨市、山南市、日喀则市在樟子松生长期内(5—10月)的降雨量、空气相对湿度、平均温度、极端温度、光照、风速等气候生态指标,以及土壤条件均能满足樟子松生长发育的需求,且已栽植的樟子松生长较好,在拉萨市、山南市和日喀则市引种樟子松是可行的。
但由于西藏地形复杂,气候多样,加之年均空气相对湿度低,为确保成功引种,建议林业部门优先将市级城镇区域(本试验气象数据采集地)作为引种重点,且栽植海拔高度控制在4 000 m以下,同时加大引种科学试验研究,探索西藏樟子松在山地、沙地的造林技术,确保引种造林成效。