河西走廊天然胡楊林的分布和更新特征及其與土壤因子的關(guān)系

馬俊梅， 馬劍平， 滿多清， 郭春秀， 張?jiān)Ｄ?，趙 鵬， 王 飛， 李元星

（1.甘肅省治沙研究所，甘肅 蘭州 730000；2.甘肅省荒漠化與風(fēng)沙災(zāi)害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室-省部共建國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，甘肅 武威 733000）

胡楊（Populus euphratica）為楊柳科楊屬植物，具有耐鹽堿、耐干旱、抗風(fēng)沙及適應(yīng)極端環(huán)境等特性，在我國主要分布于西北干旱內(nèi)陸河流域，是該區(qū)域特有的、唯一的天然建群落葉喬木，也是西北干旱荒漠綠洲主要的生態(tài)屏障，為維護(hù)西北地區(qū)生態(tài)平衡發(fā)揮著極其重要的作用［1-5］。自20 世紀(jì)以來，隨著氣候變化，人口增加，耕地?cái)U(kuò)展，水資源的不合理開發(fā)，河西內(nèi)陸河流域水資源減少，區(qū)域生態(tài)惡化，疏勒河、黑河和石羊河三大內(nèi)陸河流域胡楊林呈衰敗模式，有成片的胡楊林死亡，分布面積縮小，林分衰退，更新受阻，其生態(tài)屏障功能減弱［6-12］。近年來，隨著國家生態(tài)建設(shè)力度加大，河西三大內(nèi)陸河流域綜合治理工程相繼實(shí)施，水資源得以統(tǒng)籌利用，各流域中下游胡楊分布區(qū)水文條件得到改善［13］，為胡楊種群恢復(fù)提供了良好的條件。胡楊因其獨(dú)特的觀賞性，正在成為當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)園林綠化和生態(tài)旅游業(yè)的熱點(diǎn)樹種，胡楊林恢復(fù)已成為區(qū)域生態(tài)建設(shè)和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一項(xiàng)重要舉措，而如何科學(xué)合理地恢復(fù)和發(fā)展胡楊林成為亟待解決的關(guān)鍵問題。目前，已有學(xué)者在其他地區(qū)不同環(huán)境條件下就胡楊的繁殖特征與更新特征進(jìn)行研究［14-16］，但對(duì)甘肅河西地區(qū)天然胡楊繁殖與更新特征的研究報(bào)道較少。本文在對(duì)河西天然胡楊林分布、生長、更新及立地環(huán)境特征等情況進(jìn)行調(diào)查的基礎(chǔ)上，闡明河西天然胡楊林分布、更新特征，擬分析胡楊林退化原因、自然更新限制因子等，為胡楊林恢復(fù)重建提供科學(xué)依據(jù)和合理策略。

1 研究區(qū)概況

河西走廊位于甘肅省境內(nèi)，東起烏鞘嶺，西至星星峽，南側(cè)是祁連山脈，北側(cè)是龍首山、合黎山和馬鬃山，長約1000 km，總面積為27.11×104km2，約占甘肅省面積的60%，地理位置37°17′～42°48′N，93°23′～104°12′E，行政隸屬于甘肅省張掖、酒泉、武威、金昌、嘉峪關(guān)5 個(gè)市。該地區(qū)地勢南高北低，南部祁連山區(qū)海拔大部分在3000～3500 m 以上，山前傾斜平原海拔一般為1300～2500 m，以黑山、寬臺(tái)山和大黃山為界將走廊分隔為石羊河、黑河和疏勒河三大內(nèi)陸河流域。由于地處歐亞大陸腹地，遠(yuǎn)離海洋，受地形和海拔高度的影響，河西走廊氣候干旱，水熱條件分布不均，降水量區(qū)域差異顯著，大部分地區(qū)的年降水量在200 mm以下，年蒸發(fā)量為2000～3000 mm，屬典型的大陸性干旱氣候，是氣候變化的敏感區(qū)和生態(tài)脆弱帶。胡楊分布區(qū)植被除人工栽植植物外主要以旱生和超旱生灌木和草本為主，人工栽植植物有二白楊（Populus gansuensis）、新疆楊（Populus albavar. pyramidalis）、榆樹（Ulmus pumila）、沙棗（Elaeagnus angustifolia）、梭梭（Haloxylon ammodendron）等；天然灌木主要有檉柳（Tamarix ramosissima）、白刺（Nitraria tangutorum）、枸杞（Lycium barbarum）、黑果枸杞（Lycium ruthenicum）、沙拐棗（Calligonum mongolicum）、鹽爪爪（Kalidium foliatum）、紅砂（Reamuria songarica）等；半灌木有駱駝刺（Alhagi sparsifolia）、珍珠豬毛菜（Salsola passerina）、沙蒿（Artemisia desertorum）、合頭草（Sympegma regelii）、灌木亞菊（Ajania fruticulosa）、紅花巖黃耆（Hedysarum multijugum）等；草本主要有花花柴（Karelinia caspia）、甘草（Glycyrrhiza uralensis）、苦豆子（Sophora alopecuroides）、鹽生草（Halogeton glomeratus）、霧冰藜（Bassia dasyphylla）、豬毛菜（Salsola collina）、碟果蟲實(shí)（Corispermum patelliforme）、駝蹄瓣（Zygophyllum fabago）、駱駝蒿（Peganum nigellastrum）、駱駝蓬（Peganum harmala）、黃花磯松（Limo-nium aureum）、芨芨草（Achnatherum splendens）、鵝絨藤（Cynanchum chinense）、寬葉獨(dú)行菜（Lepidium lotifolium）、乳苣（Mulgedium tataricum）、大葉白麻（Apocynum pictum）、沙米（Agriophyllum arenarium）、蘆葦（Phragmites australis）、賴草（Leymus secalinus）、甘青鐵線蓮（Clematis tangutica）、灰綠藜（Chenopodium glaucum）、田旋花（Convolvulus arvensis）、蒙古鴉蔥（Scorzonera mongolica）、河西菊（Hexinia polydichotoma）、虎尾草（Chloris virgata）、狗尾草（Setaria viridis）、針茅（Stipa capillata）等。河西走廊西部土壤類型以棕色荒漠土為主，中部為灰棕荒漠土，東部則為灰漠土、淡棕鈣土和灰鈣土。

2 研究方法

2.1 林地類型劃分及樣地設(shè)置

2021 年9 月，以當(dāng)?shù)亓謽I(yè)部門提供的相關(guān)資料為基礎(chǔ)，對(duì)河西走廊天然胡楊林進(jìn)行調(diào)查。為了便于分析，根據(jù)河西走廊天然胡楊林立地類型和土地利用現(xiàn)狀實(shí)際，將研究區(qū)胡楊林地分為棄耕地林地、耕地及灌渠周圍林地、現(xiàn)河道沿岸林地、古河道及戈壁低洼地林地等4 種類型，再根據(jù)各類林地分布數(shù)量，共設(shè)置樣地33個(gè)，其中棄耕地林地6個(gè)、耕地及灌渠周圍林地8 個(gè)、現(xiàn)河道沿岸林地10 個(gè)、古河道及戈壁低洼地林地9 個(gè)，不同類型胡楊林樣地分別設(shè)置于不同流域；樣地大小以每一分布點(diǎn)胡楊林實(shí)際面積確定，分布面積大于50 m×50 m 的成片林，樣地大小為50 m×50 m，分布面積小于50 m×50 m時(shí)，樣地大小以實(shí)際分布面積為準(zhǔn)，最小樣地面積為50 m×20 m。對(duì)所有調(diào)查到的胡楊分布點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)定位。

2.2 植被調(diào)查與土樣采集

植被調(diào)查：調(diào)查每一樣地內(nèi)所有胡楊株數(shù)、樹高、胸徑、冠幅及生長情況，并分齡級(jí)計(jì)數(shù)，為了便于分析，將樣地內(nèi)胡楊各齡級(jí)株數(shù)及幼苗株數(shù)統(tǒng)一換算成1000 m2內(nèi)的株數(shù)；胡楊齡級(jí)劃分采用胸徑替代法，即：5 cm≤D＜12 cm 為幼齡樹，12 cm≤D＜25 cm 為中齡樹，25 cm≤D＜50 cm 為成熟齡樹，D≥50 cm 為過熟齡樹，胸徑5.0 cm 以下的計(jì)為幼苗數(shù)［17］，同時(shí)調(diào)查樣地內(nèi)植物種類及蓋度。

土樣采集：在每一樣地內(nèi)以五點(diǎn)法用土鉆鉆取胡楊根區(qū)（距樹桿100 cm）土壤，取樣深度為0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm，同一樣地5 個(gè)樣點(diǎn)同一土層土樣混合，然后分裝兩份，每份約100 g。一份隨即稱重（土壤鮮土重），然后帶回室內(nèi)烘干再稱干重，測定土壤水分；另一份帶回實(shí)驗(yàn)室，測定土壤養(yǎng)分、電導(dǎo)率及顆粒組成等。33 個(gè)樣地共取土樣198份。

2.3 土壤因子測定

土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化外加熱法；土壤全N 采用凱氏消煮蒸餾法；土壤速效P 采用氫氧化鈉溶液-鉬銻抗比色法；土壤pH 值用蒸餾水（水土比5:1）浸提后pH計(jì)測定；電導(dǎo)率測試儀測定土壤電導(dǎo)率［18］；土壤顆粒組成采用馬爾文激光粒度分析儀測定；土壤含水量采用烘干稱重法測定，使用重量百分比表示，即土壤重量含水率=［（土壤鮮質(zhì)量（g）-土壤干質(zhì)量（g））/土壤干質(zhì)量（g）］×100%。

2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

利用Excel 2016 對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入、整理和計(jì)算，SPSS 20對(duì)不同類型林地土壤水分、養(yǎng)分、顆粒組成及電導(dǎo)率等指標(biāo)進(jìn)行單因素方差分析（oneway ANOVA），對(duì)樣地內(nèi)胡楊各齡級(jí)株數(shù)及更新幼苗株數(shù)與土壤因子之間的關(guān)系進(jìn)行Pearson 相關(guān)性分析，顯著性水平P＜0.05。

3 結(jié)果與分析

3.1 河西走廊天然胡楊林分布

河西走廊天然胡楊林分布以疏勒河、黑河、石羊河三大流域的河岸階地、古河道階地及各流域下游綠洲耕地邊緣為主。據(jù)2017 年甘肅省林地年度變更調(diào)查，河西走廊現(xiàn)存集中連片的胡楊林面積為4506.59 hm2，其中：黑河流域天然胡楊林1732.03 hm2，人工林1629.95 hm2；疏勒河流域天然胡楊林28.12 hm2，人工林196.48 hm2；石羊河流域天然胡楊林220 hm2，人工林700 hm2左右［19］。

疏勒河流域天然胡楊從玉門市下西紅號(hào)至阿克塞多壩溝水徑流河道、河床兩側(cè)及戈壁低洼地呈零散點(diǎn)片狀分布，以成熟林、中齡林為主。其中河曲部位幼齡樹和中齡樹較多，長勢正常；遠(yuǎn)離河床和戈壁低洼地分布的胡楊林林齡較大，長勢不佳，尤其流域北部及西南戈壁低洼地區(qū)胡楊林，多為高3～5 m的“小老頭”樹，林下土壤鹽漬化嚴(yán)重，胡楊枯枝、枯梢甚至死亡現(xiàn)象明顯；分布在玉門、瓜州、肅北、敦煌、阿克塞等地靠近農(nóng)田的胡楊林，各齡級(jí)比較均勻，生長正常。

黑河流域的天然胡楊主要分布在高臺(tái)、金塔縣區(qū)。具體現(xiàn)狀為：一是沿黑河兩岸斷斷續(xù)續(xù)呈帶狀分布的胡楊林，長勢相對(duì)較好；二是遠(yuǎn)離現(xiàn)有河流的胡楊林呈零散的點(diǎn)狀疏林分布，長勢較弱；三是綠洲內(nèi)部農(nóng)耕地周圍的胡楊林，多呈零星的點(diǎn)片狀分布，胡楊生長正常；四是金塔北部黑河河階地個(gè)別地段的胡楊，大部分更新幼苗或枯死或只留殘根，成齡樹木因風(fēng)蝕嚴(yán)重主根裸露達(dá)1 m以上，有大量的枯枝、枯梢、枯干甚至死亡，林下原生植被退化，林分衰敗，林地沙化。

石羊河流域的天然胡楊主要分布在下游民勤縣境內(nèi)。沿石羊河下游古河道、現(xiàn)渠系及綠洲耕地邊緣呈零散的點(diǎn)狀分布。接近耕地和現(xiàn)渠系的胡楊生長正常，遠(yuǎn)離耕地或棄耕年限較長的土地周圍胡楊則生長較弱，枯枝枯梢現(xiàn)象嚴(yán)重。

3.2 不同類型天然胡楊林特征及植物構(gòu)成

由表1 可知，甘肅河西走廊天然胡楊林分布區(qū)其他人工種植植物有4 科4 屬5 種，天然植物有14科35屬38種。不同類型天然胡楊林特征為：（1）棄耕地胡楊林是指綠洲內(nèi)部原耕種用地，周圍有胡楊生長，近年來，因客觀因素而放棄耕種，胡楊在棄耕地內(nèi)自然繁殖生長而形成的林地，林地內(nèi)胡楊長勢與棄耕年限有一定的關(guān)系，棄耕年限較長的林地內(nèi)枯梢枯枝現(xiàn)象明顯，林地內(nèi)其他人工種植植物有3科3 屬3 種，天然植物有10 科18 屬20 種，植物總蓋度為31.67%；（2）耕地及灌渠周圍胡楊林是指綠洲內(nèi)部現(xiàn)耕地周圍及灌溉水渠周圍存留下來的胡楊林，林內(nèi)胡楊長勢普遍較好，枯枝枯梢現(xiàn)象不明顯，林地內(nèi)其他人工種植植物有4科4屬5種，天然植物有12科25屬26種，植物總蓋度為45.91%；（3）現(xiàn)河道沿岸胡楊林是指目前各流域水域匯集、徑流地及周圍呈點(diǎn)、帶狀分布的胡楊林，有山坡地、河階地、河漫灘地等，林地內(nèi)胡楊長勢基本正常，個(gè)別齡級(jí)較大或林分密度較大的有枯枝枯梢現(xiàn)象，林地內(nèi)無人工種植植物，其他天然植物有9 科23 屬25 種，植物總蓋度為40.50%；（4）古河道及戈壁低洼地胡楊林是指因近年來內(nèi)陸河流域水量減少，或因水利工程而河流改道，現(xiàn)已不再有水徑流，但原有的胡楊林仍存活了下來，如老河道、荒漠沙丘地、戈壁低洼灘地等，胡楊長勢較差，枯枝枯梢現(xiàn)象嚴(yán)重，有的呈樹齡大而樹體較小的“小老頭”樹，林地內(nèi)無人工種植植物，其他天然植物有9 科19 屬19 種，植物總蓋度為39.70%。

表1 不同類型天然胡楊林地特征及林下植物Tab.1 Characteristics of natural Populus euphratica forest types in Hexi Corridor

不同類型胡楊林內(nèi)天然植物以抗旱抗鹽堿化的灌木、小灌木及草本為主，群落結(jié)構(gòu)簡單，多為單屬單種。耕地及灌渠周圍胡楊林出現(xiàn)的天然物種最多，有26 種，其次為現(xiàn)河道沿岸25 種，棄耕地林地20種，古河道和戈壁低洼地林地19種；耕地及灌渠周圍胡楊林的植物總蓋度最大，為45.91%，然后依次為現(xiàn)河道沿岸林地40.50%、古河道及戈壁低洼地林地39.70%、棄耕地林地31.67%。

3.3 不同類型胡楊林齡級(jí)結(jié)構(gòu)與幼苗更新

不同類型胡楊林各齡級(jí)單位面積株數(shù)不同（表2），幼齡株數(shù)表現(xiàn)為：耕地及灌渠周圍林地＞棄耕地林地＞現(xiàn)河道沿岸林地＞古河道及戈壁低洼地林地，且古河道及戈壁低洼地林地明顯小于其他3類林地（P＜0.05）；中齡株數(shù)表現(xiàn)為：耕地及灌渠周圍林地明顯大于其他3類林地（P＜0.05）；成熟齡株數(shù)則表現(xiàn)為：耕地及灌渠周圍林地與現(xiàn)河道沿岸林地大于古河道及戈壁低洼地林地與棄耕地林地，但4種類型之間不具有顯著性差異（P＞0.05）。

表2 不同類型胡楊林各齡級(jí)株數(shù)及幼苗株數(shù)Tab.2 Plant number of Populus euphratica at different ages in different types of woodland

不同類型胡楊林單位面積幼苗更新株數(shù)為耕地及灌渠周圍林地最多，平均22.13株，然后依次為棄耕地林地20.92 株、現(xiàn)河道沿岸林地10.50 株、古河道及戈壁低洼地林地1.33株，且耕地及灌渠周圍林地和棄耕地林地與其他2 種林地，以及其他2 種林地之間均具顯著性差異（P＜0.05）。

不同類型胡楊林生長情況不同，耕地及灌渠周圍林地與現(xiàn)河道沿岸林地大部分胡楊生長正常，只有成熟齡以上的樹木有枯枝枯梢現(xiàn)象；棄耕地林地胡楊生長與棄耕年限有關(guān)，棄耕年限較長的長勢較弱，枯枝枯梢現(xiàn)象明顯；古河道及戈壁低洼地胡楊整體生長較弱，枯枝枯梢現(xiàn)象嚴(yán)重。

3.4 不同類型胡楊林土壤因子特征

3.4.1 不同類型胡楊林土壤養(yǎng)分 由表3 可以看出，河西走廊天然胡楊林分布地土壤速效P 在不同類型胡楊林中含量不同，各土層均表現(xiàn)為：現(xiàn)河道沿岸林地＜古河道及戈壁低洼地林地＜棄耕地林地、耕地和灌區(qū)周邊林地；且0～20 cm、20～40 cm 土層中，現(xiàn)河道沿岸胡楊林明顯低于其他3 種類型（P＜0.05），40～60 cm 土層中，各類胡楊林間不具有顯著差異（P＞0.05）。全N 與有機(jī)質(zhì)含量在不同類型胡楊林中無顯著差異（P＞0.05）。

3.4.2 不同類型胡楊林土壤水分與電導(dǎo)率 表3顯示，河西走廊天然胡楊林分布地土壤水分各樣地之間存在很大差別，0～20 cm 土層土壤水分含量為0.13%～21.31%，20～40 cm 土層土壤水分含量為0.17%～35.14%，40～60 cm 土層土壤水分含量為0.25%～28.23%。0～20 cm、20～40 cm土層中，不同類型林地土壤水分均為耕地及灌渠周圍林地、現(xiàn)河道沿岸林地高于棄耕地林地、古河道及戈壁低洼地林地，且具有顯著差異（P＜0.05）；40～60 cm 土層中，各林地土壤水分差異不顯著（P＞0.05）。土壤電導(dǎo)率除40～60 cm 土層中現(xiàn)河道沿岸林地略高于耕地及灌渠周圍林地外，其余各土層表現(xiàn)為：古河道及戈壁低洼地林地＞耕地及灌渠周圍林地＞現(xiàn)河道沿岸林地＞棄耕地林地，且各土層中棄耕地林地電導(dǎo)率顯著小于其他3類林地（P＜0.05），40～60 cm土層中古河道及戈壁低洼地林地電導(dǎo)率顯著大于其他3類林地（P＜0.05）。

表3 不同類型胡楊林土壤養(yǎng)分、水分及電導(dǎo)率Tab.3 Soil nutrient,moisture and electrical conductivity in different Populus euphratica forests

3.4.3 不同類型胡楊林土壤顆粒組成 由表4可以看出，河西走廊天然胡楊林分布區(qū)土壤顆粒組成特征為：不同類型林地土壤中細(xì)沙粒體積占比最大，為38.84%～54.65%，且不同林地不同土層之間差異性均不顯著（P＞0.05）；除耕地和灌渠周圍林地土壤粉粒比粗沙粒占比大外，其余林地為粗沙粒（36.19%～54.42%）＞粉粒（5.41%～9.92%）＞黏粒（1.25%～2.08%），土壤粗沙粒、粉粒、黏粒體積占比在同類林地不同土層深度下變化不大，但不同林地之間表現(xiàn)不同，除0～20 cm土層中粗沙粒外，其余各土層耕地和灌渠周圍林地土壤黏粒、粉粒、粗沙粒占比均高于其他3 類林地（P＜0.05），而另外3 類林地之間則無顯著差異（P＞0.05）。

表4 不同類型胡楊林土壤顆粒物體積百分比Tab.4 Soil particulate matter of different Populus euphratica forests

3.5 河西走廊天然胡楊林幼苗更新與土壤因子相關(guān)性分析

為了探究河西走廊天然胡楊林幼苗更新與土壤因子間的關(guān)系，計(jì)算了河西走廊天然胡楊林分布區(qū)各樣地胡楊各齡級(jí)及幼苗株數(shù)與土壤因子之間的相關(guān)系數(shù)（表5）。由表5 可以看出，速效P 與中齡、幼齡及幼苗株數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系（中齡與幼齡P＜0.01，幼苗P＜0.05），土壤含水率與中齡、幼齡及幼苗株數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系（P＜0.01），土壤pH值與中齡株數(shù)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系（P＜0.01），土壤電導(dǎo)率與中齡株數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系（P＜0.05），除此之外，其余土壤因子與胡楊幼齡株數(shù)和更新幼苗株數(shù)沒有相關(guān)關(guān)系。

表5 胡楊各齡級(jí)及幼苗株數(shù)與土壤因子相關(guān)系數(shù)Tab.5 Correlation coefficient between number of different ages of Populus euphratica and soil factors

4 討論

4.1 河西走廊天然胡楊分布、生長及林分特征

河西走廊天然胡楊主要分布在黑河、疏勒河和石羊河三大內(nèi)陸河流域河岸及沖積平原，據(jù)報(bào)道20世紀(jì)50年代之前，河西內(nèi)陸河流域分布有集中連片的胡楊林［20］。近70 a來，隨著農(nóng)耕面積擴(kuò)大，而后又有一部分棄耕摞荒，以及在全球氣候變暖的大環(huán)境和地方水資源統(tǒng)籌配置利用的影響下，各流域下游水量銳減，土地旱化、荒漠化、鹽漬化日趨嚴(yán)重，植被退化，物種減少，造成天然胡楊林大面積衰退、死亡［6，13］。目前，河西走廊天然胡楊林分布以三大流域的河岸階地、古河道階地及各流域下游綠洲耕地邊緣為主。胡楊林類型主要有棄耕地胡楊林、耕地及灌渠周圍胡楊林、現(xiàn)河道沿岸胡楊林、古河道及戈壁低洼地胡楊林四大類型。

河西走廊胡楊林分布現(xiàn)狀的形成，與三大流域水系密切相關(guān)，同時(shí)也受自然環(huán)境、地方水資源統(tǒng)籌以及毀林開墾等因素影響。調(diào)查發(fā)現(xiàn)：（1）人們在毀林開墾的過程中，保留了土壤條件相對(duì)差的胡楊林地，形成了目前零星的點(diǎn)片狀分布在綠洲內(nèi)部農(nóng)耕地周圍的胡楊林，這類林地上的胡楊大部分生長正常，只有成熟齡以上的樹木有少量枯枝枯梢現(xiàn)象，單位面積內(nèi)中齡級(jí)株數(shù)最多，均值為42.50 株，幼齡級(jí)與更新幼苗株數(shù)次之，均值分別為26.75株、22.13 株，成熟齡級(jí)株數(shù)最少，均值為19.38 株，說明胡楊種群更新較好，研究認(rèn)為這與農(nóng)耕地耕作、灌溉過程中間接為胡楊林地提供水分、養(yǎng)分有一定的關(guān)系；（2）各流域沿河流兩岸呈點(diǎn)、片狀或帶狀分布的胡楊林，長勢相對(duì)較好，林分內(nèi)成熟齡、中齡、幼齡及更新幼苗株數(shù)分布相對(duì)比較均衡，單位面積內(nèi)均值分別為19.80株、22.50株、19.30株、10.50株，與河水徑流給胡楊林補(bǔ)給水分有一定的關(guān)系；但個(gè)別地段如金塔北部黑河河階地胡楊，因畜牲啃食和風(fēng)蝕現(xiàn)象嚴(yán)重，大部分更新幼苗或枯死、或只留殘根，成齡樹木因風(fēng)蝕嚴(yán)重主根裸露達(dá)1 m 以上，使大量的胡楊枯枝、枯梢、枯桿甚至死亡，林下原生植被退化，林分衰敗，林地沙化，生態(tài)進(jìn)一步惡化，使胡楊種群更新受阻；（3）毀林墾種后，有一部分耕地因地方政策的變化而放棄耕種的土地，因周邊存留胡楊的繁殖，在棄耕地上萌生出了大量的幼齡樹和幼苗，形成了“棄耕地胡楊林”，因在原來的耕作層，土壤水分、土壤養(yǎng)分、土壤疏松度均有利于胡楊根蘗繁殖［21］，一旦棄耕且無人為砍采破壞的情況下，就會(huì)更新出大量的幼苗，這也就是棄耕地內(nèi)胡楊更新幼苗株數(shù)最多，單位面積內(nèi)均值為20.92株，其次為幼齡株數(shù)，單位面積均值19.67 株，成齡株數(shù)最少，單位面積均值7.83株的主要原因；棄耕地內(nèi)胡楊整體生長較弱，有枯枝枯梢現(xiàn)象，且退耕年限越長枯枝枯梢量越大，這是因?yàn)闂壐捌?，土壤條件尚可，隨著棄耕年限的增加，無灌溉水分補(bǔ)給，土壤水分逐年減少，無法滿足胡楊正常生長，又因棄耕后同時(shí)萌發(fā)出的幼苗密度較大，個(gè)體間由于爭水、爭光、爭空間的因素［22］，制約了胡楊的正常生長；（4）近年來各流域上游來水量遞減，支流萎縮或河流改道，老河道長期干旱缺水，無法為存留下來的胡楊正常生長提供水分；而戈壁低洼地則受降水影響，土壤水分或得不到及時(shí)補(bǔ)充，或遭洪澇，林地長期排水不暢，在強(qiáng)度的蒸發(fā)量下，林下土壤鹽漬化嚴(yán)重，土壤條件不利于胡楊生長繁殖，因此，古河道及戈壁低洼地林地內(nèi)的胡楊長勢較差，枯枝枯梢現(xiàn)象嚴(yán)重，有的呈樹齡大而樹體較小的“小老頭”樹，胡楊密度低，且多以成熟齡和中齡為主，幼齡和幼苗極少，單位面積內(nèi)成熟齡和中齡均值分別13.89 株、14.89 株，幼齡均值為3.33 株，更新幼苗均值僅1.33株，林地內(nèi)胡楊更新受阻。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，棄耕地林地胡楊更新幼苗數(shù)多萌生于原有胡楊樹木周圍的棄耕地中，耕地及灌渠周圍林地以及現(xiàn)河道沿岸林地胡楊更新幼苗多萌生于河道邊、耕地邊及新修水渠沿線，且林地邊緣、林內(nèi)通道旁萌發(fā)的幼苗數(shù)量比林地內(nèi)部要多，這一現(xiàn)象說明在人類活動(dòng)的擾動(dòng)下，胡楊擴(kuò)展根的粗糙度增加或斷裂，根蘗萌發(fā)能力增加［23］，擴(kuò)展根周圍的土壤物理結(jié)構(gòu)、土壤養(yǎng)分、土壤水分均受到一定的影響，加速了胡楊繁殖更新［24］，因此，人類適度的活動(dòng)有利于胡楊更新。調(diào)查又發(fā)現(xiàn)，大部分棄耕地中的更新幼苗會(huì)因土地復(fù)耕而遭到毀滅，耕地及灌渠周圍林地中大部分胡楊更新幼苗會(huì)因影響農(nóng)田耕作而被鏟除，現(xiàn)河道沿岸林地中的更新幼苗會(huì)因畜牲的過度啃食而死亡，這些也是限制胡楊自然更新的主要因素之一。

4.2 河西走廊天然胡楊林地土壤因子特征

河西走廊天然胡楊不同類型林地土壤水分含量差別較大，耕地及灌渠周圍林地與現(xiàn)河道沿岸林地因耕地灌溉和河水徑流，為胡楊林地直接或間接提供了水分，使其土壤水分明顯高于古河道及戈壁低洼地林地與棄耕地林地，且在0～20 cm、20～40 cm土層中，差異性極顯著（P＜0.05）；而古河道及戈壁低洼地林地與棄耕地林地土壤水分只是依靠自然降水提供，研究區(qū)屬年降水稀少地區(qū)，因此，土壤含水量相對(duì)較低。

不同類型林地各土層速效P 含量為棄耕地林地、耕地及灌渠周圍林地高于古河道及戈壁低洼地林地與現(xiàn)河道沿岸林地，且土層0～20 cm、20～40 cm中差異性極顯著（P＜0.05），這一方面與農(nóng)田耕作過程中施用化肥有關(guān)，另一方面也與林下植物豐富、蓋度大，枯枝落葉和腐殖質(zhì)增多，土壤表面性質(zhì)得到改善有關(guān)［22］。

不同類型林地土壤電導(dǎo)率表現(xiàn)為：古河道及戈壁低洼地林地＞耕地及灌渠周圍林地＞現(xiàn)河道沿岸林地＞棄耕地林地，且40～60 cm土層中古河道及戈壁低洼地林地電導(dǎo)率顯著大于其他3類林地（P＜0.05），說明古河道及戈壁低洼地林地土壤鹽堿度最高，這與降水量小而蒸發(fā)量大，以及林地植物種類少蓋度小等有一定的關(guān)系。盡管成年胡楊泌鹽能力較強(qiáng)，可通過“胡楊淚”將鹽分分泌到體外，但其根蘗繁殖會(huì)因高鹽環(huán)境的影響而受到抑制，這也就是古河道及戈壁低洼地林地內(nèi)胡楊更新幼苗極少的原因。

不同類型林地土壤顆粒組成整體表現(xiàn)為：細(xì)沙粒體積占比最大，然后依次為粗沙粒、粉粒、黏粒；各土層中耕地和灌渠周圍林地土壤黏粒、粉粒占比均高于其他3 類林地，且差異性極顯著（P＜0.05），而另外3 類林地之間各土層各指標(biāo)差異性不顯著（P＞0.05）。說明耕地和灌渠周圍林地土壤含砂量相對(duì)較低，土壤保水保墑能力強(qiáng)，更利于胡楊等植物的生長、更新。

4.3 河西走廊天然胡楊更新與土壤因子關(guān)系

森林更新是森林恢復(fù)和群落演替的重要過程，是保障種群持續(xù)生存和繁衍的基礎(chǔ)［25］，而土壤則是生態(tài)系統(tǒng)中許多生態(tài)過程的載體，是植物生長發(fā)育的基礎(chǔ)［26］，土壤養(yǎng)分綜合反映了氣候、地形、水分等特征，是土壤的重要組成部分［27］。在干旱與半干旱區(qū)，土壤水分則是植物生長的主要限制因子，對(duì)其種群更新發(fā)育有重要的影響［28-29］。胡楊的自然更新主要通過根蘗即串根繁殖進(jìn)行，其根系向外水平擴(kuò)展可達(dá)十幾米。但這種自然更新與其土壤的水分有密切的關(guān)系，通常在前一年的秋季林地水分含量較多，次年則可萌發(fā)出較多的新株，而林地水分的獲得主要來自于當(dāng)年是否發(fā)生洪水灌溉［23］。

河西走廊天然胡楊不同類型林地土壤水分不同，胡楊長勢與更新狀況也不相同。因有河水徑流和耕地灌溉直接或間接為區(qū)域林地補(bǔ)充水分，耕地及灌渠周圍林地和現(xiàn)河道沿岸林地土壤水分明顯高于古河道及戈壁低洼地林地和棄耕地林地，相應(yīng)地這兩類林地胡楊長勢表現(xiàn)較好或正常、單位面積內(nèi)胡楊更新幼苗株數(shù)也較多。棄耕地林地土壤水分含量低，單位面積更新幼苗株數(shù)卻最多，是因?yàn)闆]有棄耕前，土壤中分布著大量的胡楊擴(kuò)展繁殖根，農(nóng)田耕作過程中對(duì)胡楊擴(kuò)展繁殖根的性能和土壤質(zhì)地造成了很大的影響，一定程度上促進(jìn)了胡楊根蘗苗萌發(fā)，耕地一旦棄耕，就有大量幼苗萌出并存活，這與王雨辰［30］的研究結(jié)果一致。調(diào)查結(jié)果還表明，棄耕地林地胡楊幼苗數(shù)量多、密度大，對(duì)土壤水分的消耗也大，隨著退耕年限的增加，棄耕地植被種類和數(shù)量有所增加，進(jìn)一步加速了土壤含水量的降低［22］，在無灌溉水補(bǔ)充的情況下，胡楊幼樹長勢衰弱甚至大量幼苗死亡，這也進(jìn)一步表明，胡楊生長更新與土壤水分呈正相關(guān)關(guān)系（P＜0.01）。

研究發(fā)現(xiàn)，胡楊根蘗發(fā)生部位多在15～25 cm深度的擴(kuò)展根上，而棄耕地林地、耕地及灌渠周圍林地0～20 cm、20～40 cm 土層中速效P 含量顯著高于古河道及戈壁低洼地林地與現(xiàn)河道沿岸林地（P＜0.05），且棄耕地林地、耕地及灌渠周圍林地胡楊更新幼苗數(shù)量也明顯高于其他林地，速效P 含量與各林地中齡、幼齡及幼苗株數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系（中齡與幼齡P＜0.01，幼苗P＜0.05），說明土壤速效P 含量高有利于胡楊繁殖更新［31］。不同類型林地土壤全N、有機(jī)質(zhì)含量從高到低分別為：古河道及戈壁低洼地林地、耕地及灌渠周圍林地、現(xiàn)河道沿岸林地、棄耕地林地和耕地及灌渠周圍林地、古河道及戈壁低洼地林地、現(xiàn)河道沿岸林地、棄耕地林地，各林地、各土層土壤全N、有機(jī)質(zhì)含量差異性均不顯著，其表現(xiàn)規(guī)律與胡楊各齡級(jí)及幼苗株數(shù)沒有相關(guān)性，表明在本研究中土壤全N、有機(jī)質(zhì)含量對(duì)胡楊更新影響不大。

土壤電導(dǎo)率是測定土壤水溶性鹽的指標(biāo)，也是判斷土壤酸化和次生鹽漬化的重要指標(biāo)，土壤鹽分含量較高時(shí)，會(huì)抑制植物的繁殖和生長［32］。本研究中，盡管土壤電導(dǎo)率與幼齡級(jí)株數(shù)和幼苗株數(shù)之間均無相關(guān)關(guān)系，但電導(dǎo)率整體表現(xiàn)為：古河道及戈壁低洼地林地＞耕地及灌渠周圍林地＞現(xiàn)河道沿岸林地＞棄耕地林地，且各土層中棄耕地林地電導(dǎo)率顯著小于其他3類林地（P＜0.05），而各類型林地單位面積內(nèi)幼齡株數(shù)和幼苗株數(shù)則呈反向排序，即土壤電導(dǎo)率越小胡楊幼齡級(jí)株數(shù)和更新幼苗株數(shù)越多，說明在本研究土壤電導(dǎo)率范圍內(nèi)，土壤電導(dǎo)率越小越利于胡楊根蘗繁殖。

土壤物理結(jié)構(gòu)和顆粒組成決定了土壤的保肥保水能力，含砂量較小砂質(zhì)壤土或黏壤土更利于胡楊根蘗繁殖［33］。河西走廊天然胡楊林分布區(qū)土壤顆粒特征為細(xì)沙粒體積占比最大，然后除了耕地和灌渠周圍林地土壤粉粒比粗沙粒占比大外，其余林地為粗沙粒＞粉粒＞黏粒，且只有耕地和灌渠周圍林地各土層土壤黏粒、粉粒占比顯著高于其他林地（P＜0.05），另外3類林地之間各指標(biāo)差異性不顯著（P＞0.05），但不同林地胡楊生長、更新狀況與土壤顆粒組成占比規(guī)律并不一致，說明本研究中，胡楊分布區(qū)土壤顆粒對(duì)胡楊的生長和更新沒有造成明顯的影響。

5 結(jié)論

（1）甘肅河西走廊天然胡楊沿三大內(nèi)陸河水系，在河岸階地、河道周圍、綠洲邊緣及耕地周圍呈點(diǎn)片狀分布，胡楊林地主要有棄耕地林地、耕地及灌渠周圍林地、現(xiàn)河道沿岸林地、古河道及戈壁低洼地林地四大類型。各流域上游來水量的減少、地下水位的下降及人為活動(dòng)是造成分布現(xiàn)狀的主要原因，也是影響胡楊生長和更新的主要因素。

（2）目前立地條件下，耕地及灌渠周圍林地和現(xiàn)河道沿岸林地胡楊長勢正常、單位面積各齡級(jí)株數(shù)均衡，有一定數(shù)量的更新幼苗，胡楊林可實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展；棄耕地林地更新幼苗數(shù)雖然最多，但在沒有后續(xù)水分補(bǔ)給的情況下，幼苗會(huì)隨著退耕年限的增加而生長衰??；古河道及戈壁低洼地林地胡楊林則因土壤水分的進(jìn)一步減少和次生鹽漬化程度的加重而呈衰敗趨勢。

（3）土壤含水率和速效P 與中齡、幼齡及幼苗株數(shù)均呈正相關(guān)關(guān)系，也進(jìn)一步說明，土壤水分和養(yǎng)分對(duì)胡楊生長更新具有重要作用。

（4）研究區(qū)胡楊林具有一定的自然更新能力，合理分配水資源，減緩地下水位下降及適度補(bǔ)充胡楊分布區(qū)土壤水分是維護(hù)河西走廊天然胡楊健康發(fā)展的有效途徑。