黄羊滩人工固沙林生物学稳定性评价

高 起，邢存旺，马增旺，赵广智，高云昌

（1.赤峰市松山区初头朗镇人民政府，内蒙古 赤峰024039；2.河北省林业和草原科学研究院，河北 石家庄050061；3.河北丰宁沙地生态系统国家定位观测研究站，河北 丰宁068357）

作为营建在沙化土地上的人工林分，人工固沙林的主要经营目标是发挥其防风固沙的生态防护功能[1]。而沙化土地普遍存在着水分条件差和养分贫瘠的特点，因此人工固沙林表现出生态稳定性的基础是其生物学稳定性，即能够适应干旱贫瘠、风蚀沙埋的不利条件，能够正常的存活和生长，并顺利的完成生长周期[2-3]。近年来我国沙地造林面积不断扩大，然而由于造林树种选择不当、植被模式不合理等原因，人工固沙林表现出生长不良、功能低下等不稳定现象[4]。对已有的人工固沙林进行生物学稳定性研究，并构建评价指标体系，筛选出生物学稳定性高的林分，对营建人工固沙林的树种选择以及现有人工固沙林的植被恢复与重建具有重要意义。

以往对人工固沙林稳定性的研究主要涉及种群[5]、群落[6-8]以及生态系统[1-2，9-10]3个层次，而对人工固沙林的生物学稳定性研究却鲜有报道。森林生物学稳定性是实现对森林可持续经营的最基本因素，也是我国人工林可持续经营中的一个突出问题[11]。揭示人工固沙林生物学稳定性的一个重要途径就是对其生长动态特征进行研究[12]。因此，本文以黄羊滩10种不同类型的人工固沙林为研究对象，以林分的历年保存率、生物量、自然更新以及防护期等为评价指标，分析林分对环境的适应能力，进而对不同林分的生物学稳定性做出科学评价。

1 研究地区与研究方法

1.1 研究区概况

黄羊滩林场位于河北省张家口市宣化县境内（115°2′34″~115°12′30″E，40°25′12″~40°32′06″N），属坝下中低山区，地势东南高西北低，海拔600~1000m。土壤以风沙土为主，年均气温7.6℃，极端最低气温-25.8℃，极端最高气温38℃，年均降水量365mm，年蒸发量2000mm，年≥10℃有效积温2368~3573℃，无霜期130d，主要灾害性天气有干旱、冻害、干热风等。地带性植被类型为疏林草原，植被类型较为单一，盖度较低[13]。

1.2 研究方法

1.2.1 标准地设置

在充分踏查的基础上，针对黄羊滩地区10种不同的现有人工固沙植被，分别选择典型林分，在具有代表性的地段，共设立10块20m×30m的标准地（表1）。在灌木林标准地内测量植株的高度、株（丛）数和冠幅，并测算林分的覆盖度；在乔木林标准地内进行每木检尺，并测算林分的郁闭度。

表1 标准地概况

各树种防护期的确定，详见文献[15]。

1.2.6 生物学稳定性评价

造林缓苗期结束后，去除死亡苗木，在已存活苗木的基础上调查历年的苗木保存率，在经历1个完整的生长季后，翌年春季苗木萌动后调查保存株数。

我在攻读博士学位的紧张学习期间，场场不落地参加讨论班，个人想实现的目标是什么？首先是从哲学上研究系统思维。我虽然是从1983年就开始写作博士论文，但从一开始我就非常重视钱老关于系统科学的思想。众所周知，钱学森先生是一位伟大的科学家，但接触过他的人都会惊讶地发现他也是一位伟大的思想家。他在《哲学研究》杂志上发表过文章，还与我当时所在的哲学研究所（我是在职攻读博士学位）的多位科研人员有学术交往。例如，当时哲学所自然科学技术哲学研究室（当时叫“自然辩证法研究室”）有位童天湘同志，发表了一篇文章，钱老看了就亲自写信与他讨论。这种事经常发生，钱老虽然是位大人物，但我们对他并不觉得陌生。

1.2.3 生物量的测定

1.2.5 防护期的确定

红色文化不仅影响着新民主主义时期中国共产党的意识形态，而且是新时期下马克思主义传播的重要途径。当代中国马克思主义大众化的背景与红色文化的发展具有极为密切的联系，其基本内容和原则成为基本准则，推动着当代中国马克思主义大众化的进程。只有充分利用红色文化的特征和功能,创造浓厚的红色文化氛围，激发群众接受理论知识的积极性，使抽象的理论通俗化，鼓舞每一位中国人向前奋进。

1.2.4 自然更新调查

在标准地内调查更新幼苗的数量，并区分更新方式。

采用平均标准株法对林分地上部分的生物量进行测定。

应用模糊数学隶属函数的方法对人工固沙林的生物学稳定性作出评价，评价指标包括现实保存率、生物量年均增长量、自然更新数量和防护期，采用如下公式对各指标值进行标准化处理。

发挥防护年龄：人工植被覆盖度超过15%（半固定沙地下限）。

防护期：终止防护成熟龄至防护成熟年龄。

终止防护成熟龄：是自然成熟龄或在数量成熟的基础上延长一个龄级，林分达到过熟状态，进入更新龄。

综上所述，青霉素、氨苄西林和头孢菌素等β内酰胺类药物仍可作为围产期预防GBS感染的经验用药，但会面临低敏感或耐药菌株的出现。而大环内酯和克林霉素出现高耐药现状，其他药物对孕妇和胎儿存在不安全或安全性不确定，GBS疫苗尚在研发阶段，连续监测当地的GBS耐药情况极其重要。围产期早期预防、早期发现及早期干预降低新生儿GBS感染致死率和致残率，以期改善不良妊娠结局。实时监控本地区的GBS耐药特征等流行病学特征为围产期GBS防控的实施提供重要的理论依据。

3.设定催款时间并及时催款，安排专员负责催款，到期未还款可以从负责人工资中扣除，直到还完为止；避免占用其他科研项目经费，保证科研项目资金得到合理的使用。

初始防护成熟龄：覆盖度达到35%（固定沙地下限）。

1.2.2 保存率调查

他开始跟踪外卖小哥，想通过他的行踪，找到他和擦肩而过的那个导游之间的关系。一连跟踪了两天，好像都没有什么发现。但是米多没有放弃。终于，在一次送餐结束后，小哥没有回到汉堡店，而是向相反的方向骑行而去。

植被覆盖的程度是沙地固定的重要标志[12]，本文以乔木林的郁闭度和灌木林的覆盖度作为人工固沙林防护期的界定指标[14]。

式中Xij为第j个固沙林类型第i项指标的指标值，Ximin和Ximax分别为第i项指标中各林分的最小值和最大值，Uij为第j个固沙林类型第i项指标的隶属度，且Uij∈［0，1］。用每一人工固沙林各项指标隶属度的平均值作为评价生物学稳定性的依据。高度生物学稳定，0.6≤Uj＜1；中度生物学稳定，0.4≤Uj＜0.6；低度生物学稳定，0.2≤Uj＜0.4[2]。

2 结果与分析

2.1 人工固沙林的林木保存率

白榆、黄柳、沙枣、柠条、侧柏、沙地柏等6个树种，造林成活后，保存率一直稳定在90%以上，完全能够适应黄羊滩风蚀沙地的水热条件，局部风蚀引起苗木根系外露和沙面高温引起根颈灼伤是引起造林初期苗木死亡的主要原因。在造林之后的第3个年度，新疆杨的保存率稳定在82.0%，之后基本不再死亡。小叶杨、刺槐和小美旱杨在经历1次越冬后，虽然保存率在80%以上，但之后每年都会出现自然死亡，使得保存率逐年降低，其中小叶杨的现实保存率仅为41.8%，不能形成有效的防护结构。分析原因认为，作为喜湿喜光的树种，小叶杨不能够适应风蚀沙地干旱贫瘠的生长环境（图1）。

图1 不同人工固沙林林木保存率

2.2 人工固沙林的生物量

由于所调查的林分均未郁闭，林分密度尚未对单株林木的生长产生制约性影响，因此林分生物量能够准确反映林分的潜在生产力。在全部调查林分中，新疆杨和小美旱杨林的年均生物量值最大，分别为1389.22、1107.60kg/hm2，然而在实际调查中发现，在造林7a后，小美旱杨出现枯梢死枝现象，而新疆杨也停止了高生长。白榆林和沙枣林的林分年均生物量在500～1000kg/hm2之间，其中7a生白榆林，由于尚未进入速生期，单株生物量偏低，但林分长势好，而沙枣林单株生物量较大，因林分总株数较少，生产力表现为中等。剩余黄柳林等6个林分，年均生物量小于500kg/hm2，林分生产力较低（图2）。黄柳林分因为初植密度低，虽然长势较好，但总生物量仍比较低。刺槐幼树高生长缓慢，单株生长量特别低，枯梢现象严重，表现出了生长衰退的迹象。侧柏、柠条和沙地柏由于其本身的生物学特性，单株生物量增长缓慢，但从其现实保存率可以看出，它们能够很好地适应黄羊滩风蚀沙地。

图2 不同人工固沙林的年均生物量

2.3 人工固沙林的自然更新

在所有调查标准地内均未发现实生幼苗。白榆在黄羊滩林场能够通过种子实现自然更新[16]，然而所调查林分尚未达到结实年龄。刺槐在黄羊滩结实量非常小，侧柏结实量大且种子饱满，但这2个树种的种子落地后均不能萌发，原因是种子落入干沙层后，干旱使种子很少有萌发的机会[17]。小叶杨、小美旱杨与新疆杨在高生长减缓后都出现了萌蘖现象，但萌生苗长势弱，枯梢率达到90%以上，绝大多数并不发育，说明在风蚀沙地杨树萌生苗对种群更新的影响很小。沙枣和柠条在黄羊滩具有结实能力，且种子饱满，但天然下种不能萌发，以干基萌生和根蘖萌生2种无性繁殖的方式进行自然更新，其中柠条单位面积萌生苗数达到12.98株/m2。沙地柏由于枝条上有易形成不定根的根原基，抽枝生根能力很强[18]，能够以萌生和匍匐生长等方式扩大覆盖地面（表2）。

表2 不同人工固沙林自然更新情况

2.4 人工固沙林的防护期

刺槐和小叶杨2种林分因生长停止或提前衰退等原因均未能进入防护期成熟阶段，防护期为0。白榆、黄柳、小美旱杨和新疆杨4种林分的防护期7~36a，为短防护期类型，其中白榆林分是黄羊滩林场郁闭度最高的林分，稳定地发挥着固沙护土功能。沙枣、柠条和沙地柏3种林分的防护期60~75a，为长防护期类型，此类林分主要以灌木林为主。侧柏林发挥防护年龄及进入防护成熟期最晚，但防护期最长，为80a，通过引入非竞争性的灌木植物进行混交，可以使林分提前进入防护成熟状态（表3）。

表3 不同人工固沙林防护期

2.5 生物学稳定性评价

高度生物学稳定的林分为柠条林，柠条虽然生长量很低，但其它3个指标很高，成为生长最稳定的林分。中度生物学稳定的林分有白榆林、黄柳、沙枣、侧柏、新疆杨和沙地柏，此类林分都具有较高的保存率，这也反映了人工固沙林要实现生物学稳定，必须以较高的造林保存率为前提。对于侧柏和沙地柏2种林分，虽然年均生长量很低，但有着很长的防护期，这说明对于一些生长量较低但寿命较长的树种也能满足生物学稳定的要求。刺槐、小叶杨和小美旱杨3种林分为低度生物学稳定，此类林分造林保存率很低，难以形成有效的防护结构（表4）。

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3 讨论与结论

3.1 生物学稳定性评价

生物学稳定性是人工固沙林的生物学基础。营建人工固沙林的首要目标是发挥其防风固沙的生态防护功能，然而实现此目标的前提，也是最根本的，是所营建的林分要能够适应干旱贫瘠的沙质土壤的造林环境，能够正常的存活和生长，并顺利的完成生命周期[2-3]，也就是所营建的人工固沙林具有较高的生物学稳定性。保存率反应了造林之后苗木在经历了对环境的适应以及人为的破坏等诸多环境因素后的存活情况。保存率在一般情况下小于存活率，它消除了造林过程和苗木质量等因素对造林存活情况的影响，能够准确体现某树种内在生活力和对环境的适应能力[19]。生物量是绿色植物通过同化器官进行光合作用积累的有机质和能量，反映了群落利用自然资源的能力[12，20-21]。在风蚀沙地，林木存活后能否正常生长，实现生物量的持续增加，能够反应出该树种是否适应这一特定立地条件，是防风固沙林生物学稳定性的一个重要指标。年均生物量值大，说明该树种在风蚀沙地上的生长潜力大，利用自然资源的能力强，生态系统内物质循环和能量流动畅通，是具备较高生物学稳定性的一个体现。造林后苗木能够正常存活和生长，是实现林分稳定持续发展和发挥生态防护功能的基本前提，同时也说明，反应生物学稳定性的两个基本指标是林分的保存率和生物量。造林树种的自然更新影响着人工林的林分结构及其动态变化，当生态系统遭受外界干扰后，种群自然更新的能力在一定程度上也就代表了系统的恢复能力，自然更新不仅是种群维持持久性和稳定性的一个重要生态过程，同时也是系统恢复力的一个重要衡量指标。种群的自然更新包括有性繁殖和无性繁殖2种方式，造林后，当种群生长达到一定程度后能够实现自我更新，并能够维持一定的水平，从而保证种群的延续以及林分结构的稳定，是人工固沙林生物学稳定性的重要体现。人工固沙林的主要经营目标是防风固沙，防护期越长，则林分持续发挥防护功能的时间也就越长，从侧面可以反映出林分维持生物学稳定的持久性越高，系统也越稳定。因此选择林分的保存率、生物量、自然更新与防护期作为评价指标，能够科学合理的对人工固沙林的生物学稳定性作出评价。

（3）水冷塔底部出水温度T3由10（±2）℃降低至8（±1）℃，而且水冷塔底部出水温度较改造前更加稳定，从而降低冷冻机负荷，并使得冷冻机负荷跟踪调节范围缩小。冷冻机不启动的情况下，空气预冷系统冷却效果也能保证空冷塔出口温度维持在12（±2）℃，极大地降低了机组运行成本。

表4 人工固沙林生物学稳定性评价

3.2 不同类型人工固沙林的经营对策

处于高度生物学稳定状态的林分是柠条林。王博对盐池县柠条林的稳定性评价结果表明：盐池县柠条林在生长季的水分消耗（130.89mm）大于水分来源（127.6mm），导致林分稳定性差[22]，而黄羊滩地区年降雨量为365mm，生长季降水量占到全年降水量的90%以上，水分条件能够满足柠条的生长需求[23]，这应该是与王博研究结果不同的原因。柠条的寿命很长，且具有极强的萌生和再生能力[24]，初植密度对林分地面覆盖度的影响持续时间很短，没必要通过加大密度延长防护期[15]。对于此类林分应减少人为干扰，充分发挥林分的自我恢复能力。

处于中度生物学稳定状态的林分有白榆、黄柳、沙枣、侧柏、新疆杨和沙地柏。此类林分有较高的现实保存率，生长量和防护期有1个指标很高或者几个指标都相对较高，说明人工固沙林在保持高保存率的前提下，生长量与防护期2个指标至少有一个能达到中等或更高水平才能实现生物学稳定。因此提高人工固沙林的生物学稳定性，可以通过2条途径来实现：对于生长缓慢的乔木树种可以采用混交的方式，在行间引入非竞争性灌木，通过灌木植株快速覆盖地面，使林分提早进入防护成熟状态；而对于生长缓慢的灌木可以通过适当密植来增加林分初级生产力。同时，在造林的过程中，也可以考虑此类树种，即有较高的现实保存率，虽然生长缓慢但寿命较长的树种。

顾客感知视角的精益服务研究通过对顾客感知的调查和测量工具的开发识别顾客对“好服务”的评价标准，即“精益服务能为顾客带来哪些感知价值”或“顾客体验到的精益服务有哪些具体特征”，回应“什么是顾客认为的好服务”的问题（见表1）⑩ 邢博. 精益服务：理论构建与测量工具开发［M］. 天津：南开大学出版社，2017：185.。

处于低度生物学稳定状态的林分有刺槐、小叶杨和小美旱杨。这3个树种抗旱性差，生长发育受到限制，不能够适应风蚀沙地干旱贫瘠的环境，也不能够发挥良好的生态防护功能，对于此类林分可以选择适应性强的树种加以取代。