大青山柄扁桃生物量分配特征研究

張海東，卜玉強(qiáng)，田有亮，季 蒙，王愛(ài)清，于楠楠

(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)林木種苗站，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051；3.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010；4.內(nèi)蒙古鄂爾多斯市烏審旗林草局，內(nèi)蒙古 嘎魯圖 017300；5.內(nèi)蒙古烏蘭察布市林業(yè)技術(shù)推廣站，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000)

生物量通常是指生態(tài)系統(tǒng)中某特定成分現(xiàn)有單位面積上有機(jī)物質(zhì)的重量，其直接反映了生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)者的物質(zhì)生產(chǎn)量，是生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的重要體現(xiàn)。作為森林生態(tài)系統(tǒng)的最基本數(shù)量特征，生物量的測(cè)定是深入研究許多林業(yè)問(wèn)題和生態(tài)問(wèn)題的理論基礎(chǔ)。

大青山東西走向,太陽(yáng)直射時(shí)間長(zhǎng),蒸騰異常強(qiáng)烈,蒸騰量是降水量的4倍～8倍。而樹(shù)木生物學(xué)上最適合造林的春季和夏初,恰是大青山地區(qū)1年中最干旱、氣候最?lèi)毫拥臅r(shí)期。特別是干旱陽(yáng)坡巖石多、土層薄、植被少、水土流失嚴(yán)重,一直被認(rèn)為是營(yíng)林的困難地。隨著大青山生態(tài)工程建設(shè)的不斷深入,在沒(méi)有人為輔助措施的條件下，干旱陽(yáng)坡造林已取得了很大的進(jìn)展。

柄扁桃(PrunuspedunculataMaxim.)，薔薇科李屬落葉灌木，是優(yōu)良的防風(fēng)固沙植物。在我國(guó)主要分布于內(nèi)蒙古陰山山脈，沿山脈的淺山區(qū)、東西走向長(zhǎng)400 km，寬100 km的范圍內(nèi)；內(nèi)蒙古伊克昭盟的鄂托克旗和烏審旗到陜西北部長(zhǎng)城沿線的頂板、榆林、神木沙地中。由于柄扁桃生存環(huán)境惡化和人為破壞，柄扁桃數(shù)量銳減，被列為瀕危植物。柄扁桃作為鄉(xiāng)土植物，對(duì)脆弱荒漠生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和恢復(fù)具有極其重要的作用。目前，對(duì)于柄扁桃的研究剛剛起步，人們對(duì)其生理生態(tài)特性仍缺乏了解。

1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)地位于陰山山脈中部，內(nèi)蒙古呼和浩特市北部大青山古路板林場(chǎng)境內(nèi)水磨作業(yè)區(qū)，地理坐標(biāo)東經(jīng)111°50′40″～111°50′59″，北緯40°58′12″～40°58′20″，海拔約1 367 m～1 437 m.該地區(qū)地處內(nèi)陸北緯中溫帶，屬于典型的大陸性半干旱季風(fēng)氣候。全年光照充足，熱量資源較豐富，日溫差大。年降水量350 mm～450 mm，年蒸發(fā)量1 800 mm～2 300 mm，濕潤(rùn)度0.3～0.6.全年主導(dǎo)風(fēng)向是西北風(fēng)，年平均風(fēng)速1.8 m/s.年均溫6 ℃，≥10 ℃積溫2 200 ℃～2 800 ℃，無(wú)霜期120 d.

2 研究方法

2.1 地上生物量

生物量的測(cè)定采用樣方收獲法，即在每個(gè)樣地中選擇生長(zhǎng)良好、能代表林分的灌木，設(shè)置1 m×1 m的樣方。將樣方內(nèi)的灌木齊根刈割，帶回實(shí)驗(yàn)室后，將枝、葉、花、果全部摘除，于105 ℃的烘干箱內(nèi)烘干8 h，分別稱其干重。

2.2 地下生物量

在刈割后的樣方內(nèi)，由內(nèi)向外掘出土壤，由地表向下，將土壤垂直劃分為0 cm～20 cm，20 cm～40 cm，40 cm～60 cm，60 cm 4層，進(jìn)行各樣木根系調(diào)查。將各層中所有根系撿出，帶回實(shí)驗(yàn)室于105 ℃的烘干箱內(nèi)烘干8 h，分別稱其干重。

3 結(jié)果與分析

3.1 各器官生物量分布

柄扁桃各器官生物量分布情況見(jiàn)表1.由于試驗(yàn)時(shí)間為5月，尚未出現(xiàn)果實(shí)。

表1 各器官生物量分布

由表1可以看出，柄扁桃生物量枝所占比例最大，為49.37%.其次為根，占47.59%.花和葉所占比例很小，分別為1.20%，1.84%.

3.2 地下生物量分布

柄扁桃地下生物量分布情況見(jiàn)表2.

由表2可以看出，柄扁桃地下0 cm～20 cm深度根較多，根生物量所占比例最大,為72.13%.其次為20 cm～40 cm深度，根生物量所占比例為25.77%.深度為40 cm～60 cm的根生物量所占比

表2 地下生物量分布

例很小，為2.10%.深度大于60 cm基本沒(méi)有根出現(xiàn)。大青山區(qū)柄扁桃的根主要分布于0 cm～20 cm深度。

3.3 枝生物量與基徑的關(guān)系

柄扁桃枝生物量隨基徑的增大而增大，基本呈一元二次方程的關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.64，說(shuō)明枝生物量與基徑有較大的相關(guān)性。

3.4 枝生物量與枝長(zhǎng)的關(guān)系

枝生物量隨枝長(zhǎng)的增加而增加，但相關(guān)系數(shù)較小，為0.31.

3.5 地上生物量與基徑的關(guān)系

灌木生物量與地徑有很大的相關(guān)性已有很多論證。柄扁桃地上生物量隨基徑的增加而增加，相關(guān)系數(shù)達(dá) 0.63.

3.6 地上生物量與枝長(zhǎng)的關(guān)系

地上生物量隨枝長(zhǎng)的增加而增加，相關(guān)系數(shù)較小，為0.34.枝長(zhǎng)越大，花、葉著生位置相對(duì)增多，花、葉生物量也相對(duì)增加。

3.7 地上生物量與枝生物量的關(guān)系

地上生物量隨枝生物量的增加而增加，二者呈冪函數(shù)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.997 7.柄扁桃枝生物量占地上生物量較大比例(90%以上)，枝生物量的多少直接影響地上生物量的多少。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

1) 柄扁桃枝和根生物量占總生物量的比例較大，花和葉生物量所占比例極少，不足 10%.柄扁桃地上生物量大于地下生物量。

2) 柄扁桃根生物量隨土層深度的增加而減小。根主要集中在0 cm～40 cm深處，40 cm～60 cm深度有較少的根，深度大于60 cm的土層基本沒(méi)有柄扁桃根分布。

3) 柄扁桃枝生物量隨基徑、枝長(zhǎng)的增加而增加，枝生物量與基徑有較大的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.6以上。

4) 柄扁桃地上生物量隨基徑、枝長(zhǎng)的增加而增加，地上生物量與基徑有較大的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.6以上。

5) 柄扁桃地上生物量隨枝生物量的增加而增加，二者呈冪函數(shù)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)達(dá) 0.9 以上。枝生物量占地上生物量的主要部分，柄扁桃的花、葉所占比例均較小。

4.2 討論

1) 柄扁桃作為適生于大青山陽(yáng)坡的耐干旱鄉(xiāng)土樹(shù)種，水分對(duì)其具有重要的意義。柄扁桃的水分來(lái)源主要是土壤水分，柄扁桃根系具有水分共享的潛力，缺水的根系部位可以由不缺水的根系部位提供水分，共享水資源，從而減小水分脅迫的壓力。柄扁桃根系生物量所占比例較大，利用發(fā)達(dá)的根系持續(xù)吸收水分，以適應(yīng)大青山干旱的環(huán)境。

2) 柄扁桃枝生物量占地上生物量的主要部分，花、葉所占比例均較小。葉形小、生物量所占比例少，更有利于降低葉片對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收，減少葉面蒸騰量，以適應(yīng)干旱少雨的環(huán)境。

3) 我國(guó)華北、西北、內(nèi)蒙古和青藏高原約占全國(guó)土地面積的45%，屬于干旱半干旱地區(qū)。筆者通過(guò)對(duì)柄扁桃的研究，初步探討了其生物量分配特征對(duì)耐干旱生物學(xué)特性的影響，希望對(duì)我國(guó)干旱半干旱地區(qū)植物引種、解決荒漠化問(wèn)題有所幫助。