西藏阿里地區(qū)沙地柏引種栽培技術(shù)研究*

辛云玲 趙國平 吳普俠 董 強(qiáng) 魏曉蓮

（陜西省林業(yè)科學(xué)院，陜西 西安 710082）

阿里地區(qū)地處藏北高原，生態(tài)環(huán)境較脆弱，引種馴化抗逆性較強(qiáng)的植物是改善生態(tài)環(huán)境的有效手段。沙地柏(Sabina vulgaris)是柏科圓柏屬常綠匍匐針葉灌木，別名叉子圓柏、新疆圓柏，具有抗性強(qiáng)、耐干旱、耐瘠薄、抗蟲害、四季常青等優(yōu)良性狀，其主根不明顯，側(cè)根發(fā)達(dá)，主要分布在10～60 cm的沙層中，縱橫交錯(cuò)，根系網(wǎng)強(qiáng)大，地面覆蓋能力強(qiáng)，枝條沙埋后即可萌發(fā)不定根不斷擴(kuò)大種群，具有很好的遮蔽地表作用[1]，在城鎮(zhèn)園林建設(shè)、水土保持、荒漠化防治等方面應(yīng)用廣泛。主要分布在華北和西北地區(qū)，包括新疆天山至阿爾泰山、寧夏賀蘭山、內(nèi)蒙古、青海東北部、甘肅祁連山北坡及古浪、景泰、靖遠(yuǎn)以及陜西北部榆林等地，沙地柏引種的最高海拔界限為西藏自治區(qū)拉薩市（平均海拔3 600 m），主要應(yīng)用在在拉薩河谷兩岸及城市園林綠化，生長狀況良好。本研究首次將沙地柏引種至平均海拔4 500 m以上的阿里地區(qū)，通過設(shè)置保水、混交、覆土越冬對比試驗(yàn)，對沙地柏生長適應(yīng)性和土壤改良作用進(jìn)行研究，以期為提高阿里地區(qū)植被多樣性，改善生態(tài)環(huán)境提供理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1 研究區(qū)概況

西藏阿里地區(qū)位于西藏自治區(qū)西部，平均海拔4 500 m以上，號稱“世界屋脊的屋脊”。地帶性土壤以亞高山草甸土和高山荒漠草原土等為主。地帶性植被為溫帶草原，屬高原植被類型，主要建群種有禾本科的針茅屬（Stipa）、羊茅屬（Festuca L.）和莎草科的嵩草屬（Kobresia）等高原種類，植物資源十分匱乏，全區(qū)僅有11科31種，主要綠化樹種為班公柳(Salix bangongensis)和秀麗水柏枝(Myricaria elegans)，生態(tài)環(huán)境極為脆弱。阿里地區(qū)屬于二類風(fēng)區(qū)，大風(fēng)8級以上天數(shù)在149天左右，獅泉河鎮(zhèn)年均氣溫不足零度，冬季終年低溫嚴(yán)寒，極端低溫-41℃，夏季最高氣溫21℃，晝夜溫差大。全年降雨稀少，多年平均降水量為70～100 mm，集中在5～9月，平均降雨天數(shù)僅為36天，多年平均大風(fēng)天數(shù)為66天。考慮到引種物種生活環(huán)境應(yīng)與原生環(huán)境相似，2015年在西藏阿里獅泉河鎮(zhèn)開展榆林沙地柏引種栽培試驗(yàn)。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

2015年4月，引種沙地柏營養(yǎng)袋苗（2～3年生）800株，高50～60 cm,主根30 cm以上，北沙柳(Sabina pingii var.wilsonii)扦插條100株，香柏(Salix psammophila)實(shí)生苗（3～5年）100株。將沙地柏營養(yǎng)袋苗剝離營養(yǎng)袋和根系土球，20株為一捆蘸泥漿后根系用塑料袋包裹，5月3日起苗，裝箱托運(yùn)至阿里地區(qū)獅泉河鎮(zhèn)。沙地柏和北沙柳苗木均來自陜西省林科院榆林治沙所，香柏苗由西藏林木科學(xué)研究院提供。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2015年5月至2018年底進(jìn)行，試驗(yàn)區(qū)位于阿里地區(qū)獅泉河鎮(zhèn)林業(yè)局苗圃，面積約為2000畝，土壤類型為次生砂礫化鹽堿戈壁灘，經(jīng)人工改造后，地表覆蓋有鹽堿化程度較高的風(fēng)沙土10～20 cm，pH8.0～9.0。試驗(yàn)設(shè)計(jì)（表1）包括沙地柏栽培保水技術(shù)試驗(yàn)，每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)栽植沙地柏60株；沙地柏當(dāng)年覆土作業(yè)處理和連續(xù)兩年覆土作業(yè)對比試驗(yàn)；沙地柏混交試驗(yàn)，分別與北沙柳、香柏、紫穗槐混交，每種混交方式種植沙地柏50株；對照組。主要觀測數(shù)據(jù)包括苗木成活率、高生長量、越冬存活率。

表1 試驗(yàn)處理

2.3 數(shù)據(jù)來源及處理

植物生長量數(shù)據(jù)為栽植當(dāng)年9月測量，氣象數(shù)據(jù)來自國家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)中心，利用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，SPSS軟件中進(jìn)行單因素方差顯著性分析。

3 結(jié)果分析

3.1 不同處理方式對植物生長的影響

由表2可以看出，保水試驗(yàn)組與混交試驗(yàn)組中的沙地柏成活率顯著高于對照組，分別為90.99%、87.39%、74.09%，表明水分和適當(dāng)混交對于植物成活具有一定的促進(jìn)作用，沙地柏和鄉(xiāng)土樹種的混交更是極大提高了引種成活率，與香柏混交試驗(yàn)小區(qū)沙地柏成活率達(dá)到99.06%。從植物的最大生長量來看，2個(gè)處理組數(shù)值也顯著高于對照組，表明水分與混交對植物生長有促進(jìn)作用。混交處理組的生長量最小值和平均生長量都顯著高于保水組和對照組，主要是沙地柏與香柏的混交競爭促進(jìn)了生長。

表2 苗木成活率和生長量

在高寒高旱高海拔區(qū)，越冬是引種植物保存的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[2]。由表3可知，沙地柏當(dāng)年越冬時(shí)，經(jīng)過覆土作業(yè)后，第1年越冬最大保存率達(dá)88.05%，最小保存率可達(dá)76.53%；次年，平均保存率可達(dá)80%以上，而對照組平均保存率僅為14%，表明基于阿里地區(qū)冬季寒冷干燥風(fēng)強(qiáng)的自然條件，當(dāng)年種植后覆土越冬可以顯著提高沙地柏保存率。僅栽植當(dāng)年覆土的沙地柏在之后2年的保存率都趨于穩(wěn)定，均值分別為96.25%、92.50%，2016年冬季只對5～8小區(qū)繼續(xù)覆土越冬，2017年連續(xù)越冬的5～8小區(qū)保存率有所下降。究其原因，可能是由于第2年在沒有排土的情況下進(jìn)行了春灌，導(dǎo)致土壤板結(jié)，沙地柏缺氧窒息，其枝條顏色明顯發(fā)紅，因此導(dǎo)致死亡，2018年保存率又恢復(fù)到90%以上。

表3 不同越冬處理沙地柏保存率

3.2 不同處理方式對土壤基質(zhì)變化的影響

2017年5月，沙地柏栽植2年后對引種試驗(yàn)基地不同試驗(yàn)小區(qū)土壤pH、有機(jī)質(zhì)、土壤養(yǎng)分等指標(biāo)進(jìn)行取樣檢測，根據(jù)檢測結(jié)果，阿里地區(qū)土壤pH高達(dá)9.75，主要原因是當(dāng)?shù)氐孛差愋鸵源紊暗[化戈壁風(fēng)沙灘地為主，形成的土壤基質(zhì)大多數(shù)為高寒高山荒漠草原鹽堿土，因此鹽堿含量較高。沙地柏兩年生長改善了土壤鹽堿化程度，pH值為9.66，比對照組降低了0.09。據(jù)王彥武[3]等人研究，毛烏素沙地裸沙地地表pH平均可達(dá)9.3左右，引種試驗(yàn)基地經(jīng)過耐鹽、耐寒植物生長改造后，土壤pH將逐漸趨向于毛烏素沙地裸沙地。有機(jī)質(zhì)是土壤中最重要的有機(jī)組分,維系著土壤肥力[4]。由表4可以看出，野外沙土與毛烏素沙地裸沙土壤有機(jī)質(zhì)含量基本相當(dāng)，分別為1.35、1.13 g/kg，沙地柏小區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)達(dá)到2.88 g/kg，表明引種沙地柏有效增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量，長期生長可以改善土壤物理性質(zhì)，為更多植物引種提供可能。

表4 土壤pH、有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分變化

阿里地區(qū)土壤中速效N、K含量顯著高于毛烏素沙地，分別為26、43.75 mg/kg，是后者的4.36倍、1.56倍，速效P含量均為2 mg/kg，阿里地區(qū)土壤養(yǎng)分優(yōu)于毛烏素沙地，但是植物存活和生長艱難，表明在高海拔地區(qū)，土壤養(yǎng)分不是制約植物長勢的決定性因素。沙地柏栽植2年后，土壤中速效養(yǎng)分均有小幅增加，速效N增加了3.9 mg/kg、速效P和K分別增加了1、3.75 mg/kg。

3.3 引種成活關(guān)鍵氣候因素分析

3.3.1 氣溫因子對比

植物的生理活動、生化反應(yīng)必須在一定溫度條件下才能進(jìn)行，當(dāng)日平均氣溫穩(wěn)定在5～10℃時(shí)是木本植物起苗、移栽和定植的最適合溫度[6]。獅泉河和榆林地區(qū)年均氣溫、＞5℃積溫、＞10℃及日照時(shí)數(shù)幾個(gè)因素差異比較顯著。獅泉河終年寒冷，1996～2015年年均溫為0.635℃，最高溫度2.34℃，主要分布在0℃附近，4月下旬或5月初日均溫才能達(dá)到5℃，時(shí)間持續(xù)到10月初，5月下旬到6月初日均溫可達(dá)10℃，這一平均溫度可持續(xù)到9月下旬。榆林地區(qū)年均溫可達(dá)9.26℃，最高年均溫10.29℃，一般在3月下旬到3月初日均溫即可達(dá)到5℃，時(shí)間可持續(xù)到11月中下旬，3月中旬日均溫即可達(dá)到10℃，時(shí)間持續(xù)到10月下旬或11月初。以5℃作為植物生長最低溫度，阿里地區(qū)與榆林地區(qū)相比，＞10℃積溫相差2 000～3 000℃，可生長溫度時(shí)間區(qū)間少3～4個(gè)月，對于植物生長產(chǎn)生極大影響。

圖1 氣溫、積溫對比

3.3.2 降雨量對比分析

降水是沙地柏生長的關(guān)鍵影響因素，從降雨量來看，獅泉河年均降雨量顯著低于榆林地區(qū)（圖2），平均值分為別78.81、408.12 mm，最大值出現(xiàn)在2015年，為176.54 mm，因此，獅泉河地區(qū)引種需要克服的主要難題為低溫和干旱。

圖2 獅泉河阿里歷年降雨量對比

4 討論與結(jié)論

4.1 施用保水劑和混交都可以提高沙地柏引種成活率，適當(dāng)混交可以優(yōu)化植被群落結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)植物體本身爭奪養(yǎng)分的能力，鄉(xiāng)土樹種是長期自然選擇的結(jié)果，對當(dāng)?shù)刈匀粭l件具有較為突出的適應(yīng)能力，抗逆性優(yōu)良[7]，沙地柏與鄉(xiāng)土樹種香柏混交表現(xiàn)出了較好的存活能力。沙地柏當(dāng)年種植后覆土越冬可以顯著提高保存率，第二年越冬時(shí)如不進(jìn)行排土?xí)?dǎo)致土壤板結(jié)，沙地柏缺氧窒息造成死亡。土壤養(yǎng)分是表征土壤自然肥力的重要指標(biāo)[8]，引種沙地柏后有效降低了土壤pH，增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量。

4.2 與榆林地區(qū)相比，阿里獅泉河地區(qū)平均降雨量只有榆林地區(qū)約1/5，氣溫差異顯著，＞5℃積溫不足榆林地區(qū)1/2，對沙地柏生長產(chǎn)生嚴(yán)重影響，榆林地區(qū)起苗時(shí)間要比阿里獅泉河地區(qū)早2個(gè)月左右。榆林沙地柏栽植后3月下旬到4月初葉色即可轉(zhuǎn)綠，4月下旬葉芽已完全開放，新梢在5月中旬開始生長，6～7月為生長全盛期，半流動沙地沙地柏新梢年生長量約19.12 cm[9]，阿里獅泉河地區(qū)生長季遠(yuǎn)少于榆林地區(qū)，沙地柏年生長量不足10 cm。經(jīng)過長期實(shí)踐總結(jié)，高海拔高旱高寒地區(qū)沙地柏栽培要點(diǎn)在于保水保溫，長期無降雨時(shí)澆水周期為10～15天；在土壤結(jié)凍前，需覆土防寒，先在幼苗上苫蓋一層紗布，再覆蓋沙土，覆土厚度8～10 cm，順苗木傾斜方向覆土，避免逆向苗干彎曲而折斷，翌年春季，土壤解凍20 cm左右時(shí)，撤防寒土。在各地區(qū)引種首先考慮到的是周邊生態(tài)相似地區(qū)物種，通過梯度引進(jìn)，循序漸進(jìn)方式使物種逐步適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂騕5]，未來應(yīng)繼續(xù)監(jiān)測沙地柏在阿里地區(qū)生長適應(yīng)情況，以及生態(tài)學(xué)特性的變化情況，為阿里地區(qū)引種其他植物提高生物多樣性提供基礎(chǔ)依據(jù)。