王 偉
(遼寧喀左縣林業(yè)種苗管理站,遼寧喀左 122300)
朝陽市是遼寧省裸露山地最嚴重區(qū)域,裸露山地面積達52.6萬hm2。由于山地土壤、成土母質(zhì)遭受破壞和流失,致使山地土層變薄、質(zhì)地變粗、肥力下降、地表植被減少,生物多樣性降低,再加上遼西地區(qū)素有“十年九旱,靠天吃飯”的顯著特點,決定了所在地區(qū)生態(tài)的脆弱性和造林綠化的迫切性。
1.1 植物萎蔫系數(shù)的確定 選擇遼西山地生態(tài)修復常用的落葉喬木榆樹(Ulmus pumilaL.)、華北五角楓(Acertruncatum Bunge)、刺槐(Robinia pseudoacaciaL.)和小青楊(Populus pseudosimonii Kitag)為試驗樹種,研究上述4種北方落葉喬木造林樹種的萎蔫系數(shù)。
從記錄的土壤含水量數(shù)值可以得出,榆樹最先出現(xiàn)暫時萎蔫,但隨著水分脅迫的加劇,小青楊的萎蔫越來越嚴重,出現(xiàn)的死葉最多。小青楊的萎蔫系數(shù)最高,為2.16%,其次為榆樹1.98%,華北五角楓的萎蔫系數(shù)最低為1.64%。
1.2 同一脅迫程度對不同苗木氣體交換和光合色素的影響 在脅迫第1天(對照)及第5、10、16天,分別測定各苗木葉片的氣體交換變化情況和葉綠素熒光情況。光合及氣體交換情況用Li—6400光合測定儀測定,選擇每盆苗木枝條的第3~5片正常葉子,于09:00—11:00測定凈光合速率、蒸騰速率,葉綠素熒光參數(shù)用OS5P脈沖調(diào)制式葉綠素熒光儀測定。每時段每株測定2次,每種苗木測定2株。
從不同脅迫程度光合水分利用效率可以得出:脅迫前,華北五角楓和小青楊的光合水分利用效率顯著高于榆樹和刺槐;隨著脅迫時間的延長,各植物的數(shù)據(jù)均開始下降,脅迫后期華北五角楓依然保持較高的光合水分利用效率,榆樹和小青楊數(shù)值低于華北五角楓,但二者差別不大,刺槐的光合水分利用效率顯著低于其他3種植物。在光合水分利用效率這一指標中,華北五角楓表現(xiàn)出了較強的抗旱能力。
1.3 綜合抗旱排序 根據(jù)黎燕瓊的隸屬函數(shù)法求綜合抗旱性能指數(shù)IR。。其中,對與抗旱性呈正相關的指標IRi=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin),與抗旱性呈負相關的指標IRi=1-[(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)]。IR 為某一指標的抗旱性指數(shù),Xi為某一指標各測定值平均值的絕對值,Xmax為該指標各測定值絕對值的最大值,Xmin為該指標各測定值絕對值的最小者。
從水分脅迫第10天4種苗木抗旱性隸屬函數(shù)值及綜合評價結果、水分脅迫第16天4種苗木抗旱性隸屬函數(shù)值及綜合評價結果可以得出,脅迫第10天,4種植物的抗旱性由強到弱的順序為刺槐>華北五角楓>榆樹>小青楊;脅迫第16天,4種植物的抗旱性由強到弱的順序為刺槐>華北五角楓>小青楊>榆樹。
山地造林試驗在遼北爐林場林地進行,在立地條件相同的模式林內(nèi),隨機選取每種植物100株,調(diào)查其當年出苗率、苗高、地徑、主根深度、翌年保存率,以及平均樹高、地徑、冠幅等指標,設3次重復。
植物葉片水勢的測定采用HR—33T露點水勢儀,光合速率和蒸騰速率的測定采用LI—6400XTR植物光合儀,光合水分利用效率=凈光合速率/蒸騰速率。PSⅡ原初光化學效率的測定采用OS—5P脈沖調(diào)制式葉綠素熒光儀。
植物形態(tài)指標可以反映植物的抗旱性,根系和葉片的生長特征都是重要的抗旱性指標。從對一年生植物生長指標的對比可以得出:一年生榆樹和旱柳出苗率在80%以上,出苗3個月后旱柳苗高達101 cm,高于對照,榆樹達92 cm,與對照差距不大,二者主根深度為70~80 cm,且主根健壯、須根發(fā)達,二者的出苗率、苗高、主根深度3項生長指標與小青楊差別不大;華北五角楓當年出苗率為85%,刺槐為60%,當年苗高和主根生長緩慢,與小青楊差別較大。
從一年生植物生長指標對比值和造林植物生長指標對比值可以得出,在遼西山地用三年生榆樹、華北五角楓、刺槐和旱柳造林,當年成活率均在95%以上,翌年保存率在83%以上,第2年榆樹、刺槐和旱柳的平均樹高均高于華北五角楓,4種植物主根長度均低于對照,平均冠幅與對照差別不大,5種落葉喬木樹種在遼西山地耐干旱、耐瘠薄、保存率高且適應性強。
研究結果表明:在遼西半干旱地區(qū)山地造林,選擇榆樹、刺槐、小青楊、旱柳和華北五角楓5種落葉喬木樹種造林,均具有耐干旱、耐瘠薄、保存率高且適應性強的特點。值得注意的是,這些樹種的抗旱性并不是一成不變的。通過筆者的觀察和進一步研究,其抗旱性與栽培地段的土壤、坡向、坡度等有很大的關聯(lián)性。地段不同,土壤不一樣,抗旱的程度也不一樣,所以研究中所列的排序是動態(tài)和相對而言的。