遼寧西部半干旱地區(qū)造林樹種選擇研究

摘要遼寧省西部地區(qū)降水量小且年降水變幅大，歷年造林保存率均不高，因此適地適樹尤為重要。該研究對遼寧8個常用造林樹種的葉片角質(zhì)層厚度、細胞內(nèi)外水比例、葉片保水能力以及根深度、根系吸水能力進行了調(diào)查檢測，按各指標(biāo)對干旱耐受力的不同影響程度分別采用YAAHP軟件進行分層次多因素分析及采用坐標(biāo)綜合評定法進行計算。結(jié)果表明，側(cè)柏是遼寧西部瘠薄山地中最好的造林樹種，在土壤較薄的地區(qū)適宜種植山杏，在土壤瘠薄的山地不宜種植刺槐、沙棘、檸條。

關(guān)鍵詞遼寧西部；耐旱能力；造林樹種選擇

中圖分類號S725.7文獻標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2014）01-00139-02

作者簡介楊占（1982-），男，江蘇溧陽人，工程師，從事林業(yè)調(diào)查規(guī)劃研究，Email：illbug@163.com。

收稿日期20131209近年來遼寧省西部年降雨量均不足500 mm，且分布不均，6～8月降水量占全年的65%左右。而年平均蒸發(fā)量1 500～1 800 mm ，為常年降水量的3～4倍。隨著人口的增長，地下水開采也越來越多，地下水位不斷下降，導(dǎo)致該區(qū)域土壤水分虧缺十分嚴重，造成生態(tài)恢復(fù)難、地區(qū)造林難，直接影響了經(jīng)濟的發(fā)展和居民的生活質(zhì)量。“十一·五”期間，遼西北地區(qū)共完成困難立地造林89 666.67 hm2，目前保存33 866.67 hm2，保存率僅37.8%，平均成活率58.7%[1]。

該研究對遼寧8個常用造林樹種的葉片角質(zhì)層厚度、細胞內(nèi)外水比例、葉片保水能力以及根深度、根系吸水能力進行了調(diào)查檢測，按各指標(biāo)對干旱耐受力的不同影響程度采用YAAHP軟件進行了分層次多因素分析，并采用坐標(biāo)綜合評定法進行計算，為今后造林樹種選擇提供參考依據(jù)。

1對比研究用樹種的確定

該研究選用了被普遍認為抗旱能力較強、對遼西自然環(huán)境較為適宜的8個樹種進行對比分析，具體見表1。

2各樹種抗旱性指標(biāo)

為全面地評價樹種的抗旱性及其生理機制，對8個樹種分別從葉片解剖結(jié)構(gòu)、葉片水分生理特點及根系分布特點3個方面進行了研究。

2.1葉片解剖結(jié)構(gòu)通常認為角質(zhì)層能有效地減少植物體內(nèi)水分的散失，其厚度反映植物體控制水分能力的大小[2]。故該研究對備選植物成熟葉片進行了解剖分析，發(fā)現(xiàn)其均具備中生植物結(jié)構(gòu)，葉片柵欄組織和海綿組織都較為發(fā)達，都具有不同發(fā)達程度的角質(zhì)層，故對其角質(zhì)層進行了測量，結(jié)果見表2，發(fā)現(xiàn)不同樹種間角質(zhì)層厚度有明顯差異，最厚為山杏，達到4.30 μm，最小為沙棘，僅為1.10 μm。

2.2葉片水分生理特點植物葉片的水分狀況和水分生理功能直接關(guān)系其抗旱性的強弱，因此測定與抗旱性關(guān)系密切的水分生理指標(biāo)，就能了解和判斷樹種的抗旱性。為此該研究主要測定了葉片保水能力以及葉片束縛水與自由水的比值。

保水力是反映樹木抗旱能力一個重要指標(biāo)，是葉片自身保持水分不被散失的能力。保水力強的樹種在同等自然條件下散失水分的速度緩慢，在干旱條件下能保持較多的水分，維持其正常的生理活動，該研究采用自然干燥法測定保水力[3]（表2），從測定結(jié)果看，針葉樹明顯強于闊葉樹，最優(yōu)為側(cè)柏，達到262 h，最差為刺槐，僅22 h。

葉片中的水包括束縛水和自由水2部分。自由水是葉片內(nèi)細胞間的水分子。束縛水是被吸附于細胞壁內(nèi)的水分子，束縛水與自由水的比值是反映樹木抗旱性的常用指標(biāo)之一。比值越大，則細胞原生質(zhì)粘滯性及原生質(zhì)親水性越強，可吸附更多的水分，不易散失，故而抗旱能力更強。該研究采用《植物生理生化實驗原理和技術(shù)法》一書中的方法[4]測定（表2），結(jié)果表明針葉樹細胞內(nèi)外水比例普遍較高，側(cè)柏最高，為1.702，刺槐最低，僅為0.596。

2.3根系的吸水能力植物體內(nèi)水分總體上是處于動態(tài)平衡之中，其葉片散失水的同時，根系則在吸收水分。因此根系的吸水能力和樹木的抗旱能力密切相關(guān)。該研究對根深度及其根水勢進行對比研究。

根水勢越低，越有利于吸收水分[5]。該研究采用小液流法測定樹木根水勢，每個樹種根樣本取樣5組，取其均值，測試結(jié)果見表2，側(cè)柏水勢最低，-22.5×105 Pa，刺槐水勢最高，為-13.02×105 Pa。

根系深度體現(xiàn)了樹木對水吸水范圍的大小。在遼西干旱少雨的地區(qū)，根系越深，其優(yōu)勢越大，對土壤表層水的依賴也越小。該研究采用直接測量法，選取各樹種成熟植株測量其均值，測量結(jié)果見表2。蒙古櫟根深度最大，為6.0 m，側(cè)柏最小，僅為0.8 m。

3各樹種抗旱能力綜合評價

該研究選取坐標(biāo)綜合評定法和YAAHP分層次多指標(biāo)評定法對8個樹種分別進行評定。

3.1采用坐標(biāo)綜合評定法坐標(biāo)綜合評定法[6]是應(yīng)用多維空間En多向量理論對多指標(biāo)進行綜合評定的數(shù)學(xué)模型。處理過程如下：①將測定的8個樹種5個指標(biāo)的數(shù)值組成矩陣A1；②將矩陣每列中的最高值（水勢取其最小值）作為其標(biāo)準(zhǔn)值，其他數(shù)值和其相比得其相對位置值，由此得矩陣A2；③計算第i個處理到標(biāo)準(zhǔn)點的距離，公式為：Pi=PJ=1（1-aij）2；Pi為i個處理到標(biāo)準(zhǔn)點的距離，aij為i個處理中1，2，……，j個指標(biāo)值；④比較各個Pi的大小，將Pi2排序，小者為優(yōu)。各樹種抗旱能力排序結(jié)果如下：山杏1.794，刺槐2.871，油松0.432，蒙古櫟1.661，側(cè)柏0.889，樟子松0.257，沙棘3.053，檸條2.495。結(jié)果表明樟子松最優(yōu)，油松次之，最差為沙棘。

3.2采用YAAHP軟件進行多指標(biāo)分層次評定YAAHP軟件是較為方便直觀的多指標(biāo)分層次分析軟件。按各指標(biāo)對干旱耐受力的不同影響程度，采用YAAHP0.6軟件構(gòu)建結(jié)構(gòu)模型，然后根據(jù)各項指標(biāo)的客觀對比，確定其判斷矩陣并將其輸入。利用軟件設(shè)置各樹種耐旱性能力總體為1，則不同樹種所占權(quán)重即為其綜合抗旱性能力指標(biāo)，最后得出各樹種的抗旱能力指標(biāo)為：山杏0.144 6，刺槐0.049 3，油松0.166 3，蒙古櫟0.167 4，側(cè)柏0.195 6，樟子松0.198 1，沙棘0.033 4，檸條0.045 3。計算結(jié)果表明：樟子松抗旱能力最強，側(cè)柏次之，最差為沙棘。

4結(jié)論與討論

（1）經(jīng)計算分析結(jié)果表明，針葉樹種樟子松、油松、側(cè)柏均為抗旱能力較好的樹種。就實際情況考慮，油松和樟子松解剖結(jié)構(gòu)相似，且為遼西地區(qū)的主要鄉(xiāng)土樹種，但其隨著年齡的增加，葉量增長快，水分蒸騰量大，遼西地區(qū)土壤較為瘠薄，大部分地區(qū)樟子松、油松較難發(fā)揮其根系深的優(yōu)勢，很容易出現(xiàn)早衰現(xiàn)象。而通過測定數(shù)據(jù)看出，側(cè)柏為淺根性樹種，其根水勢最小，吸收能力極強，在干旱條件下能維持正常水分代謝和穩(wěn)定生長。故筆者認為在瘠薄的低山陽坡，特別是在瘠薄的堿性石灰質(zhì)山地中，側(cè)柏是最好的造林樹種。

（2）闊葉樹中蒙古櫟和山杏的抗旱能力最佳，其葉片解剖都具有明顯偏旱生結(jié)構(gòu)，束縛水自由水比值大，保水力強且根系分布深，根水勢中等，在干旱情況均具有較強的生存能力。由于蒙古櫟生物量遠大于山杏，從充分發(fā)揮其生態(tài)作用考慮，可在土壤相對較厚的地方栽植蒙古櫟，發(fā)揮其根系深的特點；在土壤較薄的地區(qū)栽植山杏。

（3）刺槐、沙棘、檸條抗旱能力相對較差，其主要特點為角質(zhì)層相當(dāng)薄，葉面積較大，蒸騰量大，不能在土壤瘠薄的地方造林。

參考文獻

[1] 何武江，李寧，胡丹. 遼西北困難立地造林綠化現(xiàn)狀、問題與對策[J].遼寧林業(yè)科技，2013（1）：51-53.

[2] 梁文斌，李志輝，許仲坤，等.榿木無性系葉片解剖結(jié)構(gòu)特征與其耐旱性的研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報，2010（2）：16-21.

[3] 劉建鋒，史勝青，江澤平.幾種引進柏樹的抗旱性評價[J].西北林學(xué)院學(xué)報，2011，26（1）：13-17.

[4] 李合生，孫群，趙世杰，等.植物生理生化實驗原理和技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2000：134-138.

[5] 盛成發(fā)，蘇建偉，宣維健，等.關(guān)于害蟲生態(tài)防治若干概念的討論[J].生態(tài)學(xué)報，2002，22（4）：597-602.

[6] 程金花，張洪江，王偉，等.重慶四面山5種人工林保土功能評價[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009（6）：33-37.