祁连山高寒山区华北落叶松造林影响因素分析

安金玲

摘要 祁连山生态地位独特，对保障黄河流域水资源的源头补给和河西走廊生态水安全具有重要的作用。在祁连山高寒山区开展了不同环境梯度条件下华北落叶松的造林试验，结果表明：春季是华北落叶松造林的最佳时期;祁连山植被退化生态区土壤干湿程度受坡向影响较大;在造林前期，华北落叶松的高生长比青海云杉大，9～10年生华北落叶松树高比11～12年生青海云杉大28.8%～55.9%，同一时期地径生长相互之间的差别在±2.6%;华北落叶松的高生长量随着海拔高度的增加呈下降的趋势，在该生态区华北落叶松栽植的海拔高度应以2 900 m以下为宜;华北落叶松幼树在该生态区的生长期为90～100 d，地径生长期为90～105 d，径生长高峰比高生长迟10～20 d。

关键词高寒山区;华北落叶松;生长过程

中图分类号：S791.22文献标识码：Adoi：10.13601/j.issn.1005-5215.2022.03.012

Analysis of Influence Factors of Larix principis-rupprechtii Afforestation in High and Cold Area of Qilian Mountain

An Jinling

（Qilian Mountain National Nature Reserve Administration， Zhangye 734000， Gansu）

AbstractThe ecological status of Qilian Mountain is unique， which plays an important role in ensuring the headstream supply of water resources in Yellow River basin and the ecological water security of the Hexi Corridor. The afforestation experiments of Larix principis-rupprechtii  under different environmental gradient conditions were carried out in high and cold area of Qilian Mountain.The results showed that spring was the best time for afforestation， and degree of soil moisture in the degraded ecological region of Qilian Mountain was greatly affected by the slope direction. In the early stage of afforestation， the height of 9-10 years old  L.principis-rupprechtii  was 288%～55.9% higher than that of 11-12 years old  Picea crassifolia . The difference of ground diameter was ± 2.6% during the same period. The height growth of  L .  principis-rupprechtii was decreased with increasing altitude，so the altitude for planting of  L. principis-rupprechtii  should be below 2 900 m.Growth period of  L.principis-rupprechtii was 90-100 d， growth period of ground diameter was 90～105 d， and the peak of diameter growth was 10-20 d later than of height.

Key wordsHigh and cold area;  Larix principis-rupprechtii ;growth process

祁連山系青藏高原东北部的边缘山系，是生物多样性保护优先区域，生态地位和作用独特，涵养着黑河、石羊河和疏勒河三大内陆河水系，是黄河流域重要水源产流区，也是河西走廊生态水安全的天然屏障。在祁连山高寒植被退化生态区，为提高植被覆盖度，调整植被结构，增强水源涵养功能，先后有诸多学者在植被生态修复方面针对造林技术、整地技术、树种选择、覆盖造林等方面进行了试验研究[1-7]，20世纪70年代开始在张掖地区引种栽培了华北落叶松（Larix principis-rupprechtii），并开展了苗期生长规律的研究[8]，但针对祁连山高海拔区不同环境梯度华北落叶松造林及苗木生长过程研究报道较少。祁连山高寒山区造林为丰富祁连山林区生物多样性、构建稳定的森林群落结构和提高森林水源涵养功能奠定了资源基础。

1试验区自然概况

试验区位于祁连山北麓后山地带的寺大隆林区，位于99°54′ E，38°27′ N。属大陆性山地森林草原气候。根据林区气象站观测资料，年平均气温0.5 ℃，极端最高气温32.4 ℃，极端最低气温-28 ℃;年平均相对湿度57%，年降雨量428.6 mm，6—9月占年降雨量83%，最大降雨强度2.82 mm·h，年蒸发量1 028.9 mm，无霜期88 d，最大冻土深度2.16 m。土壤为灰褐土和栗钙土，轻壤，粒状和块状结构，土层厚0.2～2 m，pH为7.0～7.5。

2试验方法

2.1造林方法

主栽树种华北落叶松和对照树种青海云杉均采用植苗法造林，造林密度为1.5 m×2 m和2 m×2 m。

2.2数据采集

在观测华北落叶松物候特征的同时，设置固定样地和临时样地，定期和不定期调查华北落叶松和对照树种青海云杉的成活率、苗高、地径等指标，获取原始数据，进行苗木生长过程分析。

2.3数据处理

华北落叶松生长过程采用 SPSS 12.0 软件进行统计分析。

3结果与分析

3.1华北落叶松的物候特征

在试验区，华北落叶松物候特征为：4月上中旬树液开始流动，中旬冬芽膨大，下旬幼树下部叶芽开放，5月上中旬从下向上逐渐展叶，6—9月为生长期，7月上旬至8月上旬为生长盛期，8月下旬左右停止生长，9中下旬针叶变黄，10月上旬落叶。

3.2不同造林季节对成活率的影响

不同季节造林苗木的成活率调查结果（表1）表明，春季栽植比秋季栽植成活率高。这是由于秋季栽植后，苗木要经历漫长的冬春两季干旱和冷冬的历练，易遭受冬春土壤干旱和高寒区冻害的影响，是导致造林成活低的关键因素;春季栽植后，避免了秋季栽植不利于苗木成活的制约条件，临近或处于雨季初期，为苗木正常生长创造了有利条件。不同树种和栽植季节其成活率差异显著，青海云杉不论春季（88.3%）还是秋季（67.2%），在试验区栽植的成活率都要高于春秋季华北落叶松的栽植成活率。就春秋季华北落叶松栽植的成活率而言，秋季的栽植成活率较春季栽植成活率低30.8个百分点。故该生态区春季是华北落叶松造林的最佳时期。

3.3不同坡向造林成活率

在祁连山干旱地带影响造林成活的关键因子是土壤水分不足，特别是春旱。不同的立地条件土壤的含水量差异较大，这主要是由于立地条件相异，其上分布的植被群落和构成群落的物种属性差别较大，加之在土壤表面累计形成的枯落物厚度和数量多少不同，影响着土壤水分的集聚和土壤含蓄水分能力，导致不同立地条件下土壤水分的明显差异。祁连山不同立地条件下华北落叶松造林成活率见图1。

从图1可看出，栽植在阴坡和半阴坡地带的造林成活率高于阳坡、半阳坡的造林成活率。同时，不同海拔造林成活率调查结果表明：同一海拔高度，不同坡向的造林成活率有差异但不显著。以N坡和NW坡为例，在海拔2 750 m成活率分别为72.3%和67.8%。而不同海拔梯度、不同坡向的造林成活率差异显著，在海拔2 850 m的SE坡向造林，华北落叶松造林成活率为30.3%，而在海拔275 m的NW坡造林，成活率为65%。主要原因是阴坡半阴坡土层较厚，土壤含水量较阳坡高。据测定，在60 cm土层内阴坡半阴坡的土壤含水量比阳坡高216.0%，由此说明，土壤干湿程度受坡向影响较大，在祁连山高寒山区植被恢复过程中，华北落叶松栽植在阴坡、半阴坡的土壤深厚、湿度适中地段为好。

3.4华北落叶松与青海云杉生长比较

为比较华北落叶松与青海云杉的生长特点，对同一立地条件年龄相似的华北落叶松与青海云杉进行生长调查，结果见表2。

从表2可知，9～10年生华北落叶松树高比11～12年生青海云杉大28.8%～55.9%，地径生长在造林早期二者差异不大，相互之间的差别在±2.6%。由此可见，在造林前10年，华北落叶松的高生长上比青海云杉大，地径近似或偏小。

3.5不同海拔梯度华北落叶松的生长过程分析

3.5.1不同海拔梯度华北落叶松高生长过程分析

不同海拔5年生华北落叶松生长指标观测结果（表3）表明，海拔对华北落叶松高生长量影响较大，如海拔2 700 m年生长量为22.1 cm， 3 200 m为4.8 cm，总的特征是随着海拔的增加，华北落叶松的高生长量呈下降的趋势。究其原因是，海拔梯度影响着土壤温湿度，祁连山区海拔2 900 m以上的区域虽然土壤湿润，但气温低，苗木生长期短，生长缓慢，生长量小。

从不同海拔梯度华北落叶松的高生长过程分析看（表4），华北落叶松在该生态区的幼树生长期为90～100 d，即从5月下旬开始至9月上旬结束。表现出海拔2 900 m以下的高生长量大于海拔2 900 m以上生长量的趋势。故在该生态区华北落叶松栽植的海拔高度应以2 900 m以下为宜。

3.5.2华北落叶松地径生长过程分析

以海拔2 700 m处生长的华北落叶松为例进行了地径生长过程分析。从图2可以看出，华北落叶松地径生长从6月上旬开始进入快速生长期，9月上旬结束，生长期为90～105 d，径生长高峰期比高生长高峰期迟10～20 d。

4结论

4.1在祁连山寺大隆林区，春季随着气温回暖，临近雨季初期，为苗木正常生长创造了有利条件，华北落叶松春季造林成活率比秋季造林高，是造林的最佳时期。

4.2在祁连山高寒山区，土壤干湿程度受坡向影响较大，华北落叶松栽植在阴坡、半阴坡的土壤深厚、湿度适中地段为好。

4.3华北落叶松造林早期的高生长量比青海云杉大，9～10年生华北落叶松树高比11～12年生青海云杉大28.8%～55.9%，地径生长同一时期相互之间的差别在±2.6%。

4.4祁连山区环境梯度对林木生长量起着关键性的影响。华北落叶松的高生长量随着海拔的增加呈下降的趋势，表现出海拔2 900 m以下的高生长量大于海拔2 900 m以上生长量的趋势，在该生态区华北落叶松栽植的海拔高度应以2 900 m以下为宜。华北落叶松在该生态区的幼树生长期为90～100 d，即从5月下旬开始至9月上旬结束。华北落叶松地径生长从6月上旬开始进入快速生长期，9月上旬结束，生长期为90～105 d，径生长高峰比高生长高峰期迟10～20 d。

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