章古臺沙地造林樹種選擇試驗(yàn)

遼寧省固沙造林研究所在張古臺沙地上建立了樟子松示范林，并取得了顯著的生態(tài)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益。但是,20世紀(jì)80-90年代,樟子松固沙林出現(xiàn)水分虧缺、枯梢病發(fā)生、生長衰弱等不穩(wěn)定現(xiàn)象。在干旱沙地大面積營造樟子松純林是引發(fā)病蟲害、林分衰弱的原因之一。因此,選擇新的造林樹種,營造混交林,是提高固沙林穩(wěn)定性的重要途徑。為此,從1998年至2003年開展了樹木引種與鄉(xiāng)土樹種選擇試驗(yàn)。共計(jì)引進(jìn)外來樹種與栽培鄉(xiāng)土樹種56種進(jìn)行對比造林。曾經(jīng)在2005年對樹種的適應(yīng)性進(jìn)行初步總結(jié)?，F(xiàn)在對鄉(xiāng)土樹種刺榆(1試驗(yàn)面積的總結(jié)1.1試驗(yàn)地自然概況試驗(yàn)在遼寧省固沙造林研究所章古臺試驗(yàn)地進(jìn)行。章古臺位于42°43′N,122°22′E,海拔高度226.5m,地處科爾沁沙地的東南部。試驗(yàn)地位于章古臺至四合城公路17km處。地類為固定沙地,土壤為固定風(fēng)沙土,土層厚度50～80cm,地下水位6～7m。土壤有機(jī)質(zhì)含量為0.83%,速效N-0.0226%,速效P1.2年際變化比較在最近40年中,當(dāng)?shù)毓灿?jì)出現(xiàn)5次干旱期,即1967—1968年,1972—1973年,1976—1977年,1980—1982年和1999—2002年。其中持續(xù)時(shí)間最長的是1999—2002年,降水量為285～362mm,比歷年平均低35.2%。2001年1月15日,還出現(xiàn)了極端最低氣溫,比歷年最低氣溫低3.6℃。2測試方法試驗(yàn)采取對比法進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析,針葉樹以樟子松和沙地云杉為對照,闊葉樹以懷槐(3結(jié)果與分析3.13.1.1清康園北坡厚層土壤條件刺榆是榆樹科刺榆屬喬木,鄉(xiāng)土樹種。分布在彰武北部緩起伏沙地。章古臺鄉(xiāng)清泉村哈里海溝,四合城鄉(xiāng)王家村那虎山北坡下部有零星分布,滿堂紅鄉(xiāng)刺榆坨子分布著片狀林。與彰武縣北部毗鄰的科左后旗吉爾格朗地區(qū)分布著667hm3.1.2刺榆枝條生長特征刺榆生長在平緩沙地和緩起伏沙丘。耐干旱瘠薄,中性或微酸性土壤均適應(yīng)。樹高10m,葉片橢圓型,單鋸齒,葉長1.5～6.5cm,葉柄長1.5～5.0mm。羽狀葉脈明顯,側(cè)脈8～15對,花雜性,花葉同放。堅(jiān)果扁形,上邊有偏斜之翅,長5～7mm,9月下旬果實(shí)成熟。刺榆的小枝頂端通常變態(tài)為堅(jiān)實(shí)的枝刺,幼樹第2次側(cè)枝上的新生枝成對生長,其中之一為短枝,完全變?yōu)榇虪顭o葉,向上生長,長度1.0cm左右;另一側(cè)枝長度為10～20cm,有3～4片葉,頂端變態(tài)為刺狀。3.1.3不同種源幼林生長和生長表現(xiàn)1年生苗木一般無刺,苗木生長旺盛時(shí),二次側(cè)枝有40%～50%變態(tài)為枝刺,刺長0.5～1.0cm。2年生以后,二次側(cè)枝發(fā)達(dá),枝刺增多,80%側(cè)枝變態(tài)為枝刺。4年生幼林,在立地條件不良地段,第1～2年生幼樹發(fā)生回枝現(xiàn)象,立地條件較好地段,生長旺盛,不出現(xiàn)回枝現(xiàn)象,新生長量達(dá)90～110cm,幼樹90%側(cè)枝變態(tài)為刺狀,刺長1.4cm。主枝常常向東北方向彎曲。1998年從章古臺鎮(zhèn)清泉村哈里海溝挖掘天然林幼樹進(jìn)行移栽,結(jié)實(shí)后于2001年采種育苗,從科左后旗吉爾格朗地區(qū)引進(jìn)苗木,進(jìn)行不同種源對比造林試驗(yàn)(表1)。同時(shí),還在不同立地條件進(jìn)行比較栽培(表2)。由表1、表2可知,不同種源的幼林生長的差異比較小,彰武縣比科左后旗的生長量僅大6.4%,而不同立地條件生長量差異比較大,樹高和胸徑生長,平緩沙地比起伏沙地分別大21.4%和36.4%。刺榆的生長量比大果榆顯著提高,比家榆也高(表3)3.1.4枝刺的生長情況刺榆天然林分為多刺型與少刺型2種形態(tài)類型。少刺型植株占42%,多刺型占58%。少刺型,干形比較直,側(cè)枝開張較小,與主干的夾角為40～60°,枝刺少而且短。分布多度,每10cm長度側(cè)枝上平均有0.8個枝刺,刺長為3.3cm。隨著樹高生長,枝刺逐漸減少,樹干2.0m以上一般無枝刺。多刺型,主干生長較弱,側(cè)枝發(fā)育較強(qiáng),側(cè)枝開張角度較大,與主干的夾角為50～70°,枝刺多而且長。樹冠自下至上的側(cè)枝都有刺,枝刺的多少隨著樹高的變化不明顯。枝刺的多度,每10cm長度側(cè)枝上有2個,平均刺的長度5.5cm(表4)。選擇樹干通直、枝刺較少的單株,經(jīng)過2～3代連續(xù)選擇培養(yǎng)的苗木,可用做混交林的伴生樹種。選擇多刺型,經(jīng)過選擇育種,做為草場或林地的圍欄造林。遼寧省固沙造林研究所于2010年對6塊試驗(yàn)地,共計(jì)2500hm3.23.2.1阿爾鄉(xiāng)南盤子林小葉樸是榆樹科樸屬喬木。天然次生林,分布在彰武縣北部,阿爾鄉(xiāng)馬家坑南坨子。30～50年生林木,樹高達(dá)8.0m,胸徑35cm。與家榆構(gòu)成混交林,林分疏密度0.3～0.4。3.2.2大地松林的養(yǎng)殖管理遼寧省固沙造林研究所章古臺大一間房松樹林試驗(yàn)地,2000年進(jìn)行塊狀采伐與強(qiáng)度疏伐以后,出現(xiàn)天然更新幼樹。位于丘間低地的東寧赤松林下,單位面積天然更新的小葉樸幼樹達(dá)70株·hm3.2.3葉片及相關(guān)信息小葉樸,葉斜卵形,長4.0～9.0cm,基部不對稱,革質(zhì)。葉柄長7～13mm。核果單生在葉腋,直徑6.1mm,8月下旬由綠色變?yōu)辄S色,以后逐漸變黑褐色,果實(shí)成熟,千核質(zhì)量71g。與大葉樸比較,葉較小而且較厚。3.2.4樹高生長情況核果在冬季直接埋藏處理,出苗率比較低,先將果肉搓掉,然后再埋藏處理,出苗率比較高。1年生苗高度達(dá)68cm,2年生苗高110.6cm,造林后灌水1次,造林成活率達(dá)85%,第1年樹高生長11.3cm。15年生幼樹高度3.7m,胸徑4.8cm,樹高年平均生長量0.25m,胸徑年平均生長0.32cm。生長量雖然低于大果榆和家榆,在低溫與干旱條件下沒有發(fā)生任何不穩(wěn)定現(xiàn)象,可以作為混交林的伴生樹種。3.3樹種適應(yīng)性強(qiáng)黑樺是從鄉(xiāng)土樹種中選育的另一造林樹種,耐干旱瘠薄,適應(yīng)性比較強(qiáng)。3.3.1油樺與黑樺樹的生長特性黑樺是樺木科樺木屬喬木,分布在章古臺鎮(zhèn)大一間房的平緩沙丘和起伏沙丘東南坡的中下部,當(dāng)?shù)貥迥究七€有油樺,與黑樺的區(qū)別是:油樺為灌木,樹高2.0～3.0m,分布在草甸濕地。黑樺樹皮灰褐色,小枝紅褐色,密布白色斑點(diǎn)。樹葉長卵形,長3.8～5.8cm,邊緣有不規(guī)則重鋸齒,葉柄長4～9mm。果穗圓筒狀,長1.3～2.4cm,翅果卵形,9月下旬成熟,果翅與種子近等長。3.3.2加強(qiáng)設(shè)施管理,保持床面用濕播種育苗,出苗容易,但是,由于種子小,苗木弱,保苗率比較低。為此,需要加強(qiáng)管理,播種以后進(jìn)行覆蓋,出苗后也需要遮陰一段時(shí)間,減少蒸發(fā),保持床面濕潤。1年生苗保苗率40%,高度18cm。經(jīng)過選擇優(yōu)樹采種育苗,栽培試驗(yàn)林,造林成活率達(dá)98%。3.3.3幼林生長狀況黑樺造林成活率較高,林分穩(wěn)定,在極端氣候條件下,沒有發(fā)生回枝和枯死現(xiàn)象。人工栽培的幼林年平均生長量:樹高0.32m,胸徑0.29cm。黑樺與當(dāng)?shù)氐脑炝謽浞N懷槐比較,樹高生長大于懷槐,胸徑小于懷槐?？梢宰鳛闋I造混交林的伴生樹種(表6)。3.43.4.1生長特性及生態(tài)特性鉛筆柏,又名北美圓柏,柏科圓柏屬喬木,是良好的造林樹種和優(yōu)良的綠化樹種。鉛筆柏樹干通直,樹高達(dá)30m,樹冠紡錘形,樹葉為針形,也有一些植株為兩形葉,即兼有鱗片形和針狀形。球果近圓形,成熟時(shí)藍(lán)黑色,果徑5.5mm,鮮果出種率21.8%,種子千粒質(zhì)量12g。原產(chǎn)北美洲的東部和中部,廣泛分布于加拿大和美國。對土壤氣候條件適應(yīng)性很強(qiáng),抗旱耐寒,分布地區(qū)降水量為406～1500mm,最低溫度-45℃以下,土壤為中性—微堿性和微酸性,pH值4.7～7.8。根系發(fā)達(dá),2年生苗木主根深達(dá)1.2～1.7m。鉛筆柏喜水喜肥,在水分、養(yǎng)分條件比較好的土地生長比較快。3.4.2引種栽培模式我國從20世紀(jì)20年代初期開始在南京引種栽培,新中國成立以后又在江蘇、山東、安徽等省擴(kuò)大引種栽培。1992年在安徽省蕭縣建立了種子繁育場。80年代初期,林業(yè)部再次組織引種栽培,但是僅限于華北以南地區(qū)。蕭縣種子繁育場由種子培育的苗木在遼寧省栽培不能越冬,我國北方擴(kuò)大引種造林仍然存在許多困難。為此,遼寧省固沙造林研究所于1995年開展種源選擇與育苗造林試驗(yàn)。3.4.3種源及枯枯期對種源的影響鉛筆柏種子處理需要90d以上。鉛筆柏發(fā)生干枯與種源關(guān)系很大:美國南達(dá)科他州種源僅在造林以后第2～3年發(fā)生干梢,而安徽種源,在當(dāng)?shù)卦蕉?全株發(fā)生干枯。(1)種子生長出苗率1995年通過林業(yè)部林木進(jìn)出口公司,從美國南達(dá)科他州引進(jìn)種子,出苗率達(dá)65%,當(dāng)年埋土越冬。第2年4月中旬,小枝由紫紅色逐漸變?yōu)辄S綠色,5月上旬開始生長;2年生苗木高生長從5月上旬一直延續(xù)到9月上旬。1年中新梢生長進(jìn)程列入表7。(2)hpm幼林生長狀況1998年在章古臺沙地進(jìn)行造林試驗(yàn),造林地選設(shè)在起伏固定沙地與平緩固定沙地2種地類,造林面積2.67hm鉛筆柏幼林的生長過程,造林后第1年平均高為35.2～39.2cm,當(dāng)年樹高新生長量為8.2cm,第3年樹高為60～80cm,第8年平均樹高180～210cm(表8)。鉛筆柏幼林進(jìn)入旺盛生長階段以后,至17年生,樹高達(dá)4.7～5.0m,胸徑6.8～7.8cm(表9)3.4.4比較了浙江柏樹林和樟子松和臭蟲云的生長沙地云杉(與樟子松)是章古臺早期引種,已經(jīng)穩(wěn)定的造林樹種。鉛筆柏幼林的生長量超過沙地云杉,與樟子松接近(表10)3.4.5抱合緊密型與開口疏散型形態(tài)特征對比鉛筆柏樹冠為紡錘形,中部偏下較寬,下部與上部較仄。在幼齡階段,樹冠表現(xiàn)出抱合緊密型與開張疏散型2種形態(tài)特征(表11)。經(jīng)過不斷選擇培育以后,樹冠抱合緊密型適合用作園林綠化,樹冠開張疏散型適合用于沙地造林。由表11得知,2種樹冠形態(tài)類型生長量基本一致,只是由于側(cè)枝開張角度不同,冠幅大小有別。3.53.5.1天然林的分布新疆大葉榆是榆樹科榆樹屬喬木樹種,分布在歐洲溫帶濕潤氣候區(qū),我國新疆、華北、東北都有引種。3.5.2生長迅速樹皮紅褐—黃褐色,樹冠開張,側(cè)枝粗壯,適應(yīng)性強(qiáng),生長迅速。葉片有重鋸齒,葉表面有硬毛,尾尖,基部不對稱。翅果橢圓形,種子偏上。新疆大葉榆與榆屬大果榆、家榆比較,形態(tài)差別明顯,樹枝粗壯,樹皮顏色較深。3.5.3生長和生長期35年新疆大葉榆適應(yīng)性較強(qiáng),生長比較快,2000年從內(nèi)蒙古通遼市引種,在起伏沙丘和平緩沙地進(jìn)行造林試驗(yàn)。栽培后第1～2年發(fā)生干梢回枝,3～5年以后,生長正常,開始進(jìn)入速生期,樹高年生長量達(dá)1.0～1.4m(表12),14年生幼林保存率88.9%,樹高5.6～8.0m,胸徑6.8～8.8cm。新疆大葉榆幼林的生長量高于大果榆,略低于家榆。但是,家榆有些年份發(fā)生枯死現(xiàn)象,枯死率達(dá)30%～50%,大葉榆沒有發(fā)生枯死現(xiàn)象(表13)。4外來樹種生長量比較4.1通過對比栽培試驗(yàn)與試驗(yàn)結(jié)果