川西北高寒沙區(qū)引進(jìn)桑樹種試驗(yàn)初探

鄧東周，宋 鵬，周金星，蒙嘉文，羅建勛，余茂德，鄢武先

(l.四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川 成都 6l008l;2.中國林業(yè)科學(xué)研究院，北京 l00093;3.四川若爾蓋縣林業(yè)局，四川 若爾蓋 624500;4.西南大學(xué)，重慶 4007l5)

土地沙化是我國當(dāng)前面臨的最為嚴(yán)重的生態(tài)問題之一，也是我國生態(tài)建設(shè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。土地沙化不僅嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境，導(dǎo)致沙區(qū)貧困，而且吞噬中華民族的生存與發(fā)展空間，阻礙全面建設(shè)小康社會進(jìn)程，給國民經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展造成了極大危害，已成為中華民族的心腹之患。

川西北地區(qū)是我國兩大水系——長江、黃河的主要水源地，是長江、黃河流域重要的生態(tài)屏障。該區(qū)以藏族人口為主，是我國第二大藏區(qū)，也是全國唯一的羌族聚集區(qū)，還是我國生態(tài)保護(hù)與建設(shè)的重點(diǎn)地區(qū)，地處反分裂的前沿陣地，在維護(hù)祖國統(tǒng)一，加強(qiáng)民族團(tuán)結(jié)方面具有重要的戰(zhàn)略地位。經(jīng)濟(jì)發(fā)展以農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ)，畜牧業(yè)是重要的組成部分，是我國五大牧區(qū)之一。最新的沙化科考報(bào)告顯示，2009年川西北沙化土地達(dá)82.l9萬 hm2，占川西北幅員面積25.85萬hm2的3.l8%，而且呈現(xiàn)沙化擴(kuò)展規(guī)模加大，沙化蔓延趨勢進(jìn)一步加劇的趨勢。川西北沙化嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，直接影響民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和藏區(qū)的社會政治穩(wěn)定，同時(shí)也對長江、黃河下游地區(qū)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響，危及到國家生態(tài)安全和民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展，引起國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。

四川省從2007年正式啟動(dòng)了川西北防沙治沙省級試點(diǎn)工程，并開展了一些相關(guān)的試驗(yàn)研究。通過幾年來的艱苦努力，川西北防沙治沙取得了初步成效，但鑒于川西北高海拔、低氣溫的特殊環(huán)境特點(diǎn)，目前的治沙樹種比較單一，主要以鄉(xiāng)土樹種高山柳為主，難以滿足沙化土地規(guī)?；卫淼男枨?，急需加大力度篩選出一批適宜川西北高寒環(huán)境的沙化治理的樹種，為下一步川西北沙化的規(guī)?；卫硖峁┲参锊牧稀?/p>

?？茦浞N屬于深根性木本植物，根系非常發(fā)達(dá)，具有較強(qiáng)耐旱性、其防風(fēng)固沙保水的能力較好。而且桑葉含有豐富的粗蛋白和各種礦物質(zhì)，對于牲畜的適口性好，是各種牲畜和家禽的好飼料。桑樹的分布范圍比較廣，在其他高寒地區(qū)也有引種的先例，如果能在川西北沙區(qū)引種成功，不僅可以作為防風(fēng)固沙的先鋒樹種，待沙地恢復(fù)植被后，還能作為沙區(qū)灌木原料林為牧區(qū)牲畜提供飼料，符合國家沙化治理要兼顧生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的總體要求。

l 材料與方法

l.l 研究區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于若爾蓋縣城北面的苗圃。若爾蓋地處青藏高原東南緣端，位于四川省阿壩州北部，氣候?qū)儆诖箨懶约撅L(fēng)高原型氣候區(qū) ，長冬無夏，雨熱同季，氣候寒冷干燥，日照強(qiáng)烈，晝夜溫差大，≥l0℃活動(dòng)積溫僅633.2℃ ～889.5℃。年降水量650 mm～750 mm(但分布不均，夏季降水占全年的80%以上)，年蒸發(fā)量達(dá)l l88.24 mm，冬春季風(fēng)力強(qiáng)勁(風(fēng)速為3.6 m·s-l)，是夏秋的2.57倍，大風(fēng)日數(shù)由20世紀(jì)60年代到70年代不斷增加。出露的巖石多為三迭系沙巖、板巖、灰?guī)r和冰川運(yùn)動(dòng)的松散堆積物。沙區(qū)內(nèi)土壤主要是沼澤土、亞高山草甸土、高山草甸土、高山寒漠土和風(fēng)沙土。土地利用以草地為主，研究區(qū)沼澤植被發(fā)育，主要草種有垂穗披堿草(Elymus nutans Griseb.)、紫羊茅(Festuca rubra L.)、四川嵩草(Kobresia setchwahensis)、華扁穗草(Blysmus sinocompressus Tang et Wang)、珠芽蓼(Polygonum viviparnm L.)、鳳毛菊(Saus-surea leiocarpa Hand-Mazz)等。該縣經(jīng)濟(jì)收入以畜牧業(yè)為主，主要牲畜為牦牛和藏羊等高原畜種。

l.2 植物材料

選擇4種桑科樹種:農(nóng)桑l4號、河南實(shí)生桑、桂優(yōu)62號、沙2x倫l09號，以及當(dāng)?shù)氐泥l(xiāng)土樹種高山柳(Salix cupularis Rehd.)。20l l年3月3l日 ～4月9日采用行距l(xiāng) m，株距0.33 m的模式栽植于若爾蓋苗圃(農(nóng)桑l4號l 500株;河南實(shí)生桑l 500株;桂優(yōu)62號l 000株;沙2x倫l09號l 000株，合計(jì)5 000株)。

l.3 調(diào)查測定方法

于20l l年8月上旬對苗圃內(nèi)的桑樹成活率進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，同時(shí)對高生長進(jìn)行了測定。

于20l l年7月l9至20日用LI-6400便攜式光合作用儀(LI-COR，美國)測定光合氣體交換參數(shù)，以比較不同植物葉片的光合CO2同化能力。在上午l0點(diǎn)～l2點(diǎn)之間，選擇健康成熟的葉片，測定不同植物葉片的氣體交換參數(shù)，測定時(shí)采用LI-6400內(nèi)部紅藍(lán)光光源提供光合有效輻射，光強(qiáng)設(shè)置為l600 μmol·m-2·s-l，CO2濃度設(shè)置為 300 μmol·mol-l，葉溫設(shè)置為25℃。

測定氣體交換參數(shù)時(shí)，自動(dòng)記錄葉片凈光合速率 Pn(μmol·m-2s-l)、氣孔導(dǎo)度 gs(mol·m-2s-l)、胞間CO2濃度Ci(μmol·mol-l)、蒸騰速率 Tr(mmol·m-2·s-l)及氣象因子，包括光強(qiáng)(PPFD，μmol·m-2·s-l)、大氣 CO2濃度 Ca(μmol·mol-l)、大氣壓(Pa)、氣溫(Ta，℃)、空氣相對濕度(RH，%)等，另外根據(jù)Penuelas的方法計(jì)算瞬時(shí)水分利用效率(WUE)，WUE=Pn/Tr。

2 結(jié)果與分析

2.l 成活及生長情況分析

成活率情況為:農(nóng)桑l4號成活l245株，成活率83%;河南實(shí)生桑l 305株，成活率87%;桂優(yōu)62號成活8l0株，成活率8l%;沙2x倫l09號成活807株成活率 8l%。合計(jì)成活 4l67株，成活率83.34%。

高生長情況為:農(nóng)桑l4號平均為2l cm;河南實(shí)生桑平均為l7 cm;桂優(yōu)62號平均為22 cm;沙2x倫l09號平均為22 cm。

表l 苗圃引進(jìn)桑樹種成活率與高生長情況表

數(shù)據(jù)表明，4個(gè)桑樹種平均高生長沒有顯著差異，而河南實(shí)生桑的成活率略高于其他3種桑樹。

由于若爾蓋縣屬于高原寒帶氣候，春季氣溫要5月中旬后才回暖，春季常下雪，20l l年栽桑后連續(xù)下了幾場大雪，農(nóng)桑l4號、桂優(yōu)62號、沙2x倫l09號3個(gè)品種的苗干全被凍死。但是6月上旬開始這3個(gè)品種陸續(xù)從桑苗的根頸部，即青黃交界處萌發(fā)出了新芽，隨后成活長成了新梢葉，同時(shí)對凍死的苗干，于6月下旬將其全部剪除，以防凍死的苗干繼續(xù)向根頸部蔓延，達(dá)到了上述的成活率。

2.2 光合特性分析

數(shù)據(jù)表明，沙2x倫l09號、河南實(shí)生桑和桂優(yōu)62號的光合速率顯著高于農(nóng)桑l4號，而4個(gè)桑樹種的光合速率都顯著低于高山柳;沙2x倫l09號和河南實(shí)生桑的蒸騰速率顯著高于農(nóng)桑l4號和桂優(yōu)62號，而4個(gè)桑樹種的蒸騰速率都顯著低于高山柳;沙2x倫l09號、農(nóng)桑l4號和河南實(shí)生桑的水分利用效率與高山柳沒有顯著差異，桂優(yōu)62號的水分利用效率顯著高于其他4個(gè)樹種。

圖l 5個(gè)樹種的光合速率比較

圖2 5個(gè)樹種的蒸騰速率比較

圖3 5個(gè)樹種的水分利用效率比較

總的來說，雖然4個(gè)桑樹種的光合速率要低于鄉(xiāng)土樹種高山柳，但4個(gè)桑樹種的蒸騰速率同時(shí)也低于高山柳，所以引進(jìn)桑樹種的水分利用效率與高山柳沒有顯著差異，甚至還有l(wèi)個(gè)桑樹種的水分利用效率顯著高于高山柳，說明從光合特性的角度來看，所引進(jìn)的4個(gè)桑樹種可以適應(yīng)川西北沙化地區(qū)的立地環(huán)境。

3 小結(jié)

試驗(yàn)數(shù)據(jù)初步表明盡管川西北地區(qū)冬春季極其寒冷，初春的大雪低溫會對新栽的桑種苗干產(chǎn)生凍害，但引進(jìn)的4個(gè)桑樹種隨后都能返青，如果凍害后采取一定的技術(shù)處理(將凍死部份剪除，防止凍死苗干向根頸部蔓延)，還能夠保持比較高的成活率。

3個(gè)桑樹種的水分利用效率也與當(dāng)?shù)氐泥l(xiāng)土樹種高山柳沒有顯著差異，桂優(yōu)62號的水分利用效率甚至還顯著高于高山柳。所以試驗(yàn)結(jié)果初步表明，所引進(jìn)的4個(gè)桑樹種從成活率和光合蒸騰特性兩方面都表現(xiàn)出基本能適應(yīng)川西北的高寒環(huán)境，有望成為川西北沙化治理的先鋒樹種。但考慮到川西北高寒區(qū)秋季氣溫下降早，所引進(jìn)的桑樹種還要受到早霜和冬季低溫的考驗(yàn)，因此還需要進(jìn)一步的觀測，才能最終確定4個(gè)桑樹種的適應(yīng)情況。

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