平茬對(duì)西藏阿里地區(qū)班公柳和秀麗水柏枝人工林生長(zhǎng)的影響1)

辛福梅 柳文杰 王玉婷 楊小林 趙墾田

(西藏農(nóng)牧學(xué)院，林芝,860000) (西藏自治區(qū)林木科學(xué)研究院) (西藏農(nóng)牧學(xué)院)

阿里地區(qū)地處西藏的西部，被譽(yù)為“世界屋脊的屋脊”[1]。該地區(qū)由于海拔高，空氣極其稀薄，植被稀少，生態(tài)環(huán)境十分惡劣。隨著氣候變遷和人為活動(dòng)影響，該地區(qū)森林植被遭到嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致土地沙化、荒漠化較為嚴(yán)重。自然環(huán)境的不斷惡化，使適合該地區(qū)生存的樹種越來越少，生態(tài)系統(tǒng)極為脆弱[2-3]。據(jù)有關(guān)資料，阿里地區(qū)未被利用的土地為1 003.903萬hm2，占土地總面積的33.80%，有待造林綠化的宜林荒灘荒地94 067 hm2，占林業(yè)用地面積的97.3%，由于多數(shù)宜林地交通不便、人煙稀少、地形復(fù)雜，以及自然條件的限制，導(dǎo)致該地區(qū)林業(yè)資源不僅稀缺，而且開發(fā)難度較大[4]。目前分布樹種僅11科31種，灌木林是本區(qū)主要的木本植物群落，其中以優(yōu)勢(shì)樹種班公柳(SalixbangongensisC. Wang et C. F. Fang)和秀麗水柏枝(MyricariaelegansRoyle)為主[3]。近年來，隨著國(guó)家先后啟動(dòng)實(shí)施的重點(diǎn)區(qū)域生態(tài)公益林建設(shè)、“兩江四河”造林綠化、防護(hù)林體系建設(shè)和防沙治沙等林業(yè)重點(diǎn)工程，阿里地區(qū)造林面積不斷擴(kuò)大，局部生態(tài)環(huán)境逐步得到治理。

對(duì)早期造林項(xiàng)目進(jìn)行林分調(diào)查發(fā)現(xiàn)，人工灌木林存在較為嚴(yán)重的早衰甚至死亡現(xiàn)象，班公柳植株矮小，枝條存在抽干、扭曲、葉形縮小，葉子邊緣發(fā)黃至干，部分葉片至7月還未展葉，生長(zhǎng)緩慢。秀麗水柏枝生長(zhǎng)狀況稍好于班公柳，但班公柳+秀麗水柏枝人工混交林整體林分質(zhì)量較差，實(shí)現(xiàn)復(fù)壯更新勢(shì)在必行。資料顯示平茬高度、干擾強(qiáng)度對(duì)促萌更新效果較為顯著，通過平茬促進(jìn)萌蘗是實(shí)現(xiàn)復(fù)壯更新的有效途徑[5-8]。目前尚無有關(guān)班公柳和秀麗水柏枝通過平茬實(shí)現(xiàn)復(fù)壯更新的研究，為此本研究通過探討不同平茬高度對(duì)班公柳和秀麗水柏枝主要生長(zhǎng)指標(biāo)的影響，為林業(yè)資源匱乏的阿里地區(qū)衰退人工混交的林更新復(fù)壯提供技術(shù)支撐。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于西藏阿里地區(qū)獅泉河鎮(zhèn)，試驗(yàn)樣地設(shè)置在阿里地區(qū)治沙工程項(xiàng)目林內(nèi)，海拔4 280 m，屬高原寒帶季風(fēng)氣候。年平均氣溫0 ℃，日溫差極大，多年極端最高氣溫32.1 ℃，極端最低氣溫-41 ℃。阿里地區(qū)屬二類風(fēng)區(qū)，年平均風(fēng)速3.2 m/s以上，高達(dá)8級(jí)以上年大風(fēng)時(shí)間149 d左右。年降水量不足100 mm，年蒸發(fā)量大于2 000 mm，常年干燥少雨，每年5月—9月降水量占全年降水量的80%以上。晴天多，光照強(qiáng)，年輻射量大于7 000 MJ/m2。立地為河谷砂石礫灘地，土壤貧瘠，保水保肥能力極差，鹽堿化較重。植被資源十分匱乏，木本植物群落以班公柳和秀麗水柏枝為主要優(yōu)勢(shì)樹種的灌木林[9-11]。

2 研究方法

研究對(duì)象為班公柳和秀麗水柏枝的人工混交林，種植于2000年，立地條件一致，林分組成7班公柳3紅柳，株行距3.0 m×1.5 m，郁閉度為0.3～0.4，試驗(yàn)地土壤有機(jī)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為41.03 g·kg-1，全氮、全磷、全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是0.37、1.76、0.09 g·kg-1。于2018年4月20日進(jìn)行不同高度平茬處理，隨機(jī)在試驗(yàn)區(qū)內(nèi)分別選擇20株班公柳和秀麗水柏枝進(jìn)行整株手動(dòng)平茬。試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)平茬高度處理：未平茬(CK)，留茬高度10、30、50 cm，每處理5株，處理期間常規(guī)管理。2018年9月3日進(jìn)行灌叢高度、最大地徑、冠幅、萌生枝數(shù)、最長(zhǎng)枝長(zhǎng)等生長(zhǎng)指標(biāo)調(diào)查，從貼近地面處收獲所有地上部分，帶回實(shí)驗(yàn)室，烘干至恒質(zhì)量后，測(cè)定兩樹種在各處理下的地上生物量。

應(yīng)用SPSS 19.0和Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并采用單因素方差分析檢驗(yàn)各處理差異顯著性(P<0.05)。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同平茬高度對(duì)灌叢高度及地徑的影響

由表1可知，不同平茬高度下班公柳和秀麗水柏枝的灌叢高度表現(xiàn)出一定的差異。班公柳在平茬高度10和50 cm時(shí)，灌叢高度最大，顯著高于對(duì)照和平茬高度30 cm的處理,對(duì)照處理的灌叢高度僅為70 cm；平茬高度10和50 cm的灌叢高度比對(duì)照高50 cm以上。秀麗水柏枝在平茬高度50 cm的灌叢高度顯著高于其他處理，增加量為對(duì)照的123%；平茬高度為30 cm時(shí)，灌叢高度仍顯著高于對(duì)照，增加量比對(duì)照高67 cm；平茬高度10 cm時(shí)，灌叢高度小于對(duì)照。說明不同的干擾強(qiáng)度對(duì)班公柳和秀麗水柏枝灌叢的高生長(zhǎng)影響差異顯著(P<0.05)，較強(qiáng)和較弱的平茬干擾均會(huì)增加班公柳的灌叢高生長(zhǎng)，但在本研究所涉及的干擾強(qiáng)度下，越強(qiáng)的干擾對(duì)秀麗水柏枝灌叢的高生長(zhǎng)影響越大。

表1 不同平茬高度兩樹種灌叢高度和最大地徑

不同平茬高度對(duì)班公柳和秀麗水柏枝最大地徑的影響差異顯著(P<0.05)。班公柳在平茬高度10 cm的最大地徑為10.18 mm，顯著大于其它處理(P<0.05)；平茬高度30 cm的最大地徑約為平茬高度10 cm的88%，二者差異顯著(P<0.05)；平茬高度50 cm與對(duì)照差異不顯著。秀麗水柏枝在平茬高度50 cm的最粗枝的地徑為10.95 mm，顯著高于其他處理(P<0.05)；平茬高度30 cm和對(duì)照的最大地徑略低于平茬高度50 cm，但差異不顯著(P<0.05)；平茬高度10 cm時(shí)，最大地徑顯著小于其他處理。班公柳和秀麗水柏枝不同平茬高度的最大地徑差異顯著(P<0.05)?？梢姡讲绺叨?0 cm有利于班公柳的增粗生長(zhǎng)，而平茬高度50 cm有利于秀麗水柏枝增粗生長(zhǎng)。

3.2 不同平茬高度對(duì)班公柳和秀麗水柏枝冠幅的影響

由表2可知，班公柳在平茬高度為50和10 cm時(shí)的東西冠幅最大，且二者差異不顯著，但南北冠幅差異顯著(P<0.05)；平茬高度30 cm的東西和南北冠幅均小于平茬高度50和10 cm，且差異顯著(P<0.05)；對(duì)照處理的班公柳東西和南北冠幅均最小。秀麗水柏枝在各平茬高度下東西和南北冠幅表現(xiàn)出一致的變化趨勢(shì)，均在平茬高度50 cm最大，顯著高于其它處理；平茬高度10 cm和對(duì)照的東西和南北冠幅均顯著小于平茬高度30和50 cm。

表2 不同平茬高度下兩樹種冠幅的差異

3.3 平茬高度對(duì)班公柳和秀麗水柏枝枝條萌生的影響

由表3可知，不同平茬高度處理后班公柳和秀麗水柏枝在一個(gè)生長(zhǎng)季萌生的枝條數(shù)不同。班公柳在平茬高度50 cm的處理，萌生的枝數(shù)遠(yuǎn)大于其他處理，達(dá)到304個(gè)/叢，其他處理的班公柳萌生枝數(shù)均較少，且差異不顯著(P>0.05)。秀麗水柏枝在平茬高度為50 cm時(shí)，萌生枝數(shù)達(dá)到最大值297個(gè)/從，平茬高度30和10 cm的處理差異不顯著，對(duì)照處理的萌生枝數(shù)僅為平茬高度50 cm的1/3。

表3 不同平茬高度處理的灌叢萌生枝數(shù)和最長(zhǎng)枝長(zhǎng)

不同平茬高度下班公柳最長(zhǎng)枝長(zhǎng)略有差異，而秀麗水柏枝的最長(zhǎng)枝長(zhǎng)差異相對(duì)較大。班公柳在平茬高度10、30、50 cm的處理，其最長(zhǎng)枝長(zhǎng)均在大于對(duì)照處理，但3個(gè)處理間最長(zhǎng)枝長(zhǎng)度差異不顯著。秀麗水柏枝在平茬高度50 cm的處理，最長(zhǎng)枝長(zhǎng)度為173 cm，顯著高于其它處理(P<0.05)；平茬高度30 cm的最長(zhǎng)枝長(zhǎng)度比平茬高度50 cm的處理減少了20%，平茬高度10 cm和對(duì)照處理最長(zhǎng)枝長(zhǎng)度較小，且二者差異不顯著。

3.4 不同平茬高度對(duì)班公柳和秀麗水柏枝地上生物量的影響

由表4可知，班公柳地上生物量在平茬高度10 cm的處理顯著大于其它處理，地上生物量為444.8 g·叢-1；班公柳平茬高度50 cm比平茬高度10 cm的地上生物量降低了27%，平茬高度30 cm的地上生物量?jī)H為平茬高度10 cm的一半，對(duì)照處理的地上生物量最小，僅為平茬高度10 cm的1/4。秀麗水柏枝在50 cm時(shí)地上生物量顯著大于其它處理，而平茬高度30和10 cm的地上生物量比平茬高度50 cm下降了近50%，對(duì)照處理的地上生物量為77.67 g/叢，僅為平茬高度50 cm的1/5。

表4 不同平茬高度處理下兩樹種的地上生物量

4 結(jié)論與討論

衰老是植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)，干旱、低溫、凍害、鹽害、缺素癥造成的根系營(yíng)養(yǎng)不良等都能引起植物早衰[12-13]。阿里地區(qū)干燥的氣候、稀少的降雨、嚴(yán)重的凍土、重度貧瘠的鹽堿性土壤，一系列對(duì)植物生長(zhǎng)極為不利的因素導(dǎo)致該地區(qū)樹種早衰嚴(yán)重。人工林撫育過程中進(jìn)行平茬刈割是當(dāng)?shù)乇Ｗo(hù)現(xiàn)有林業(yè)資源、實(shí)現(xiàn)灌木林更新復(fù)壯及補(bǔ)償生長(zhǎng)的主要途徑。本研究表明，班公柳和秀麗水柏枝在不同高度平茬后，與對(duì)照相比其主要生長(zhǎng)指標(biāo)大多有不同程度的提高。平茬對(duì)兩個(gè)樹種高度生長(zhǎng)的影響不同，班公柳在平茬高度為10 cm時(shí)的灌叢高度凈增加量比對(duì)照高50 cm以上，最大地徑達(dá)高出對(duì)照30%以上，地上生物量更是對(duì)照的4倍。秀麗水柏枝在平茬高度50 cm時(shí)的灌叢高度、最大地徑增加比較明顯，特別是地上生物量的差異明顯，對(duì)照處理的地上生物量?jī)H為平茬高度50 cm的1/5?？梢姡喙讲绺叨?0 cm、秀麗水柏枝平茬高度50 cm是使兩樹種人工混交林盡快恢復(fù)，達(dá)到復(fù)壯更新的合理高度。

植物的補(bǔ)償生長(zhǎng)作為植物體生理及生態(tài)適應(yīng)性的表現(xiàn)，也是植物受到放牧、刈割等損害后，通過調(diào)整自身的能量分配模式、改變形態(tài)(生理特征)等途徑以減輕損傷影響，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償性再生的外在表現(xiàn)[14-15]。植物補(bǔ)償生長(zhǎng)與傷害發(fā)生的時(shí)間、強(qiáng)度、頻度以及土壤的資源狀況有關(guān)[16]。一般認(rèn)為在資源豐富的情況下，植物的補(bǔ)償效果好[17]。在西藏阿里嚴(yán)酷的自然環(huán)境下，當(dāng)?shù)氐泥l(xiāng)土樹種能夠在一個(gè)生長(zhǎng)季實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償生長(zhǎng)，說明其有較強(qiáng)的復(fù)壯潛力。因此，今后的人工林撫育經(jīng)營(yíng)中需加大資金投入，合理增加灌溉、施肥等措施，以便盡快遏制人工林早衰退化的情況的發(fā)生。