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(dú)特，對(duì)保障黃河流域水資源的源頭補(bǔ)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(yàn)，結(jié)果表明：春季是華北落葉松造林的最佳時(shí)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(zhǎng)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(shí)期地徑生長(zhǎng)相互之間的差別在±2.6%;華北落葉松的高生長(zhǎng)量隨著海拔高度的增加呈下降的趨勢(shì)，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(zhǎng)期為90～100 d，地徑生長(zhǎng)期為90～105 d，徑生長(zhǎng)高峰比高生長(zhǎng)遲10～20 d。

關(guān)鍵詞高寒山區(qū);華北落葉松;生長(zhǎng)過程

中圖分類號(hào)：S791.22文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(hù)優(yōu)先區(qū)域，生態(tài)地位和作用獨(dú)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(qiáng)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(duì)造林技術(shù)、整地技術(shù)、樹種選擇、覆蓋造林等方面進(jìn)行了試驗(yàn)研究[1-7]，20世紀(jì)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(zhǎng)規(guī)律的研究[8]，但針對(duì)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(zhǎng)過程研究報(bào)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(yàn)區(qū)自然概況

試驗(yàn)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(cè)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(duì)濕度57%，年降雨量428.6 mm，6—9月占年降雨量83%，最大降雨強(qiáng)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(yàn)方法

2.1造林方法

主栽樹種華北落葉松和對(duì)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(cè)華北落葉松物候特征的同時(shí)，設(shè)置固定樣地和臨時(shí)樣地，定期和不定期調(diào)查華北落葉松和對(duì)照樹種青海云杉的成活率、苗高、地徑等指標(biāo)，獲取原始數(shù)據(jù)，進(jìn)行苗木生長(zhǎng)過程分析。

2.3數(shù)據(jù)處理

華北落葉松生長(zhǎng)過程采用 SPSS 12.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

3結(jié)果與分析

3.1華北落葉松的物候特征

在試驗(yàn)區(qū)，華北落葉松物候特征為：4月上中旬樹液開始流動(dòng)，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(zhǎng)期，7月上旬至8月上旬為生長(zhǎng)盛期，8月下旬左右停止生長(zhǎng)，9中下旬針葉變黃，10月上旬落葉。

3.2不同造林季節(jié)對(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)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(yàn)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(gè)百分點(diǎn)。故該生態(tài)區(qū)春季是華北落葉松造林的最佳時(shí)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(jì)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(shí)，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(cè)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(zhǎng)比較

為比較華北落葉松與青海云杉的生長(zhǎng)特點(diǎn)，對(duì)同一立地條件年齡相似的華北落葉松與青海云杉進(jìn)行生長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)過程分析

3.5.1不同海拔梯度華北落葉松高生長(zhǎng)過程分析

不同海拔5年生華北落葉松生長(zhǎng)指標(biāo)觀測(cè)結(jié)果（表3）表明，海拔對(duì)華北落葉松高生長(zhǎng)量影響較大，如海拔2 700 m年生長(zhǎng)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(zhǎng)量呈下降的趨勢(shì)。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(rùn)，但氣溫低，苗木生長(zhǎng)期短，生長(zhǎng)緩慢，生長(zhǎng)量小。

從不同海拔梯度華北落葉松的高生長(zhǎng)過程分析看（表4），華北落葉松在該生態(tài)區(qū)的幼樹生長(zhǎng)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(zhǎng)量大于海拔2 900 m以上生長(zhǎng)量的趨勢(shì)。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(zhǎng)過程分析

以海拔2 700?m處生長(zhǎng)的華北落葉松為例進(jìn)行了地徑生長(zhǎng)過程分析。從圖2可以看出，華北落葉松地徑生長(zhǎng)從6月上旬開始進(jìn)入快速生長(zhǎng)期，9月上旬結(jié)束，生長(zhǎng)期為90～105 d，徑生長(zhǎng)高峰期比高生長(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)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(zhǎng)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(zhǎng)同一時(shí)期相互之間的差別在±2.6%。

4.4祁連山區(qū)環(huán)境梯度對(duì)林木生長(zhǎng)量起著關(guān)鍵性的影響。華北落葉松的高生長(zhǎng)量隨著海拔的增加呈下降的趨勢(shì)，表現(xiàn)出海拔2 900 m以下的高生長(zhǎng)量大于海拔2 900 m以上生長(zhǎng)量的趨勢(shì)，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(zhǎng)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(zhǎng)從6月上旬開始進(jìn)入快速生長(zhǎng)期，9月上旬結(jié)束，生長(zhǎng)期為90～105 d，徑生長(zhǎng)高峰比高生長(zhǎng)高峰期遲10～20 d。

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