鄂爾多斯主要綠化樹種適生立地初步研究*

盧立娜，高崇華，趙雨興，李維向，王紅霞，繆樹國，任余艷，韓 梅

(1．鄂爾多斯市林業(yè)治沙科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯017000;2．鄂爾多斯市林業(yè)局，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯017000)

綠化樹種的選擇首先要充分了解當(dāng)?shù)氐臍夂颉⑼寥篮徒邓茸匀坏乩項l件，在此基礎(chǔ)上掌握綠化樹種生物學(xué)和生態(tài)特性，只有充分認識當(dāng)?shù)刈匀坏乩硖卣骱椭参飳ζ涞倪m宜性，才能優(yōu)選出在實踐上可行的綠化樹種。因此，在進行綠化設(shè)計時充分了解每一樹種的適生立地條件是一項重要的基礎(chǔ)性工作。各地區(qū)均有綠化樹種適生立地條件的研究［1～6］。近年來，鄂爾多斯市的生態(tài)建設(shè)取得了較大的成就，但同時也存在一些問題，如有些地區(qū)造林成活率、保存率低以及樹種生長緩慢等，導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因是多方面的，其中樹種的生態(tài)特性與立地條件不相適應(yīng)是一個主要原因。鄂爾多斯地域廣闊，全區(qū)5旗2區(qū)在立地類型和土壤類型上均有差異，所以鄂爾多斯地區(qū)在綠化樹種的選擇上比較復(fù)雜，即使是同一地區(qū)也不能照搬照抄，對鄂爾多斯主要綠化樹種適生立地類型的研究非常必要。本項研究在對全市100多種綠化樹種生長情況進行調(diào)查的基礎(chǔ)上，確定長勢較好的9種為研究對象，對每一樹種在硬梁地、梁地、覆沙梁地、沙地的生長狀況進行調(diào)查，以揭示主要綠化樹種的最適立地類型，為鄂爾多斯市今后綠化造林提供理論指導(dǎo)與科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

鄂爾多斯市位于內(nèi)蒙古的中西部，全市東西長約400 km，南北寬340 km，總面積為86 752 km2。地理位置為北緯 37°35'24″～ 40°51'40″，東經(jīng)106°42'40″～111°27'20″。東部為丘陵溝壑區(qū)，西部為干旱硬梁區(qū)，南部為毛烏素沙地區(qū)，北部為黃河沖積平原區(qū)，中部為庫布齊沙漠區(qū)。海拔1 000～1 500 m。該市屬半干旱大陸性季風(fēng)氣候，冬長寒冷，夏短酷熱，年均氣溫5．5～9．1℃，無霜期164-180天，年均降水量370～410 mm，降水多集中在7～9月，年蒸發(fā)量1 100～1 500 mm，是降水量的3～4倍。土壤中有機質(zhì)含量在1%左右，全氮含量 0．05 ～1．83 g/kg，速效磷含量 4．21 ～ 12．58 mg/kg，速效鉀92．63 ～228 mg/kg。

2 實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理

2.1 實驗設(shè)計

2010年5-10月在對全市100多種綠化樹種進行初步調(diào)查的基礎(chǔ)上，確定長勢較好的樟子松(Pinus sylvestris var．mongolica)、油松 (Pinus tabuliformis)、云杉 (Picea crassifolia)、國槐 (Sophora japonica)、金葉榆 (Ulmus pumila cv．jinye)、金葉蕕 (Caryopteris × clandonensis“Worcester Gold”)、水蠟 (Ligustrum obtusifolium)、榆葉梅 (Prunus triloba)、紅瑞木 (Swida alba)為研究對象，2011年8-9月分別對鄂爾多斯市東勝區(qū)、康巴什新區(qū)、伊金霍洛旗、鄂托克旗的以上9種樹種按沙地、覆沙梁地、梁地、硬梁地立地類型進行調(diào)查。主要選擇以沙地、覆沙梁地、梁地、硬梁地為立地類型的綠化地帶。參考造林檔案資料，每一樹種不同立地類型的選擇遵循栽植時苗木規(guī)格相同、栽植時間一致、管理措施相同的原則，不同立地類型樹種各調(diào)查90株 (叢)，隨機取樣或逐株 (叢)取樣。樹高采用測高儀測定，胸徑 (地徑)采用游標(biāo)卡尺測定，新生枝長度和冠幅用皮尺測定。每一調(diào)查樹種基本情況見表1。

2.2 數(shù)據(jù)處理

所得試驗數(shù)據(jù)均計算平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤，并進行顯著性分析。所有統(tǒng)計分析均用SPSS軟件進行。

表1 調(diào)查樹種基本情況Tab．1 General conditions of survey species

3 結(jié)果與分析

3.1 立地類型劃分

立地類型是造林規(guī)劃設(shè)計的重要依據(jù)，進行立地分類是造林規(guī)劃設(shè)計的基礎(chǔ)工作。根據(jù)鄂爾多斯市植被生態(tài)區(qū)劃，自然條件的地域分異規(guī)律，結(jié)合各立地因子與造林和林木生長的關(guān)系，將鄂爾多斯立地類型劃分為11類，本研究共涉及其中4類，硬梁地、梁地、覆沙梁地和半固定沙地。各立地類型特征見表2。

表2 立地類型特征Tab．2 The characteristics of site conditions

3.2 不同立地類型9種綠化樹種生物量

3．2．1 不同立地類型樟子松生物量

樟子松因其具有耐寒、耐旱、速生、材質(zhì)好以及抗逆性強等特性，在我國“三北”防護林以及北方干旱、半干旱風(fēng)沙區(qū)廣泛引種，成為主要造林樹種。由表3可以看出，樟子松在不同的立地類型上各生長量指標(biāo)表現(xiàn)出一定的差異。胸徑生長量表現(xiàn)為沙地＞覆沙梁地＞梁地＞硬梁地，且差異顯著(P＜0．05);高度生長表現(xiàn)為沙地＞梁地＞覆沙梁地＞硬梁地，梁地和覆沙梁地之間無顯著差異 (P＞0．05)，其他立地類型之間形成顯著性差異 (P＜0．05);當(dāng)年新生枝長度表現(xiàn)為沙地＞覆沙梁地＞梁地＞硬梁地，沙地與硬梁和硬梁地之間差異顯著 (P＜0．05);不同立地類型冠幅大小表現(xiàn)為沙地＞覆沙梁地＞梁地＞硬梁地，硬梁地和梁地之間無顯著差異 (P＞0．05)，其他立地類型存在顯著差異 (P＜0．05)。綜合分析胸徑、高度、新生枝長度和冠幅生長量，樟子松在鄂爾多斯地區(qū)沙地生長表現(xiàn)最好，其次是覆沙梁地，4種立地條件下硬梁地長勢最差。樟子松為喜光性深根樹種，能適應(yīng)土壤水分較少的山脊及向陽山坡，以及較干旱的沙土地區(qū)。多年來，許多學(xué)者從不同角度對樟子松適生立地條件進行了大量的研究［6～8］，榆林沙區(qū)不同立地條件下樟子松林木個體生長的模型擬合方程能清楚地反映出立地條件對樟子松生長的影響，表現(xiàn)在立地條件好，生長極限值高，連年生長量大;立地條件差，極限值低，連年生長量?。?］;張家口壩上地區(qū)樟子松最適立地研究也表明最適宜樟子松生長的立地類型是陽坡厚層土［7］，與本研究結(jié)論相同。

表3 不同立地類型樟子松生物量Tab．3 The biomass surveys under different site conditions of Pinus sylvestris var．mongolica

3．2．2 不同立地類型油松生物量

油松為陽性樹種，淺根性，喜光、抗瘠薄，在硬梁地、梁地、覆沙梁地各生長量表現(xiàn)出一定的差異 (表4)。胸徑生長表現(xiàn)為梁地＞硬梁地＞覆沙梁地，梁地較覆沙梁地高1．15 cm，各立地類型間形成顯著差異 (P＜0．05);高度生長量指標(biāo)硬梁地顯著高于梁地和覆沙梁地;當(dāng)年新生枝長度梁地高于硬梁地和覆沙梁地，各立地類型間無顯著差異(P＞0．05);3種立地類型冠幅大小無顯著性差異，硬梁地略高于其他立地類型。從胸徑、高度、冠幅等指標(biāo)分析，油松在硬梁地高度生長較快，梁地粗生長較快。

表4 不同立地類型油松生物量Tab．4 The biomass surveys under different site conditions of Pinus tabuliformis

3．2．3 不同立地類型云杉生物量

以往的造林經(jīng)驗表明云杉不適合硬梁地造林，因此，本項研究沒有選擇硬梁地云杉。云杉在沙地、覆沙梁地、梁地各生長量表現(xiàn)不同 (表5)。胸徑生長量表現(xiàn)為沙地＞覆沙梁地＞梁地，沙地與覆沙梁地、梁地差異顯著 (P＜0．05);高度生長量表現(xiàn)為沙地＞覆沙梁地＞梁地，差異顯著 (P＜0．05);新生枝長度沙地顯著 (P＜0．05)高于覆沙梁地和梁地;冠幅生長量與胸徑不同，表現(xiàn)為覆沙梁地＞梁地＞沙地?？梢娫粕荚谏车馗黜椛L指標(biāo)表現(xiàn)最好，粗生長和高生長均生長最快，當(dāng)年枝條長度最長。

表5 不同立地類型云杉生物量Tab．5 The biomass surveys under different site conditions of Picea crassifolia

3．2．4 不同立地類型國槐生物量

國槐對土壤要求不嚴(yán)，在4種立地類型上均有生長，但生長表現(xiàn)出較大的差異 (表6)。胸徑生長量表現(xiàn)為覆沙梁地顯著 (P＜0．05)高于沙地和梁地，硬梁地顯著 (P＜0．05)低于其他立地類型;高生長表現(xiàn)為梁地＞沙地＞硬梁地＞覆沙梁地;新生枝長度各立地類型間無顯著差異 (P＞0．05);冠幅大小為梁地和沙地顯著高于硬梁地和覆沙梁地?？梢姴煌⒌仡愋蛧备呱L和粗生長表現(xiàn)不一致，覆沙梁地利于粗生長，梁地利于高生長。

表6 不同立地類型國槐生物量Tab．6 The biomass surveys under different site conditions of Sophora japonica

3．2．5 不同立地類型金葉榆生物量

金葉榆屬榆科榆屬，系白榆變種，是良好的彩葉喬木樹種，具有較強的抗鹽堿性，是中國目前彩葉樹種中應(yīng)用范圍最廣泛的一種。在鄂爾多斯市主要用于街道和公園綠化，在本次調(diào)查中并沒有相同條件的沙地金葉榆，只調(diào)查了硬梁地、覆沙梁地和梁地。

表7 不同立地類型金葉榆生物量Tab．7 The biomass surveys under different site conditionsof Ulmus pumila cv．jinye

由表7可以看出，各立地條件間胸徑、高度、新生枝等生長量表現(xiàn)出顯著性差異。胸徑和高度生長量均表現(xiàn)為硬梁地和梁地顯著 (P＜0．05)高于覆沙梁地，新生枝長度和冠幅大小均表現(xiàn)為梁地顯著 (P＜0．05)高于硬梁地和覆沙梁地。從胸徑、高度、新生枝長度指標(biāo)分析，金葉榆最適合在梁地生長，其次是硬梁地。

3．2．6 不同立地類型水蠟生物量

水蠟屬木犀科，四季常青，耐修剪，易整形，是公園、道路及盆景的優(yōu)良選擇樹種。水蠟在各立地類型上生長表現(xiàn)不同 (表8)。地徑生長量表現(xiàn)為沙地顯著高于覆沙梁地，覆沙梁地顯著 (P＜0．05)高于梁地和硬梁地;高度生長量表現(xiàn)為沙地顯著 (P＜0．05)高于硬梁地，硬梁地顯著 (P＜0．05)高于梁地和覆沙梁地;新生枝長度沙地最高，顯著 (P＜0．05)高于梁地和硬梁地;冠幅大小沙地和硬梁地顯著 (P＜0．05)高于梁地和覆沙梁地。綜合上述4項觀測指標(biāo)，水蠟對土壤要求不嚴(yán)，在鄂爾多斯4種主要立地類型上均有種植，在各立地類型上生長均較好，但以沙地生長表現(xiàn)最好。

表8 不同立地類型水蠟生物量Tab．8 The biomass surveys under different site conditions of Sophora japonica

3．2．7 不同立地類型金葉蕕生物量

金葉蕕是人工培植的落葉灌木，馬鞭草科蕕屬植物，喜光，也耐半蔭，耐旱、耐熱、耐寒，在-20℃以上的地區(qū)能夠安全露地越冬。根據(jù)觀察，越是天氣干旱，光照強烈，其葉片越是金黃，由于其較強的耐寒、耐旱特性，在鄂爾多斯園林綠化中應(yīng)用非常廣泛。由表9可以看出，地徑生長量硬梁地最高，沙地最低，各立地類型間無顯著差異 (P＞0．05);高生長以梁地最高，硬梁地顯著 (P＜0．05)低于梁地，覆沙梁地和沙地顯著低于硬梁地和梁地;新生枝長度硬梁地最高，各立地類型間無顯著差異 (P＞0．05);冠幅以覆沙梁地最大，各立地類型間無顯著差異 (P＞0．05)。綜合上述4項觀測指標(biāo)，金葉蕕由于其較強的適應(yīng)性，對土壤要求不嚴(yán)，在各種立地類型上生長表現(xiàn)無明顯差異。

表9 不同立地類型金葉蕕生物量Tab．9 The biomass surveys under different site conditions of Caryopteris × clandonensis“Worcester Gold”

3．2．8 不同立地類型紅瑞木生物量

紅瑞木是傘形目山茱萸科落葉灌木，喜歡潮濕溫暖的生長環(huán)境，在排水通暢、養(yǎng)分充足的環(huán)境，生長速度非常快。紅瑞木在不同立地類型上生長差異較大 (表10)。地徑生長表現(xiàn)為沙地＞覆沙梁地＞梁地＞硬梁地，梁地和覆沙梁地與另兩種立地類型形成顯著性差異;高度生長表現(xiàn)為沙地和覆沙梁地顯著高于梁地和硬梁地;新生枝長度沙地顯著(P＜0．05)高于其他3種立地類型;冠幅沙地和覆沙梁地顯著 (P＜0．05)高于梁地和硬梁地。紅瑞木最適合在沙地生長，其次是覆沙梁地。

表10 不同立地類型紅瑞木生物量Tab．10 The biomass surveys under different site conditions of Swida alba

3．2．9 不同立地類型榆葉梅生物量

榆葉梅為薔薇科桃屬，喜光，稍耐陰，耐寒，能在-35℃下越冬。由表11可知，地徑生長量在各立地類型上無顯著差異 (P＞0．05)，覆沙梁地最高;高度生長量梁地顯著低于其他3種立地類型，覆沙梁地最高;新生枝長度各立地類型差異不顯著 (P＞0．05);冠幅大小覆沙梁地最高，顯著高于硬梁地和梁地。榆葉梅對土壤要求不嚴(yán)，在各種立地類型上均能較好地生長，在覆沙梁地生長最好，其次是沙地。

表11 不同立地類型榆葉梅生物量Tab．11 The biomass surveys under different site conditions of Prunus triloba

4 討論與結(jié)論

4.1 討論

(1)評價指標(biāo)的確定 根據(jù)“適地適樹”評價原則，樹種適地性評價指標(biāo)較多，可根據(jù)不同的需求選?。?］。姚曉蕊等［10］選取了樹木生長快慢和抗逆性強弱作為克拉瑪依農(nóng)業(yè)開發(fā)區(qū)人工栽培樹種生態(tài)適應(yīng)性評價指標(biāo);陳和盾［11］選取穩(wěn)定性和抗逆性作為干旱半干旱風(fēng)沙區(qū)抗逆樹種選擇的評價指標(biāo);胡建忠等［12］運用綜合評價法，對不同立地條件下人工栽培適生經(jīng)濟型喬木樹種進行適地、適樹、適法評價，其評價指標(biāo)體系可分為30多個，根據(jù)需要有生長指標(biāo)，包括樹高、胸徑、冠幅、生物量、郁閉度等，水土保持指標(biāo)，包括林冠截留率、土壤入滲率、林地減沙率等。樹種適生立地研究評價指標(biāo)眾多，但經(jīng)驗表明，樹木的高生長尤其是優(yōu)勢木平均高對不同立地質(zhì)量極其敏感，某一樹種在不同的立地條件下優(yōu)勢木平均高有明顯的差異［2］。王鵬等對帽兒山實驗林場白樺適生立地條件的研究也將樹高、胸徑定為主要評價指標(biāo)［13］。因此，本研究選擇樹高、胸 (地)徑為主要評價指標(biāo)，由于本研究所選樹種大多應(yīng)用于園林綠化，所以將新生枝長度和冠幅也列為評價指標(biāo)。

(2)各立地類型間生長量差異與土壤的相關(guān)性 本項研究中4種主要立地類型最主要的差別是土壤因子，主要土壤類型包括栗鈣土、風(fēng)沙土以及風(fēng)沙土和栗鈣土的過渡類型。各綠化樹種對土壤類型的喜好不同，導(dǎo)致各立地類型生長量存在差異。本研究中樟子松、云杉、水蠟、紅瑞木在沙地和覆沙梁地生長表現(xiàn)最好，適合風(fēng)沙土條件生長;而油松、金葉榆在梁地和硬梁地生長表現(xiàn)最好，適合在栗鈣土條件下生長;國槐在覆沙梁地利于粗生長，梁地利于高生長，偏于栗鈣土條件下生長較好。對渭北黃土高原油松適生立地的研究表明影響油松適生立地的主要因子是土壤［14］，樟子松人工林生長與立地因子關(guān)系的研究表明影響樟子松生長的主要立地因子是 pH值、容重、CaCO3含量和有機質(zhì)［7］。在實際綠化過程中根據(jù)不同樹種對土壤要求的經(jīng)驗，在有些市區(qū)內(nèi)綠化地帶采取換土的措施，收到了較好的效果。因此，本項研究中相同樹種各立地類型間生長量出現(xiàn)差異的主要因素是不同樹種對土壤的要求不同，具體影響因子如土壤水分、養(yǎng)分、透氣性等還需要進一步的研究。

(3)調(diào)查不同立地類型樹種生長狀況研究適生立地類型更符合實際 評價單一樹種的生態(tài)適應(yīng)性，通常采取兩種方法:一是調(diào)查該樹種在不同立地上的生長狀況，以一些生長量為指標(biāo)進行評價;二是以造林樹種為試驗材料，進行一些生態(tài)適應(yīng)性指標(biāo)的試驗，從而對其生態(tài)適應(yīng)性進行評價［9］。第一種方法是對已栽植樹種進行觀測，此種方法自然包括一些干擾結(jié)果的影響因素，其結(jié)果更符合實際。采用此種研究方法的較多，如衛(wèi)三平等［15］對不同立地條件下刺槐林生長調(diào)查，結(jié)果表明不同立地條件下刺槐林生長差異顯著，同時篩選出適宜營造刺槐林的最佳立地條件類型。第二種方法測試目標(biāo)明確，其結(jié)果理論性較高，但沒有考慮在實際應(yīng)用中的一些能預(yù)測及不能預(yù)測的干擾條件。采用此種研究方法的如陶晶等［16］以引進樹種銀莓為試驗材料，進行了抗寒性測定及耐鹽堿盆栽試驗，并在吉林省西部及北方省份進行試驗，為銀莓種植提供了生態(tài)學(xué)上的參考。作為地方林業(yè)科研院所，所做的工作就是為地方林業(yè)提供指導(dǎo)，所以采取第二種方法對鄂爾多斯市主要綠化樹種進行適地性評價更具有現(xiàn)實意義。

4.2 結(jié)論

在鄂爾多斯地區(qū)樟子松沙地生長表現(xiàn)最好，其次是覆沙梁地，硬梁地長勢最差;油松在硬梁地高度生長較快，梁地粗生長較快;云杉在沙地各項生長指標(biāo)表現(xiàn)最好，粗生長和高生長均最快，當(dāng)年枝條長度最長;不同立地類型國槐高生長和粗生長表現(xiàn)不一致，覆沙梁地利于粗生長，梁地利于高生長;金葉榆最適合在梁地生長，其次是硬梁地;水蠟在4種立地類型上生長均較好，但以沙地生長表現(xiàn)最好;金葉蕕在4種立地類型上生長表現(xiàn)無明顯差異;紅瑞木最適合在沙地生長，其次是覆沙梁地;榆葉梅對土壤要求不嚴(yán)，在4種立地類型上均能較好地生長，最適合覆沙梁地。本項研究中相同樹種各立地類型間生長量出現(xiàn)差異的主要因素是不同樹種對土壤的要求不同，通過對不同立地類型樹種生長狀況的調(diào)查確定了各綠化樹種的適生立地類型，為鄂爾多斯綠化造林提供了理論指導(dǎo)和技術(shù)支撐。

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