祁連山高寒山區(qū)華北落葉松造林影響因素分析

安金玲

摘要 祁連山生態(tài)地位獨特，對保障黃河流域水資源的源頭補給和河西走廊生態(tài)水安全具有重要的作用。在祁連山高寒山區(qū)開展了不同環(huán)境梯度條件下華北落葉松的造林試驗，結(jié)果表明：春季是華北落葉松造林的最佳時期;祁連山植被退化生態(tài)區(qū)土壤干濕程度受坡向影響較大;在造林前期，華北落葉松的高生長比青海云杉大，9～10年生華北落葉松樹高比11～12年生青海云杉大28.8%～55.9%，同一時期地徑生長相互之間的差別在±2.6%;華北落葉松的高生長量隨著海拔高度的增加呈下降的趨勢，在該生態(tài)區(qū)華北落葉松栽植的海拔高度應(yīng)以2 900 m以下為宜;華北落葉松幼樹在該生態(tài)區(qū)的生長期為90～100 d，地徑生長期為90～105 d，徑生長高峰比高生長遲10～20 d。

關(guān)鍵詞高寒山區(qū);華北落葉松;生長過程

中圖分類號：S791.22文獻標識碼：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

祁連山系青藏高原東北部的邊緣山系，是生物多樣性保護優(yōu)先區(qū)域，生態(tài)地位和作用獨特，涵養(yǎng)著黑河、石羊河和疏勒河三大內(nèi)陸河水系，是黃河流域重要水源產(chǎn)流區(qū)，也是河西走廊生態(tài)水安全的天然屏障。在祁連山高寒植被退化生態(tài)區(qū)，為提高植被覆蓋度，調(diào)整植被結(jié)構(gòu)，增強水源涵養(yǎng)功能，先后有諸多學(xué)者在植被生態(tài)修復(fù)方面針對造林技術(shù)、整地技術(shù)、樹種選擇、覆蓋造林等方面進行了試驗研究[1-7]，20世紀70年代開始在張掖地區(qū)引種栽培了華北落葉松（Larix principis-rupprechtii），并開展了苗期生長規(guī)律的研究[8]，但針對祁連山高海拔區(qū)不同環(huán)境梯度華北落葉松造林及苗木生長過程研究報道較少。祁連山高寒山區(qū)造林為豐富祁連山林區(qū)生物多樣性、構(gòu)建穩(wěn)定的森林群落結(jié)構(gòu)和提高森林水源涵養(yǎng)功能奠定了資源基礎(chǔ)。

1試驗區(qū)自然概況

試驗區(qū)位于祁連山北麓后山地帶的寺大隆林區(qū)，位于99°54′ E，38°27′ N。屬大陸性山地森林草原氣候。根據(jù)林區(qū)氣象站觀測資料，年平均氣溫0.5?℃，極端最高氣溫32.4 ℃，極端最低氣溫-28 ℃;年平均相對濕度57%，年降雨量428.6 mm，6—9月占年降雨量83%，最大降雨強度2.82 mm·h，年蒸發(fā)量1 028.9 mm，無霜期88 d，最大凍土深度2.16 m。土壤為灰褐土和栗鈣土，輕壤，粒狀和塊狀結(jié)構(gòu)，土層厚0.2～2 m，pH為7.0～7.5。

2試驗方法

2.1造林方法

主栽樹種華北落葉松和對照樹種青海云杉均采用植苗法造林，造林密度為1.5 m×2 m和2 m×2 m。

2.2數(shù)據(jù)采集

在觀測華北落葉松物候特征的同時，設(shè)置固定樣地和臨時樣地，定期和不定期調(diào)查華北落葉松和對照樹種青海云杉的成活率、苗高、地徑等指標，獲取原始數(shù)據(jù)，進行苗木生長過程分析。

2.3數(shù)據(jù)處理

華北落葉松生長過程采用 SPSS 12.0 軟件進行統(tǒng)計分析。

3結(jié)果與分析

3.1華北落葉松的物候特征

在試驗區(qū)，華北落葉松物候特征為：4月上中旬樹液開始流動，中旬冬芽膨大，下旬幼樹下部葉芽開放，5月上中旬從下向上逐漸展葉，6—9月為生長期，7月上旬至8月上旬為生長盛期，8月下旬左右停止生長，9中下旬針葉變黃，10月上旬落葉。

3.2不同造林季節(jié)對成活率的影響

不同季節(jié)造林苗木的成活率調(diào)查結(jié)果（表1）表明，春季栽植比秋季栽植成活率高。這是由于秋季栽植后，苗木要經(jīng)歷漫長的冬春兩季干旱和冷冬的歷練，易遭受冬春土壤干旱和高寒區(qū)凍害的影響，是導(dǎo)致造林成活低的關(guān)鍵因素;春季栽植后，避免了秋季栽植不利于苗木成活的制約條件，臨近或處于雨季初期，為苗木正常生長創(chuàng)造了有利條件。不同樹種和栽植季節(jié)其成活率差異顯著，青海云杉不論春季（88.3%）還是秋季（67.2%），在試驗區(qū)栽植的成活率都要高于春秋季華北落葉松的栽植成活率。就春秋季華北落葉松栽植的成活率而言，秋季的栽植成活率較春季栽植成活率低30.8個百分點。故該生態(tài)區(qū)春季是華北落葉松造林的最佳時期。

3.3不同坡向造林成活率

在祁連山干旱地帶影響造林成活的關(guān)鍵因子是土壤水分不足，特別是春旱。不同的立地條件土壤的含水量差異較大，這主要是由于立地條件相異，其上分布的植被群落和構(gòu)成群落的物種屬性差別較大，加之在土壤表面累計形成的枯落物厚度和數(shù)量多少不同，影響著土壤水分的集聚和土壤含蓄水分能力，導(dǎo)致不同立地條件下土壤水分的明顯差異。祁連山不同立地條件下華北落葉松造林成活率見圖1。

從圖1可看出，栽植在陰坡和半陰坡地帶的造林成活率高于陽坡、半陽坡的造林成活率。同時，不同海拔造林成活率調(diào)查結(jié)果表明：同一海拔高度，不同坡向的造林成活率有差異但不顯著。以N坡和NW坡為例，在海拔2 750 m成活率分別為72.3%和67.8%。而不同海拔梯度、不同坡向的造林成活率差異顯著，在海拔2 850 m的SE坡向造林，華北落葉松造林成活率為30.3%，而在海拔275 m的NW坡造林，成活率為65%。主要原因是陰坡半陰坡土層較厚，土壤含水量較陽坡高。據(jù)測定，在60 cm土層內(nèi)陰坡半陰坡的土壤含水量比陽坡高216.0%，由此說明，土壤干濕程度受坡向影響較大，在祁連山高寒山區(qū)植被恢復(fù)過程中，華北落葉松栽植在陰坡、半陰坡的土壤深厚、濕度適中地段為好。

3.4華北落葉松與青海云杉生長比較

為比較華北落葉松與青海云杉的生長特點，對同一立地條件年齡相似的華北落葉松與青海云杉進行生長調(diào)查，結(jié)果見表2。

從表2可知，9～10年生華北落葉松樹高比11～12年生青海云杉大28.8%～55.9%，地徑生長在造林早期二者差異不大，相互之間的差別在±2.6%。由此可見，在造林前10年，華北落葉松的高生長上比青海云杉大，地徑近似或偏小。

3.5不同海拔梯度華北落葉松的生長過程分析

3.5.1不同海拔梯度華北落葉松高生長過程分析

不同海拔5年生華北落葉松生長指標觀測結(jié)果（表3）表明，海拔對華北落葉松高生長量影響較大，如海拔2 700 m年生長量為22.1 cm， 3 200 m為4.8 cm，總的特征是隨著海拔的增加，華北落葉松的高生長量呈下降的趨勢。究其原因是，海拔梯度影響著土壤溫濕度，祁連山區(qū)海拔2 900 m以上的區(qū)域雖然土壤濕潤，但氣溫低，苗木生長期短，生長緩慢，生長量小。

從不同海拔梯度華北落葉松的高生長過程分析看（表4），華北落葉松在該生態(tài)區(qū)的幼樹生長期為90～100 d，即從5月下旬開始至9月上旬結(jié)束。表現(xiàn)出海拔2 900 m以下的高生長量大于海拔2 900 m以上生長量的趨勢。故在該生態(tài)區(qū)華北落葉松栽植的海拔高度應(yīng)以2 900 m以下為宜。

3.5.2華北落葉松地徑生長過程分析

以海拔2 700?m處生長的華北落葉松為例進行了地徑生長過程分析。從圖2可以看出，華北落葉松地徑生長從6月上旬開始進入快速生長期，9月上旬結(jié)束，生長期為90～105 d，徑生長高峰期比高生長高峰期遲10～20 d。

4結(jié)論

4.1在祁連山寺大隆林區(qū)，春季隨著氣溫回暖，臨近雨季初期，為苗木正常生長創(chuàng)造了有利條件，華北落葉松春季造林成活率比秋季造林高，是造林的最佳時期。

4.2在祁連山高寒山區(qū)，土壤干濕程度受坡向影響較大，華北落葉松栽植在陰坡、半陰坡的土壤深厚、濕度適中地段為好。

4.3華北落葉松造林早期的高生長量比青海云杉大，9～10年生華北落葉松樹高比11～12年生青海云杉大28.8%～55.9%，地徑生長同一時期相互之間的差別在±2.6%。

4.4祁連山區(qū)環(huán)境梯度對林木生長量起著關(guān)鍵性的影響。華北落葉松的高生長量隨著海拔的增加呈下降的趨勢，表現(xiàn)出海拔2 900 m以下的高生長量大于海拔2 900 m以上生長量的趨勢，在該生態(tài)區(qū)華北落葉松栽植的海拔高度應(yīng)以2 900 m以下為宜。華北落葉松在該生態(tài)區(qū)的幼樹生長期為90～100 d，即從5月下旬開始至9月上旬結(jié)束。華北落葉松地徑生長從6月上旬開始進入快速生長期，9月上旬結(jié)束，生長期為90～105 d，徑生長高峰比高生長高峰期遲10～20 d。

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