胡楊林的生長與氣候變化的關(guān)系

劉月娣　伏芳珍

胡楊林的生長與氣候變化的關(guān)系

劉月娣伏芳珍

（甘肅省小隴山林業(yè)實驗局林業(yè)科學研究所甘肅天水741020）

胡楊林作為沙漠之星，以及沙漠綠洲的創(chuàng)造者，對我國許多地區(qū)的生態(tài)環(huán)境均產(chǎn)生積極影響。然而，近年的極端天氣多增、氣候變化顯著，使得人們越發(fā)關(guān)注氣候與生態(tài)之間的關(guān)系。文章分析了胡楊生長的特點及其對氣候的要求，結(jié)合相關(guān)氣候與胡楊生長數(shù)據(jù)進行了胡楊林生長適應性探究，反映了其適應氣候變化的規(guī)律。

胡楊；生長情況；氣候變化

胡楊是我國西北地區(qū)最重要的植物景觀和荒漠綠洲的支柱，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，工農(nóng)業(yè)的大規(guī)模生產(chǎn)導致了生態(tài)系統(tǒng)的惡化，胡楊與生長氣候環(huán)境的關(guān)系也隨之發(fā)生了變化。

1 胡楊的生長特點

胡楊是一種落葉喬木，有灌木和球形樹冠，主要種植在西北風、沙化、鹽堿化地區(qū)，具有良好的環(huán)境生態(tài)功能。胡楊起源于古代地中海，歷史悠久，胡楊在長期發(fā)展中品種較少，需要全球的重視和保護。

胡楊主要分布在歐洲、亞洲和非洲，主要生長在河流、山脈或低鹽土壤中，是荒漠地區(qū)唯一的天然樹種，可作為群落建設的主要樹種。其在我國主要分布于新疆、甘肅、內(nèi)蒙古、寧夏和青海，是我國西北荒漠生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。我國是世界20多個胡楊生產(chǎn)國之一，柴達木盆地和河西走廊均可種植胡楊，胡楊在其漫長的發(fā)展過程中已成為沙漠地區(qū)一種獨特的形式[1]。

胡楊具有很大的實用價值和美學價值，它不僅耐砂、耐鹽、耐堿，而且具有一定的裝飾價值，自胡楊問世以來，國內(nèi)進行了大量的實驗研究。1962年，在天津、新疆等地種植胡楊，并在我國北岸鹽堿地進行造林，結(jié)果表明，胡楊具有較強的繁殖能力，繁殖效果最好的是使用胡楊枝條扦插，可保證成活率在90%以上。天津胡楊試種成功后，在黃河入海的山東省等東部沿海地區(qū)大規(guī)模種植，隨后，山西省也通過引種胡楊來控制土壤鹽分。

胡楊種植的第一個原則是棲息地的一致性，源區(qū)與引種區(qū)生態(tài)相似性越大，區(qū)域效應越大，引種的可能性越大。第二個原則是逐漸適應，引入都是一個緩慢的適應過程，需要按照一定的規(guī)則進行，為了使物種在足夠的時間內(nèi)適應新的生長環(huán)境，這個過程是必須的，而胡楊就具有較強的環(huán)境適應性和較強的生長發(fā)育能力。

2 胡楊生長對氣候的要求

胡楊是唯一可以在沙漠地區(qū)自然生長并形成群落的大型樹種，它適應極端干燥的氣候和環(huán)境條件，具有耐鹽、耐水的特點。

胡楊生長在典型干旱大陸的荒漠氣候中，降水因子在干旱氣候指標中尤為重要。6月—8月的降雨量占全年降雨量的50%～65%，降雨集中在前2個月，此外，降雨量變化很大。氣溫的空間分布受地形的影響，區(qū)域溫差小。新疆塔里木河胡楊林年平均氣溫分布為28.5 ℃～44.1 ℃，日變化幅度為20 ℃～27.5 ℃。極端最高溫度為40.6 ℃；極端最低溫度為-25.5 ℃；近30年來，西北地區(qū)氣溫波動呈上升趨勢。20世紀80年代以來，北緯35°以上的氣溫一直很高，北疆近10年平均氣溫為1.0 ℃。因此，胡楊對氣候的要求是溫差大、濕度低、干燥。

3 氣候變化對胡楊林生長的影響

文章選取胡楊林生長地某氣象站點1970年—2020年的氣象數(shù)據(jù)作為參考，對比分析了相應的日平均氣溫均值、最高值、最低值數(shù)據(jù)，并結(jié)合植物積溫學理論，對胡楊樹的初期生長最低溫度值進行設定（溫度為≥5 ℃）。其中，在春夏季如果一日中的平均氣溫能夠達到及穩(wěn)定在14 ℃左右時，胡楊樹即可進入展葉始期，其樹葉葉芽膨大，而且苞片也會開裂，繼而，苞片內(nèi)長出卷曲折疊形的幼葉，隨著幼葉生長，葉片逐漸平展。在秋季到來后，如果一日中的平均氣溫能夠達到及穩(wěn)定在18.5 ℃左右時，胡楊樹即可迎來葉黃期初日。葉黃期初日的概念由來，在于胡楊樹樹葉會在這一日開始變色。所以顧名思義，胡楊樹葉第一次開始發(fā)生變色的日期，即所謂的葉黃期初日。在秋末冬初的時段內(nèi)，胡楊樹生長發(fā)生停滯。以5 ℃為界限，當日平均氣溫持續(xù)處于5 ℃以下時，就不再繼續(xù)生長，而需待到氣候再次發(fā)生明顯交替變化時，重新進入生長循環(huán)。因此，研究氣候變化對胡楊林生長的影響，非常適合應用線性回歸法分析。

以下結(jié)合氣候變化下的胡楊各生長期情況進行分析。

3.1 胡楊樹年生長期

根據(jù)掌握的氣候數(shù)據(jù)，胡楊生長期平均的開啟日期是3月22日，最早的一個日期是3月9日，出現(xiàn)于2010年和2011年；而生長期開啟最晚的日期是4月8日，出現(xiàn)于1972年。在20世紀的八九十年代，該觀測地的胡楊生長期發(fā)生了一定的推遲，具體是從3月23日推遲到3月26日，共向后延遲了3日。在后面的年限和具體月份日期方面，胡楊生長期的開啟日也有不斷提前的趨勢。在進入21世紀后，初期幾年中，胡楊生長期的開啟日均較20世紀有提前，提前可達5 d。這反映了胡楊生長期開始日的顯著的年代際變化。

根據(jù)掌握的氣候數(shù)據(jù)，胡楊生長期平均的終日日期是10月28日，最早的一個終日日期是10月16日，出現(xiàn)于1999年；而最晚的終日日期是11月17日，出現(xiàn)于2005年。20世紀七八十年代，胡楊終止日略表現(xiàn)為提前的趨勢，從10月26日提前到10月23日，向前推移了3日。但是，后續(xù)的年份中，胡楊終止日則表現(xiàn)為向后推遲，特別在進入21世紀之后，胡楊的終止日甚至超出了10月份，而在11月份。這反映了胡楊生長期終止日的顯著的年代際變化。

總的來看，該觀測地胡楊樹木的年均生長期達到218天，以傾向率為界定依據(jù)，其相應的年生長期變化，則為3.5 天/10年。而且，經(jīng)過顯著性水平檢驗，其數(shù)值達到0.001。這些都反映出，在1970年—2020年這一時間區(qū)間內(nèi)，胡楊林的年生長期時限得到了延長，并且趨勢明顯。其中，胡楊年生長期最短的數(shù)據(jù)是202 d，對應年份是1991年，生長期最長的數(shù)據(jù)是252 d，對應年份是2011年。這兩個極限值之間的差距達到50 d。在20世紀七八十年代，胡楊林的生長期出現(xiàn)了階段性的縮短跡象，從 215天縮短到206 d，其間相差了9 d。在該時間階段的后續(xù)年代中，胡楊生長期時長逐漸呈上升趨勢。例如，和20世紀80年代相對照，2000年后的胡楊生長期要較之延長超過10 d。

可見，總體上，1970年—2020年間的該地胡楊林生長期總長增加，而開始日發(fā)生前移，終止日發(fā)生延后。由此，其整個生長期變得更長。

3.2 胡楊展葉始期

在1970年—2020年間，觀測地胡楊平均展葉始期日期是4月21日；而在20世紀70、80年代，胡楊展葉始期的日期出現(xiàn)了推遲跡象，由起初的4月20日后延至4月24日，整整推了4 d。但是在后續(xù)的年代中，胡楊展葉始期逐年向前推移。這反映了胡楊生長期展葉始期的顯著的年代際變化。

3.3 胡楊葉黃期初日

在1970年—2020年間，觀測地胡楊平均葉黃期初日日期是9月14日，也相應反映了一定的葉黃期初日年代際變化特征，只是并不顯著。在20世紀七八十年代，胡楊葉黃期初日出現(xiàn)了階段性的日期提前跡象，由9月12日，前移至9月10日，整整相差2 d。而在后續(xù)的年代日期中，葉黃期則表現(xiàn)為逐漸后移。而且，這種后移趨勢在進入21世紀后更為明顯，有的年份高達5 d。

3.4 相關(guān)思考

從以上的與年份對應的胡楊各生長時期情況可以看出，胡楊林在不斷適應氣候環(huán)境的變化，將自身的生長機制進行傾向明顯的調(diào)節(jié)。而引發(fā)胡楊林各項生長情況變化的主要動因，就是氣候變化。

近幾十年來，全球的氣候發(fā)生了較大變化。在人類的大規(guī)模工業(yè)活動下，天氣變暖、各氣候帶分布出現(xiàn)了明顯的推移，很多國家、地區(qū)甚至屢次出現(xiàn)極端天氣等。這些氣候情況背景的存在，使得地球植物的生長機制不斷調(diào)整，從而表現(xiàn)為各種生長數(shù)據(jù)的變化。因此，人類在驚嘆胡楊林對氣候的適應性的同時，也需對大氣環(huán)境變化、地球生態(tài)變化等加以關(guān)注，采取有效措施，維護人類家園。對此，文章建議，立足于胡楊林與氣候的適應性，建設胡楊生態(tài)圈，使其與氣候、環(huán)境形成更為良性的互動，繼而為生態(tài)環(huán)境建設事業(yè)帶來積極效應。

其中，胡楊是荒漠地區(qū)寶貴的森林資源，其主要任務是防止沙塵暴，創(chuàng)造適宜的綠洲氣候，形成肥沃的土壤，調(diào)節(jié)氣候，防止沙漠的蔓延。自然排水或人工排水是自然毀林的根源，不恰當?shù)牟煞?、毀林、造林，會導致森林資源的破壞和水土流失，最終使沙漠化更加嚴重。因此，建設胡楊生態(tài)圈的措施包括：確保水的生態(tài)利用；設立行人自然保護區(qū)；必須正確處理農(nóng)林牧矛盾，堅決停止亂伐，堅決退耕還林，促進胡楊林和農(nóng)牧業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展；廣泛宣傳胡楊林的重要性，提高群眾對這一事件的認識，保護其保護區(qū)森林不受影響，不受外界干擾；應在保護區(qū)以外的河岸區(qū)和荒漠化易發(fā)地區(qū)保留林地，以防止毀林；采取人工促進自然恢復、人工造林等措施，恢復胡楊林的活力。

胡楊是第三紀殘余的古老樹種，是一種生命力極頑強的原始樹種，素被人類譽為抗擊沙漠的勇士[2]。胡楊林對保護流域生態(tài)環(huán)境具有重要作用[3]。為了恢復和重建胡楊綠洲的生態(tài)環(huán)境，國家于2000年開始在黑河、塔里木河等內(nèi)陸河上實施生態(tài)水電工程。根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測和遙感數(shù)據(jù)，生態(tài)調(diào)水工程的實施不僅對黑河中游植被生態(tài)產(chǎn)生了一定影響，而且對下游地下水和植被生長也有顯著影響。為了改善水運的生態(tài)影響，有必要在天然河流直接輸水的基礎上實施分段供水計劃，從而在根本上緩解整個流域生態(tài)環(huán)境惡化的趨勢[4]。

4 結(jié)語

鑒于胡楊生長的對氣候的高適應性，人類應將其作為生態(tài)環(huán)境事業(yè)發(fā)展的“推手”之一，有序擴大胡楊林種植面積，并強化宣傳與管理，從而有效發(fā)揮胡楊林的生態(tài)功能、環(huán)境功能。其中，人類應當充分抓住胡楊林生長的規(guī)律，以及其對氣候的適應規(guī)律，科學施策。

[1]王慶杰,李國東,劉曉曼,等.塔里木河流域胡楊生長模型研究[J].林業(yè)資源管理,2020(5):100-107.

[2]鄒江.額濟納胡楊林[J].資源與人居環(huán)境,2020,262(10):46-49.

[3]孫健.關(guān)于塔里木河流域胡楊林生態(tài)補水的思考與建議[J].四川水利,2021,42(1):3.

[4]管文軻,鐘家驊,霍艾迪,等.荒漠化地區(qū)水化學特性及其對胡楊林生長的影響[J].水土保持通報,2018,38(1):36-40.

10.3969/j.issn.2095-1205.2021.12.19

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