河南伏牛山區(qū)小葉楊資源與生長規(guī)律研究

范永明， 楊秋生， 趙天榜

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，河南 鄭州 450002)

河南伏牛山區(qū)小葉楊資源與生長規(guī)律研究

范永明， 楊秋生， 趙天榜

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，河南 鄭州 450002)

對河南伏牛山區(qū)小葉楊(PopulussimoniiCarr.)的種質(zhì)資源分布現(xiàn)狀及生長規(guī)律進(jìn)行了調(diào)查研究。結(jié)果表明，伏牛山區(qū)小葉楊有2變種和3變型，即秦嶺小葉楊(PopulussimoniiCarr. var.tsinlingensisC. Wang et C. Y. Yu.)、洛寧小葉楊 (PopulussimoniiCarr. var.luoningensisT. B. Zhao.)和塔形小葉楊(PopulussimoniiCarr. f.fastigiataSchneid.)、垂枝小葉楊(PopulussimoniiCarr. f.pendulaSchneid.)、菱葉小葉楊(PopulussimoniiCarr. f.rhombifolia(Kitag.)C. Wang et Tung.)。對小葉楊各個變種和變型在不同立地條件下的生長情況進(jìn)行了調(diào)查，并對小葉楊樹干進(jìn)行解析，研究了其生長規(guī)律，為小葉楊天然林資源的保護(hù)和利用提出了建議。

小葉楊；種質(zhì)資源；生長情況；樹干解析；生長規(guī)律；河南

小葉楊(PopulussimoniiCarr.)屬于楊柳科(Salicaceae)楊屬(PopulusLinn.)，適應(yīng)性強(qiáng)、分布廣泛、生長較快、耐干旱、耐瘠薄、根系發(fā)達(dá)，易于繁殖，材質(zhì)優(yōu)良，是防風(fēng)固沙林、護(hù)堤固土林、速生用林和綠化觀賞的主要樹種之一[1]。高亞敏等[2]對科爾沁沙地小葉楊花芽開放期、展葉始期、展葉盛期、開花始期、開花盛期、葉全變色期、落葉末期等7個物候的出現(xiàn)日期和日照時間、平均氣溫、降水量等3個氣候因子進(jìn)行回歸分析和相關(guān)分析，探討了其年變化趨勢及其相關(guān)關(guān)系。余仲東等[3]通過對2種生境下小葉楊林分代表植株葉片進(jìn)行PDA和紙培養(yǎng)，結(jié)合形態(tài)學(xué)和分子系統(tǒng)學(xué)技術(shù)對分離真菌進(jìn)行鑒別，發(fā)現(xiàn)小葉楊葉片內(nèi)生真菌群體表現(xiàn)出較高的寄主選擇性。郭月峰等[4]以內(nèi)蒙古農(nóng)牧交錯帶小葉楊人工林為研究對象，并以天然草地為對照,分析了退牧還林對生態(tài)系統(tǒng)碳儲量和碳循環(huán)的影響，得出內(nèi)蒙古農(nóng)牧交錯區(qū)退牧還林后種植的小葉楊人工林在長時間尺度上是一個可觀的碳匯。此外，近年來，也有學(xué)者對楊樹人工林的生長規(guī)律進(jìn)行研究[5]。但這些研究都偏重于以小葉楊原種或人工林為研究對象，多研究其部分生理指標(biāo)。關(guān)于小葉楊種質(zhì)資源及生長規(guī)律的研究未見大量報道。對小葉楊種質(zhì)資源及其生長規(guī)律的研究是制定進(jìn)一步提高生產(chǎn)潛力和材質(zhì)質(zhì)量的重要依據(jù)，也直接關(guān)系到退化防護(hù)林的更新改造。2017年7—8月對河南伏牛山區(qū)小葉楊種質(zhì)資源進(jìn)行調(diào)查，總結(jié)了河南伏牛山區(qū)小葉楊資源現(xiàn)狀，并研究了其生長規(guī)律，為進(jìn)一步挖掘小葉楊種質(zhì)資源和其相關(guān)研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 河南伏牛山區(qū)自然概況

河南伏牛山區(qū)，地理坐標(biāo)為E110°30′～113°05′，N32°45′～34°00′。具體位于河南西部黃土丘陵區(qū)以南、南陽盆地以北、西與陜西毗鄰，北達(dá)黃河，東至京廣鐵路以西的廣大山區(qū)。該區(qū)山體高浚、雄偉，最高海拔達(dá)2 413 m(老鴉岔)，是洛河、伊河、湍河等河流的發(fā)源地，也是黃河、長江與淮河3大水系的分水嶺，也是中國暖溫帶和北亞熱帶的過渡地帶，因而氣候多變、植物種類非常豐富，還有許多名勝古跡和旅游勝地，如洛陽龍門石窟等。該區(qū)由于地勢高低懸殊，因而氣象因子變化懸殊，如年均氣溫為13.0～14.5 ℃，其中北坡年均氣溫比南坡平均低1.0～1.5 ℃；年均降水量平均為500.0～900.0 mm(三門峽市為575.0 mm、盧氏縣為649.1 mm、洛陽市為602.1 mm、西峽縣為800.3 mm、南召縣為839.5 mm)。該區(qū)土壤分布特點(diǎn)是：南坡土壤分布海拔500.0 m以下為黃剛土、海拔500～600 m為黃褐土、海拔600～900 m為黃棕壤、海拔900～1 300 m為棕黃壤、海拔1 300～1 700 m為棕壤、海拔1 700～2 100 m為暗棕壤、海拔2 100 m以上為山地草甸土。北坡土壤分布海拔500～700 m為碳酸鹽褐土、海拔600～800 m為褐土、海拔700～800 m為淋溶褐土(陰坡林下)、海拔800～1 200 m為棕黃壤、海拔1 200～1 900 m為棕壤、海拔1 900～2 100 m為暗棕壤、海拔2 100 m以上為山地草甸土[6]。多變的氣候和豐富的地形地貌，使得該區(qū)植物資源非常豐富。

1.2 方法

查閱《中國楊樹集約栽培》[1]《中國植物志》[7]《河南植物志》[8]《秦嶺植物志》[9]等文獻(xiàn)，后又經(jīng)實(shí)地走訪和當(dāng)?shù)亓謭鰩椭_定河南伏牛山區(qū)小葉楊基本分布區(qū)，最終制定調(diào)查路線，對伏牛山區(qū)小葉楊種質(zhì)資源進(jìn)行調(diào)查，采集蠟葉標(biāo)本20份，并對其形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行記錄，然后選取了5株標(biāo)準(zhǔn)木，進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)木樹干解析。調(diào)查結(jié)束后，又在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)實(shí)驗(yàn)室對測定的樹高、胸徑、材積等數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析處理[10-16]。

2 結(jié)果與分析

2.1 河南伏牛山區(qū)小葉楊資源形態(tài)特征

小葉楊原變種PopulussimoniiCarr. var.simonii。喬木，高達(dá)20 m。樹皮幼時灰綠色，老時暗灰色，溝裂。幼樹小枝及萌枝有明顯棱脊常為紅褐色，后變?yōu)辄S褐色，老樹小枝圓形，細(xì)長而密，無毛。芽細(xì)長，先端長漸尖，褐色，有粘質(zhì)。葉菱狀卵形、菱狀橢圓形或菱狀倒卵圓形，長3.0～12.0 cm，寬2.0～8.0 cm，中部以上較寬，先端突急尖或漸尖，基部楔形、寬楔形或窄圓形，邊緣平整，具細(xì)鋸齒，無毛，上面淡綠色，下面灰綠色或微白色，無毛；葉柄圓柱狀，長0.5～4.0 cm，黃綠色或帶紅色。雄花序長2.5～6.0 cm；苞片淡綠色，裂片褐色，無毛，柱頭2裂。果序長達(dá)15 cm；蒴果小，2(3)瓣裂，無毛?；ㄆ?—5月，果實(shí)成熟期4—6月[7]。

(1)秦嶺小葉楊 變種PopulussimoniiCarr. var.tsinlingensisC. Wang et C. Y. Yu

本變種葉卵狀披針形，革質(zhì)，先端漸尖，基部寬楔形，或近圓形，中部以上邊緣具稀疏細(xì)腺齒[5]。

(2)洛寧小葉楊 變種PopulussimoniiCarr. var.luoningensisT. B. Zhao

本變種樹冠倒卵球狀；側(cè)枝粗大。樹干通直；樹皮灰白色，光滑。葉寬菱形，或菱狀橢圓形。花子房具明顯的小疣狀突起[8]。

(3)塔形小葉楊 變型PopulussimoniiCarr. f.fastigiataSchneid.

本變型側(cè)枝向上近直立狀，形成尖塔形樹冠[10]。

(4)垂枝小葉楊[7]垂楊[17]變型PopulussimoniiCarr. f.pendulaSchneid.

本變型樹冠寬大，側(cè)枝平展；小枝細(xì)長下垂。葉菱狀卵圓形，小。

(5)菱葉小葉楊 變型PopulussimoniiCarr. f.rhombifolia(Kitag.)C. Wang et Tung.

本變型葉窄菱形，長3.5～5.0 cm，寬1.2～2.5 cm，先端長漸尖，或漸尖，中部較上最寬[7]。

2.2 河南伏牛山區(qū)小葉楊分布區(qū)

小葉楊是中國楊屬中分布最廣的一種。河南伏牛山區(qū)各縣、市沿河、谷兩岸平坦地段上常有小葉楊天然分布，尤以山區(qū)海拔500～1 500 m的沿河、谷兩岸平坦地段上為最多，少數(shù)群體或個別單株可分布到海拔1 800 m的灌木林中。河南大別山、桐柏山和太行山區(qū)小葉楊天然分布很少，而平原沙地均為栽培種，多與刺槐(RohiniapseudoacaciaLinn.)混交，形成大面積的小葉楊與刺槐混交林。其具體分布區(qū)域見表1。

表1 河南伏牛山區(qū)小葉楊資源分布Table 1 Distribution of Populus simonii Carr in Funiu Mountains areas, Henan Province

2.3 小葉楊各變種和變型生長調(diào)查

調(diào)查記錄進(jìn)一步了解和掌握了小葉楊變種、變型的生長情況，為選擇生長優(yōu)良的變種、變型提供依據(jù)。調(diào)查結(jié)果見表2。

表2 小葉楊各變種和變型生長情況調(diào)查Table 2 Investigation on varieties and forms growth of Populus simonii Carr.

表2表明，小葉楊不同變種、變型在不同立地條件生長情況有很明顯差異，如在土壤肥沃條件下，洛寧小葉楊、菱葉小葉楊2種小葉楊生長迅速，樹高年均生長量0.74～1.60 m、單株材積年均生長量0.037 126～0.066 400 m3；在沙土、粗砂、亂石灘、黏土地生長較差，單株材積年均生長量0.001 615～0.008 015 m3。同時還可以看出，洛寧小葉楊、菱葉小葉楊在土壤肥沃、濕潤的壤土、淤土條件下生長迅速，在生產(chǎn)中應(yīng)優(yōu)先發(fā)展。

2.4 河南伏牛山區(qū)小葉楊林分類型及其組成

小葉楊具有廣泛適應(yīng)不同氣候條件和立地類型的特性，隨著呈現(xiàn)出不同的林分類型，林木生長也有極大的差別。根據(jù)作者的調(diào)查，河南小葉楊林分類型及其組成有天然純林和天然混交林。

2.4.1 小葉楊天然純林 小葉楊天然純林多分布在伊河、洛河、汝河、白河、湍河等河川澗河灘地上，呈現(xiàn)面積大小不等的天然純林。林地土壤多為淤土、黏土、沙壤土等。通常土層深厚、肥沃、濕潤，利于小葉楊生長。不同立地條件下，小葉楊原變種天然純林的生長有很大區(qū)別，見表3。為更清晰對比立地條件對小葉楊原變種生長的影響，對樹干進(jìn)行解析時均取前15年數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。

從表3可以看出，小葉楊在不同立地條件下生長情況有很明顯差異，如在土壤肥沃條件下，生長迅速，樹高年均生長量可達(dá)1.36 m、胸徑年均生長量為1.75～2.00 cm、單株材積年均生長量0.029 58～0.043 06 m3；在沙土、粗砂、亂石灘、黏土地生長較差，單株材積年均生長量0.000 77～0.004 05 m3。

表3 立地條件對小葉楊原變種生長的影響Table 3 Effects of site conditions on the growth of Populus simonii Carr. var. simonii

2.4.2 小葉楊天然混交林 小葉楊天然混交林多分布于河南伏牛山區(qū)的伊河、洛河、汝河、白河、湍河等上游川澗河灘地、溪旁，呈現(xiàn)面積大小不等的天然混交林。林地土壤多為淤土、黏土、沙壤土等。通常土層深厚、肥沃、濕潤，利于小葉楊生長。不同立地條件下，小葉楊天然混交林主要有：① 小葉楊與剛竹(PhyllostachysbambusoidesSieb. et Zucc.)混交林，小葉楊具林冠上層；② 小葉楊與栓皮櫟(QuercusvariabilisBl.)、麻櫟(QuercusacutissimaCarr.)混交林，林冠下多為雜灌木；③ 小葉楊與槲櫟(QuercusalienaBl.)混交林，林冠下多為雜灌木；④ 小葉楊與刺槐(RohiniapseudoacaciaLinn.)混交林，為復(fù)層林冠，多為人工栽培；⑤ 小葉楊與旱柳(SalixmatsudanaKoidz.)混交林，為復(fù)層林冠；⑥ 小葉楊與筐柳(Salixlinearistipularis(Franch.)Hao.)混交林，為復(fù)層林冠。4種混交林中小葉楊生長情況如表4所示。

表4 小葉楊與刺槐、旱柳、筐柳混交林生長情況調(diào)查表Table 4 Mixed forest growth questionnaire of Populus simonii Carr. and Rohinia pseudoacacia, Salix matsudana, Salix linearistipularis

從表4可以看出，小葉楊在不同立地條件生長情況有很明顯差異，如在土壤肥沃條件下，生長迅速，樹高年均生長量可達(dá)0.94～1.36 m、胸徑年均生長量為1.60～1.76 cm、單株材積年均生長量0.022 77～0.032 72 m3。同時表明，小葉楊純林林木生長量不如混交林林木生長量，其中以小葉楊與旱柳混交林林木生長量最大，小葉楊與刺槐混交林林木生長量次之。

2.5 河南伏牛山區(qū)小葉楊回歸方程及生長分析

為了進(jìn)一步了解河南伏牛山區(qū)小葉楊樹高、胸徑、材積回歸方程，對該區(qū)28株小葉楊原變種進(jìn)行樹干解析，結(jié)果如表5所示。

表5 小葉楊原變種樹高、胸徑、材積回歸方程Table 5 Tree height，DBH，volume regression equation of Populus simonii Carr. var. simonii

注：H：樹高，D：胸徑，V：材積。同下。

Note：H is the tree height；D is the DBH; H is the Volume.The same as below.

為了更清晰地了解小葉楊原變種生長過程，將選取的標(biāo)準(zhǔn)木樹干解析數(shù)據(jù)繪制成曲線圖，樹高、胸徑、材積生長總量如圖1、圖2、圖3所示。

圖1 小葉楊原變種樹高生長總量Fig.1 Total tree height of Populus simonii Carr.var. simonii

圖2 小葉楊原變種胸徑生長總量

圖3 小葉楊原變種材積生長總量

由圖1～圖3分析可知小葉楊樹高生長量：3～12年，21～24年間增速較快，在30年以后增速放緩；胸徑生長量：9～12年間胸徑生長總量增速較快，30～33年間胸徑生長總量增速較慢，34年以后尚未呈現(xiàn)出下降的趨勢；材積生長量：9～12年，34年之后材積生長總量增速較快。

為了進(jìn)一步了解河南伏牛山區(qū)小葉楊在不同土壤條件下樹高、胸徑、材積回歸方程，將調(diào)查資料整理如表6所示。

為了更清晰地了解小葉楊原變種在不同土壤條件下的生長過程，將選取的標(biāo)準(zhǔn)木樹干解析數(shù)據(jù)繪制成曲線圖，不同土壤條件下樹高生長總量，不同土壤條件下胸徑生長總量，不同土壤條件下材積生長總量分別如圖4～圖6所示。

表6 不同土壤條件下小葉楊原變種樹高、胸徑、材積回歸方程Table 6 Tree height，DBH，volume regression equation of Populus simonii Carr. var. simonii in different soils

圖4 不同土壤下小葉楊樹高生長總量Fig.4 Total tree height of Populus simonii Carr.var. simonii in different soils

圖5 不同土壤下小葉楊胸徑生長總量Fig.5 Total DBH of Populus simonii Carr. var. simonii in different soils

圖6 不同土壤下小葉楊材積生長總量 Fig.6 Total volume of Populus simonii Carr. var. simonii in different soils

由圖4～圖6可知，小葉楊在淤土上生長最好，沙壤土上生長次之，黏土上生長較於土和沙壤土較差，粗砂黏土上生長最差。

3 結(jié)論與討論

3.1 小葉楊生長情況差異原因分析

河南伏牛山區(qū)小葉楊資源豐富、分布范圍廣泛，通過對調(diào)查數(shù)據(jù)的分析，得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：1)洛寧小葉楊、菱葉小葉楊在土壤肥沃、濕潤的壤土、淤土條件下生長迅速，在生產(chǎn)中應(yīng)優(yōu)先發(fā)展。2)小葉楊原變種純林林木生長量不如混交林林木生長量，其中以小葉楊與旱柳混交林林木生長量最大，在小葉楊生產(chǎn)中應(yīng)充分考慮其與混交植株的配置類別和比例，避免純小葉楊林。3)小葉楊材積量在34年之后仍未呈現(xiàn)出下降的趨勢，所以在生產(chǎn)中應(yīng)大力開發(fā)小葉楊木材的利用價值。根據(jù)以上分析可以看出，造成小葉楊生長差異的原因主要有立地條件、土壤因素、混交因素等。

3.2 小葉楊資源的保護(hù)和利用

本次調(diào)查結(jié)果解決了河南伏牛山區(qū)小葉楊資源不清的問題，弄清了河南伏牛山區(qū)小葉楊資源現(xiàn)狀，為研究小葉楊種下分類和新品種選育創(chuàng)造了有利條件。建議加強(qiáng)對小葉楊立地條件的保護(hù)，特別要防止土壤、水源的污染，嚴(yán)防破壞[18]。下一步要加強(qiáng)對小葉楊生態(tài)習(xí)性和與其混交林生長規(guī)律的研究，為建立持久穩(wěn)定的林分結(jié)構(gòu)提供依據(jù)。加強(qiáng)對不同變種小葉楊的木材材性的研究，提高小葉楊木材的利用價值[19]。

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StudyontheresourcesandgrowthlawofPopulussimoniiCarr.inFuniuMountainousareasofHenan

FAN Yongming， YANG Qiusheng， ZHAO Tianbang

(Forestry College， Henan Agricultural University， Zhengzhou 450002， China)

In this paper, the distribution and growth pattern of ofPopulussimoniiCarr. in Henan Province were investigated. The results showed that in the Funiu Mountainous areas there were 2 varieties and 3 forms ofPopulussimoniiCarr.:PopulussimoniiCarr. var.tsinlingensisC. Wang et C. Y. Yu，PopulussimoniiCarr. var.luoningensisT. B. Zhao andPopulussimoniiCarr. f.fastigiataSchneid.，PopulussimoniiCarr. f.pendulaSchneid.，PopulussimoniiCarr. f.rhombifolia(Kitag.)C. Wang et Tung. The growth of varieties and forms ofPopulussimoniiCarr. in different site conditions were investigated and their trunks were parsed. The growth law ofPopulussimoniiCarr. was studied. and the suggestions were put forward for the protection and utilization of its natural forest resources.

PopulussimoniiCarr.; germplasm resources; growth situation; trunk analysis; growth law； Henan

2017-09-11

河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目(102102110033)；鄭州市重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目(30800472)

范永明(1993-)，男，河南漯河人，碩士研究生，從事植物分類與林木育種學(xué)研究。

楊秋生(1958-)，男，遼寧阜新人，教授，博士生導(dǎo)師。

1000-2340(2017)06-0808-07

S 792.116

A

李 瑩)