山西北部風(fēng)沙區(qū)主要防護(hù)林樹(shù)種選擇探討

盧景龍

(山西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院,山西 太原 030012)

山西北部風(fēng)沙區(qū)主要防護(hù)林樹(shù)種選擇探討

盧景龍

(山西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院,山西 太原 030012)

詳細(xì)調(diào)查研究了山西北部半干旱風(fēng)沙區(qū)不同立地類(lèi)型上現(xiàn)有樹(shù)種種類(lèi)、分布頻度和抗逆性能,并以立地類(lèi)型為單元 ,以樹(shù)木生長(zhǎng)量、抗旱、抗寒、抗風(fēng)蝕能力為指標(biāo),對(duì)樹(shù)種的適應(yīng)性進(jìn)行了評(píng)價(jià),提出了低山區(qū)、丘陵區(qū)、平原農(nóng)區(qū)適宜的防護(hù)林造林樹(shù)種。

北部風(fēng)沙區(qū);防護(hù)林;樹(shù)種;選擇

山西北部位于毛烏素沙漠的前沿,歷史上曾繁衍著茂密的森林,生態(tài)環(huán)境良好。但由于歷代戰(zhàn)爭(zhēng)、圍獵和墾荒,森林資源慘遭破壞,生態(tài)環(huán)境極度惡化,一度淪落為不毛之地。雖然 20世紀(jì)五六十年代營(yíng)造了大面積小葉楊林,但隨著小葉楊樹(shù)齡的增加,以及近年來(lái)降水量的減少、小葉楊生長(zhǎng)勢(shì)的衰退和病蟲(chóng)害的蔓延,使防護(hù)林效益銳減,防護(hù)功能下降,風(fēng)沙危害有愈演愈烈之勢(shì)。近年來(lái),作者探索了山西北部半干旱風(fēng)沙區(qū)適宜的防護(hù)林模式,并對(duì)該地區(qū)防護(hù)林樹(shù)種的選擇進(jìn)行了深入研究。

1 研究區(qū)概況

山西北部半干旱風(fēng)沙區(qū)主要涉及大同、朔州、忻州3市,其中 13個(gè)縣(區(qū))歸屬環(huán)北京地區(qū)防沙治沙工程范圍,土地總面積 25.5×104hm2。

1.1 地形地貌

呂梁山、太行山支脈構(gòu)造了地貌的主體框架,洪濤山、龍首山、七峰山、采涼山、黑駝山等橫臥其間,平原農(nóng)區(qū)、緩坡丘陵區(qū)、山區(qū)交匯排序,桑干河、黃水河、御河流經(jīng)其中。主要地形如下:

1)河漫灘:季節(jié)性河水淹沒(méi)地段。

2)階地:河流兩岸未被河水淹沒(méi)地段,位于河漫灘之上。

3)平原農(nóng)區(qū):地勢(shì)平坦,為主要耕作區(qū),季節(jié)風(fēng)沙危害較嚴(yán)重。

4)丘陵區(qū):海拔較高,均在 1 100 m以上,土壤風(fēng)蝕較嚴(yán)重。

5)山區(qū):海拔較高,植被稀疏,裸露黃土,風(fēng)蝕較輕。

1.2 氣候條件

山西省北部地區(qū)屬于暖溫帶落葉闊葉林向溫帶干旱草原的過(guò)渡地帶。年均氣溫為 3.5°C～ 7.1°C,極端最高氣溫為 34.5°C～ 37.9°C,極端最低氣溫為-31.0°C～ -40.4°C,1月份平均氣溫-16.0°C～10.5°C,7月份平均氣溫為 18.0°C～ 22.3°C;無(wú)霜期 105 d～ 130 d,初霜期在 9月上旬,晚霜期在5月中旬;年日照時(shí)數(shù) 2 700 h～ 3 000 h,太陽(yáng)年總輻射量 143 kW/cm2～ 148 kW/cm2;年降水量350 mm～ 450 mm,年蒸發(fā)量1 800 mm～ 2 300 mm。氣候特征表現(xiàn)為寒冷、干旱、季節(jié)風(fēng)沙大。

1.3 土壤條件

平川、丘陵區(qū)土壤形成的母質(zhì)大部分為鈣質(zhì)黃土,山區(qū)有部分玄武巖、石灰?guī)r、花崗片麻巖,主要土壤類(lèi)型為栗鈣土、栗鈣土性土和山地栗鈣土。土壤發(fā)育較年輕,物理性質(zhì)較好,質(zhì)地以沙壤、中壤為主,土壤pH值大(8.0～10.0)。土質(zhì)疏松、膠粘力差,土壤肥力低,平川、丘陵區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量變幅范圍為1.37 g/kg～11.73 g/kg。分布在山區(qū)的栗鈣土較為肥沃,有機(jī)質(zhì)含量可達(dá)16.7 g/kg。由于土壤在形成過(guò)程中以鈣積為主,在土壤剖面常出現(xiàn)淀積層,這種現(xiàn)象雖然對(duì)植物根系的下扎不利,但在較深厚的土層中有利于土壤蓄水。一些河灘地及地勢(shì)低凹地段有部分下濕鹽堿地,土壤含鹽量達(dá) 3.0%。土壤腐殖質(zhì)含量低,微生物活動(dòng)弱。1.4 植被狀況

山西北部風(fēng)沙區(qū)降水量少,植被種類(lèi)較少,覆蓋度低,成片林分面積也較小,且多為人工林。在山區(qū),灌木林占絕大多數(shù),以片狀、塊狀或散生分布,全區(qū)森林覆被率為11.6%,林木覆蓋率為16.7%,其主要樹(shù)種為:胡枝子、百里香、沙棘、黃刺玫、繡線(xiàn)菊、檸條、華北落葉松、油松、樺樹(shù)等。平川、丘陵區(qū)的主要植被為:蒿類(lèi)、狗尾草、披堿草、羊胡子草、黃刺玫、紫穗槐、沙棘、檸條、檉柳、枸杞、小葉楊、群眾楊、合作楊、新疆楊、榆樹(shù)、刺槐、樟子松、油松、華北落葉松等人工林,主要農(nóng)作物有:玉米、高梁、莜麥、谷類(lèi)、胡麻、豆類(lèi)、薯類(lèi)、糖菜等。

2 研究方法

選擇 7個(gè)具有代表性的立地類(lèi)型組,調(diào)查樹(shù)種分布狀況,分析樹(shù)種生長(zhǎng)頻度與立地類(lèi)型的關(guān)系。根據(jù)旱、凍害分級(jí)指標(biāo)(表 1),并結(jié)合風(fēng)蝕造成 1年生枝條枯干情況進(jìn)行定性評(píng)價(jià),綜合度量主要樹(shù)種的抗逆性能。

3 結(jié)果分析

表 1 旱、凍害分級(jí)

半干旱風(fēng)沙區(qū)樹(shù)種的選擇是營(yíng)造穩(wěn)定防護(hù)林的基礎(chǔ),在不同的立地條件下配置不同結(jié)構(gòu)的防風(fēng)林,適地適樹(shù)是最根本的要求。

3.1 樹(shù)種分布狀況調(diào)查

立地類(lèi)型決定了樹(shù)種的分布,同時(shí)也反映了樹(shù)種對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力。一個(gè)樹(shù)種分布范圍愈廣,則該樹(shù)種適應(yīng)能力愈強(qiáng),被稱(chēng)為“廣譜型”樹(shù)種。相反,樹(shù)種適應(yīng)能力愈弱,則適生范圍愈窄。不同立地類(lèi)型組樹(shù)種分布狀況見(jiàn)表 2。

表2 不同立地類(lèi)型組樹(shù)種分布狀況統(tǒng)計(jì)

從表 2中可知:1)沙棘、檸條分布范圍最廣,在各個(gè)立地類(lèi)型組中均有分布,其次為新疆楊、群眾楊、合作楊、小葉楊、垂柳、紫穗槐、油松。 2)在較好立地條件上樹(shù)種分布較多。低山區(qū)、梁峁坡和耕作區(qū)3種立地類(lèi)型組中,適宜生長(zhǎng)的樹(shù)種分別達(dá) 17種,17種和 18種,占統(tǒng)計(jì)樹(shù)種 80.9%,80.9%和85.7%。其所包括的立地類(lèi)型,正是研究區(qū)域的主要立地類(lèi)型。3)喬木、灌木分布具有一定規(guī)律。喬木為丘陵梁峁坡以下至平原區(qū)的主要樹(shù)種,灌木為丘陵區(qū)以上至山區(qū)的主要樹(shù)種。

就立地類(lèi)型來(lái)說(shuō),適宜生長(zhǎng)的樹(shù)種愈多,有針對(duì)性地選擇樹(shù)種的自由度就愈大,即根據(jù)不同營(yíng)林目的選擇樹(shù)種的范圍愈廣,愈易采用最適宜的樹(shù)種建立比較穩(wěn)定的林分。

3.2 樹(shù)木生長(zhǎng)與立地的關(guān)系

當(dāng)樹(shù)種的生物學(xué)特性與所處環(huán)境的生態(tài)因子相協(xié)調(diào)時(shí),樹(shù)木生物量的大小與立地條件密切相關(guān)。樹(shù)木的生物產(chǎn)量較高,則該樹(shù)種適宜在該立地條件上生長(zhǎng);反之,則該樹(shù)種不適宜在該立地條件上生長(zhǎng)。不同立地類(lèi)型組主要樹(shù)種生長(zhǎng)量見(jiàn)第48頁(yè)表3。

表3 不同立地條件下樹(shù)木生長(zhǎng)量

從表 3可見(jiàn):1)同一樹(shù)種在不同立地上的生長(zhǎng)表現(xiàn)相差懸殊,但總趨勢(shì)是優(yōu)越的立地條件下樹(shù)木生長(zhǎng)較好。平原農(nóng)區(qū)、灘地、梁峁溝 3種立地條件下的樹(shù)木生長(zhǎng)量明顯高于梁峁坡、梁峁頂,其中梁峁溝和灘地的樹(shù)木生長(zhǎng)更好,這是由于土壤水分對(duì)樹(shù)木生長(zhǎng)的影響,梁峁溝及灘地 30 cm土層內(nèi)的土壤含水量分別比梁峁坡同等深度的土壤含水量高 7.6%和 9.2%。2)同一立地條件下樹(shù)種之間的生長(zhǎng)表現(xiàn)有較大差異。對(duì)闊葉喬木來(lái)說(shuō),新疆楊、合作楊的生長(zhǎng)量大于小葉楊。比如,在灘地上生長(zhǎng)的7年生新疆楊、合作楊分別比同樣立地上生長(zhǎng)的小葉楊樹(shù)高生長(zhǎng)量高 5.8 m和 4.0 m,胸徑生長(zhǎng)量大 3.9 cm和2.4 cm。而在梁峁坡上 3種樹(shù)種的生長(zhǎng)量基本一致,新疆楊與合作楊相比,二者的生長(zhǎng)量相差無(wú)幾,但以新疆楊為好。就針葉樹(shù)種來(lái)看,樟子松、油松均不宜在梁峁頂栽植,在梁峁坡、梁峁溝、平原農(nóng)區(qū)上樟子松比油松生長(zhǎng)好。從 3種灌木樹(shù)種來(lái)看,除灘地外,同等立地條件下的沙棘、檸條的生長(zhǎng)量基本相等,且明顯高于紫穗槐。紫穗槐在灘地上生長(zhǎng)較好,雖然生長(zhǎng)量的絕對(duì)值比沙棘略小,但無(wú)顯著差異,說(shuō)明紫穗槐對(duì)立地的反應(yīng)更敏感,灘地為其適生區(qū)。

3.3 樹(shù)種抗逆性分析

衡量樹(shù)種的適應(yīng)性,除了生長(zhǎng)表現(xiàn)外,對(duì)主要災(zāi)害性因子的抵抗能力也是一個(gè)重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。對(duì)1個(gè)適生樹(shù)種來(lái)說(shuō),它可以健康、迅速地生長(zhǎng),最大限度地發(fā)揮其生長(zhǎng)潛力,而且能夠較好地抵御不良環(huán)境因子侵蝕,并穩(wěn)定地遺傳和繁殖。半干旱風(fēng)沙區(qū)樹(shù)種的適應(yīng)性主要表現(xiàn)在抗寒、抗旱、抗風(fēng)沙能力等方面。各樹(shù)種抗逆能力見(jiàn)表4,表4中樹(shù)種的抗旱、抗寒指標(biāo)由表 1所得,抗風(fēng)蝕的定性評(píng)價(jià)由調(diào)查樹(shù)木迎風(fēng)面危害狀況后獲得(迎風(fēng)面樹(shù)枝無(wú)干枯為好,枝條干枯小于 1/3為中,大于 1/3為差)。

如表4所示,不同樹(shù)種的抗逆能力不相同。新疆楊、合作楊抗逆能力較強(qiáng),小葉楊次之;小葉楊的保存率分別比新疆楊、合作楊低 8.7%和 7.8%,這是由于抗風(fēng)蝕能力較差所致;旱柳的抗風(fēng)蝕能力居中。針葉樹(shù)類(lèi)中,樟子松抗逆能力最佳,苗木成活率、保存率均較高;油松的耐旱能力比樟子松低,杜松更低;側(cè)柏、杜松對(duì)風(fēng)蝕抗御能力弱,造成了苗木保存率較低;側(cè)柏的耐寒性不如油松和樟子松。3種灌木樹(shù)種中,除紫穗槐的抗風(fēng)蝕能力居中外,這些灌木在各方面均表現(xiàn)出較強(qiáng)的適應(yīng)性,即在該地區(qū)有較強(qiáng)的發(fā)展優(yōu)勢(shì);紫穗槐的抗鹽堿能力較強(qiáng),是下濕鹽堿地理想的樹(shù)種。

表4 不同樹(shù)種抗性統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)論與建議

立地類(lèi)型決定著樹(shù)種的分布,同時(shí)樹(shù)木的生長(zhǎng)也影響著環(huán)境條件的改變,二者相互統(tǒng)一,相互依賴(lài),最終形成穩(wěn)定的生態(tài)體系。山西北部風(fēng)沙區(qū)不同立地上的防護(hù)林樹(shù)種各異,具體如下:

1)低山區(qū)土石山陽(yáng)坡適宜栽植側(cè)柏、油松、杜松、山楊、黃刺玫、沙棘、檸條、沙地柏等,陰坡適宜栽植華北落葉松、油松、云杉、山楊、樺樹(shù)等。

2)丘陵梁峁區(qū)適宜栽植樟子松、油松、杜松、祁連圓柏、三北 1號(hào)楊、中金楊、檸條、沙棘、沙棗、沙拐棗、白刺、四刺濱藜、沙棒等。

3)平原農(nóng)區(qū)林網(wǎng)適宜栽植新疆楊、合作楊、油松、樟子松,河漫灘適宜栽植中金楊、群改楊、合作楊、旱柳、紫穗槐、沙棘、檸條、檉柳等。

[1]Scheffer F.Schachtschabel P.Lehrbuch der Bodenkunde.F.Enke V erlag Stuttgart,1989.

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[4]吳仲倫.國(guó)外樹(shù)種引種概論 [M].北京:科學(xué)出版社,1989.

S727.2

C

1007-726X(2010)01-0046-03

2009-10-11

盧景龍(1963- ),男,山西夏縣人,1986年畢業(yè)于山西農(nóng)業(yè)大學(xué),高級(jí)工程師。