四子王旗胡楊林生長狀態(tài)與林分結(jié)構(gòu)

郭潤小 李振盛 喬樹芳 陳 斌

(四子王旗林業(yè)和草原局，內(nèi)蒙古 四子王旗 011800)

位于我國北部邊陲的內(nèi)蒙古四子王旗，不僅是神舟宇宙飛船的篤定回收地，也是天然胡楊林自然生長的獨特古生物喬木資源遺留處。本旗境內(nèi)僅分布在腦木更蘇木黑沙圖嘎查，地理坐標(biāo)42°50′02″N，111°15′55″E，目前該地胡楊林集中生長的面積不足14畝，另外有零星生長的幾十株。林地地處四子王旗北部，距旗所在地烏蘭花鎮(zhèn)以北100 km，距江岸蘇木以北35 km，距腦木更蘇木西北20 km。自然地帶為荒漠草原-棕鈣土地帶，草原植被以半灌木紅砂和珍珠柴為主，中小針茅飼草下降到次一級地位，草群明顯分為2層，草本層高10 cm左右，灌木半灌木高15～30 cm，其中灌木半灌木飼草占40%～50%。

1 胡楊的自然生長概況

1.1 胡楊的起源

胡楊為落葉喬木，是西北荒漠地區(qū)河岸林的主要樹種，常在干河床或在鹽漬化低地形成稀疏的荒漠綠洲，它的分布總是與地下徑流相聯(lián)系。在本地區(qū)的生存與演化是和第三紀(jì)以來古地中海的滄桑巨變及氣候旱化相聯(lián)系的。胡楊曾廣泛分布于中國西部的溫帶、暖溫帶地區(qū)，是第三紀(jì)殘遺植物，距今已有6 500萬年的歷史。胡楊種群主要分布在新疆、甘肅、內(nèi)蒙古，四子王旗胡楊林雖然面積很小卻是境內(nèi)僅有的一片保存十分珍貴的野生樹木資源，因其作為古生物遺存，在內(nèi)蒙古中部乃至全國其他地區(qū)也是稀有的。據(jù)當(dāng)?shù)鼐用駛髡f，這里的胡楊已有300多年，但是從地質(zhì)歷史來看，當(dāng)?shù)鼐嗪鷹畹姆植贾行男陆锬九璧赜袔浊Ч铮诺刂泻＝?jīng)歷第三紀(jì)以來的滄桑巨變，胡楊的生境條件由濕潤的海洋氣候轉(zhuǎn)變?yōu)楦珊档幕哪h(huán)境，這是一個漫長的循序漸進的地質(zhì)歷史變遷，這片胡楊是在變化后的特殊環(huán)境中保存下來的，所以當(dāng)?shù)睾鷹畈豢赡苡山鷤魅耄荒苁枪糯锏逆葸z產(chǎn)物，故其生存年限絕不止300 a而已。

1.2 胡楊的環(huán)境條件

胡楊林地處烏蘭察布高原，高平原地貌。生長地海拔900多米，自然植被為荒漠草原，但由于深居內(nèi)陸，氣候十分干旱，荒漠植被紅砂、珍珠等半灌木取代了小針茅的作用而居為主導(dǎo)，本地實際上更趨向于草原化荒漠的范疇。本區(qū)位于蒙古高原南部，氣候更具有強烈的大陸性特點，并進入亞洲中部內(nèi)陸干旱地區(qū)的范圍，成為蒙古高原草原省內(nèi)干旱程度最高的一個地區(qū)。從水熱組合來看，熱量有所增高，濕潤度明顯下降，年平均氣溫2～5 ℃，≥10 ℃的積溫2 200～2 500 ℃，年降水量平均在100～250 mm，濕潤度0.15～0.3。境內(nèi)地形條件比較單一，廣闊的高平原上，分布有強烈剝蝕的東西向的石質(zhì)丘陵。地形南高北低，呈階梯狀下降，海拔1 000～1 500 m，源于陰山山地的間歇性河流，由南向北匯流，在中蒙國境一帶形成鹽漬化低地，為鹽化草甸鹽土荒漠植物的分布創(chuàng)造了條件。

胡楊林位于四子王旗境內(nèi)塔布河的盡頭。塔布河由陰山北坡出發(fā)，全程316 km，歷經(jīng)山地、丘陵、高平原，穿過中山草原、丘陵干草原，最后匯入草原化荒漠之處的呼和淖爾，當(dāng)呼和淖爾水位較高時則向其東偏北20 km的查干淖爾溢出，在兩湖泊之間距查干諾爾2 km處，河道形成一個橫向S形彎，在S形南轉(zhuǎn)彎處的河道里生長著近14畝胡楊。塔布河由南向北一路蜿蜒曲折，孕育了兩岸肥沃的土地和綠色長廊，當(dāng)行至烏蘭花以北100 km的江岸，由于地形變得平坦開闊，河道已經(jīng)不太明顯，以漫流形式繼續(xù)向北，此后地形出現(xiàn)起伏，河道又明顯起來，直至流入呼和淖爾，這里的景觀已經(jīng)是一片荒涼的景色，胡楊林則成了扼守在荒漠中最后的綠色衛(wèi)士。由此向北地形又在起伏中有所升高，呼和淖爾、查干淖爾是本地的寬淺盆地，盆地內(nèi)接納了當(dāng)?shù)厮闹艿膹搅?、洪水。通常塔布河雨季洪水也可不定期注入湖盆，是呼和淖爾、查干淖爾的主要補水來源。胡楊林生長地查干淖爾之西南2 km處，此為江岸古河道之盡頭，也是區(qū)域地形海拔最低處，海拔980 m，這里地形開闊，土地大面積鹽漬化，降雨量不足150 mm，蒸發(fā)量2 800 mm，是全旗最為干旱之處。年平均氣溫3 ℃，極端最高36 ℃，極端最低-34 ℃，無霜期平均110 d。平均風(fēng)速 6-7 m/s，≥19 m/s風(fēng)速的日數(shù)超過60 d。地帶性土壤為淡棕鈣土，土壤質(zhì)地偏黏重通常發(fā)育在第三紀(jì)紅色泥巖的母質(zhì)上，由于林地處在河道，受流水沖擊、淤積作用，土壤表層有不同程度的沙礫覆蓋。胡楊林地處流域之盡頭，地形低洼，加之長期干旱，土壤蒸發(fā)強烈，形成黏質(zhì)化、鹽堿化土質(zhì)，土壤刨面的顏色為由上至下的褐棕色，質(zhì)地較為黏重，結(jié)構(gòu)為層塊狀。土壤緊實度受含水量影響表現(xiàn)出極大差異，當(dāng)土壤含水率達到15%時，土體極為松軟，而含水率低于6%時，土體上下極度緊實。

2 胡楊林分結(jié)構(gòu)分析

2.1 樹種結(jié)構(gòu)及林內(nèi)植物組成

胡楊林內(nèi)植物除了組成林分的胡楊檉柳外，其他主要是林內(nèi)低洼地生長的非地帶性植物，如寸草苔、蘆葦、沙蓬和濱藜等，而林緣南北兩側(cè)地形略高之處多分布耐鹽漬的矮化植物紅砂、鹽爪爪和珍珠柴等。珍珠柴對土壤的石膏化、堿化適應(yīng)良好，但不能更耐土壤的強度鹽漬化。所以愈靠近河道和湖盆，隨著土壤鹽分增加，則被更為耐鹽的紅砂以至鹽爪爪所代替。胡楊林西、林北的洪水沖積扇則密集生長荒漠芨芨草。

2.2 林分胸徑和年齡結(jié)構(gòu)

胸徑是樹木生長的重要特征與指標(biāo)，樹木的胸徑隨著年齡的增長而增粗，也就是說不同粗度的胸徑在很大程度上可以表示出樹木的年齡范圍。不同的樹種其胸徑的生長有自身的規(guī)律，也反映了生長地氣候與立地條件的優(yōu)劣及水熱組合的效果。由于胡楊在當(dāng)?shù)厥亲匀簧L的植物，個體生長參差不齊，也沒有檔案記錄可查，鑒于胡楊每一株都十分珍貴，現(xiàn)地不可能進行大量的每木調(diào)查確認。為了避免對現(xiàn)有健康胡楊林木的破壞和影響，同時也盡量減輕工作量與難度，為此工作人員收集林內(nèi)一定數(shù)量不同粗度的枯死木，制作成標(biāo)本，反復(fù)對比確認其年輪及直徑，初步整理出胡楊胸徑與年齡的對應(yīng)關(guān)系，為進一步研究提供基礎(chǔ)。見表1。

表1 胡楊胸徑與年齡對照表

2.3 林分胸徑樹高結(jié)構(gòu)

林分的生長情況可以用林分個體的胸徑、樹高直觀地反映出來，同時也可以間接地反映出胡楊林立地自然狀況，不同的胸徑樹高結(jié)構(gòu)也可以揭示胡楊群落的年齡結(jié)構(gòu)與生長類型。在林內(nèi)設(shè)置 30 m×30 m的樣方，對樣方內(nèi)所有林木逐株測量其胸徑。另外在林內(nèi)東西不同位置設(shè)置兩塊10 m×10 m的樣方，分別測量每株胸徑與樹高，將2塊樣地綜合后統(tǒng)計不同胸徑對應(yīng)的樹高值。結(jié)果見表2—表3。

由表2—表3 可以看出，本地胡楊活立木的胸徑分布以0～8 cm最多，占到總數(shù)的94%，其中2 cm以下個體的數(shù)量可以占到53%，胸徑8 cm以上的個體數(shù)量僅占6%。這說明胡楊林內(nèi)新生的個體數(shù)很多，也就是說胡楊林內(nèi)自然更新是十分旺盛的，另外一個原因是胡楊新生苗幼苗皆更以簇狀生長，每一根蘗苗可以分為3～6 個萌枝由地面萌出，所以使得幼苗數(shù)量比例增加。如果把胸徑1 cm以下的幼苗忽略不計，可以從胸徑的數(shù)量分布情況看出，林內(nèi)最大胸徑為39 cm，胸徑2～8 cm的個體數(shù)量最多，10～26 cm數(shù)量偏少，但是分布均勻，28～36 cm的基本沒有，38 cm以上很少。

表2 胡楊胸徑分布統(tǒng)計表

表3 胡楊樹高與胸徑生長對照表

表3表明，從不同胸徑對應(yīng)樹高值來看，胡楊高生長最為旺盛的是胸徑3～10 cm的樹木，此時樹高由1.3 m增加到4.3 m，其中以胸徑3 cm的植株生長最快，樹高可比胸徑2 cm的增加1倍多。而胸徑樹高比最為均衡的為胸徑6～8 cm的植株，樹高胸徑比例為0.5，胸徑10 cm以上的樹木，其高生長逐漸變緩。樹木的胸徑與樹高的增長是隨著樹齡的增加而發(fā)生變化，一般在幼齡階段其高生長更加旺盛，樹高胸徑比值較大；隨著樹齡的增加，其胸徑生長加快，而樹高增長趨緩。而樹高的增長到一定年齡時，減緩的速度更加迅速，或可出現(xiàn)負增長。這種變化是樹木與環(huán)境相互聯(lián)系與制約的結(jié)果。胡楊林地干旱缺水，土壤鹽漬化，地下水貧乏，使胡楊的生長受到長期嚴(yán)重制約，這種影響對于胸徑來說還是相對緩和的，而對于樹高生長的影響則十分明顯，樹木的水分循環(huán)是依靠根系吸收，由樹干木質(zhì)部向上運輸用于樹冠進行營養(yǎng)合成和蒸騰作用。土壤水分的長期不足加速了樹木根系與輸導(dǎo)組織的老化，吸收與運輸能力迅速下降，不能完全滿足高大的樹體對水分的巨大需求，造成樹木枝條生長受阻，樹冠上枝條發(fā)生死亡現(xiàn)象，樹木的高度出現(xiàn)負增長。由調(diào)查得知，當(dāng)胡楊的胸徑長到近20 cm時，也就是樹齡達到40 a后，其高生長開始顯著下降。

3 結(jié)語

胡楊在當(dāng)?shù)厥亲匀簧L的植物，個體生長參差不齊，樹木的胸徑與樹高的增長是隨著樹齡的增加而發(fā)生變化，一般在幼齡階段其生長更加旺盛，樹高胸徑比值較大；隨著樹齡的增加，其胸徑生長加快，而樹高增長趨緩。鑒于胡楊每一株都十分珍貴，應(yīng)進一步做好野生天然胡楊林的保護工作，不能對現(xiàn)有健康胡楊林木造成任何形式的破壞，同時也要加強科學(xué)調(diào)查的精細化和準(zhǔn)確分析力度，通過收集林內(nèi)一定數(shù)量、不同粗度的枯死木制作標(biāo)本，反復(fù)對比確認其年輪及直徑，研究胡楊胸徑與年齡的對應(yīng)關(guān)系，為進一步研究胡楊生長環(huán)境與林分結(jié)構(gòu)提供詳實的資料和基礎(chǔ)。