遮陰處理對(duì)2種云杉的生長(zhǎng)量及保存率的影響

摘要通過設(shè)置不同透光度的遮陰處理，開展遮陰處理對(duì)青海云杉和紫果云杉苗高、地徑、冠幅等指標(biāo)的年生長(zhǎng)量及造林保存率的影響試驗(yàn)，結(jié)果表明：青海云杉和紫果云杉的生長(zhǎng)量、成活率和保存率總體上表現(xiàn)為30%透光度遮陰處理組＞60%透光度遮陰處理組＞90%透光度遮陰處理組＞空白對(duì)照組，說明遮陰處理有效提高了造林成活率及保存率。

關(guān)鍵詞青海云杉；紫果云杉；遮陰處理；生長(zhǎng)量；保存率

中圖分類號(hào)：S791.180.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A doi：10.13601/j.issn.1005-5215.2024.05.005

Effects of Shading Treatment on Growth and Preservation Rate of Two Kinds of Picea asperata

Zhuomacairen，Li Kaiyuan，Duojiecaidan

（Bureau of Forestry and Grassland，Hualong Hui Autonomous County，Haidong 810904，China）

AbstractBy setting shading treatments with different light transmittances，the effects of shading treatments on the annual growth and afforestation preservation rate of seedling height，ground diameter and crown width of Picea crassifolia and Picea purpurea were carried out. The results showed that the growth，survival rate and preservation rate of Picea crassifolia and Picea purpurea were generally expressed as 30% light transmittance shading treatment group > 60% light transmittance shading treatment group > 90% light transmittance shading treatment group > blank control group，indicating that shading treatment effectively improved the survival rate and preservation rate of afforestation.

Key wordsPicea crassifolia;Picea purpurea;shading treatment;growth;preservation rate

云杉屬（Picea）是松科植物的第三大屬，主要分布于北半球的寒溫帶、中緯度溫帶和亞熱帶中高山地區(qū)[1]。我國(guó)云杉屬樹種有16個(gè)種和9個(gè)變種，且部分為中國(guó)特有種。云杉屬樹種在青藏高原的周邊地區(qū)形成高山林線或構(gòu)成由西南地區(qū)至東北山地的替代性分布格局。云杉人工林林分的蓄積量居針葉林之首，在水源涵養(yǎng)、水土保持和生態(tài)系統(tǒng)水碳循環(huán)中有重要的作用[1]。

青海云杉（Picea crassifolia），是中國(guó)西北地區(qū)的特有樹種，多以純林形式分布于祁連山北，是祁連山區(qū)演化最年輕、進(jìn)化程度較高的樹種，由于林分結(jié)構(gòu)較為單一，抗逆能力較差，但其在西北地區(qū)對(duì)涵養(yǎng)水源、防風(fēng)固沙、抵御災(zāi)害等方面具有重要作用[2-4]。紫果云杉（Pisea purourea）是中國(guó)西部特有樹種，天然分布于四川西部、青海和甘肅南部的高山林區(qū)，是西部高原地區(qū)組成森林草原過渡地帶的連緣森林，其分布區(qū)是長(zhǎng)江、黃河主要支流的源頭或上游，生態(tài)地位十分重要[5，6]。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)所用苗木均為2年生青海云杉和紫果云杉幼苗，來(lái)源于民和縣峽門鎮(zhèn)深巴村海泉苗圃。其他包括遮陰材料、便攜式光合測(cè)量?jī)x（LI-6400，USA）、皮尺和游標(biāo)卡尺。

1.2試驗(yàn)方法

試驗(yàn)地點(diǎn)為德恒隆鄉(xiāng)哇家灘村（102.068°E，36.020°N）。選擇立地條件一致的地塊，使用健康粗壯、無(wú)病蟲害、規(guī)格大小一致的青海云杉和紫果苗木進(jìn)行造林試驗(yàn)，設(shè)計(jì)30%透光度遮陰、60%透光度遮陰、90%透光度遮陰和對(duì)照組4個(gè)處理，每處理0.1 hm²，3次重復(fù)，株行距2 m×3 m，各處理青海云杉和紫果云杉株數(shù)各為165株（包含重復(fù)處理），試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。

1.3數(shù)據(jù)采集與分析

2020年7月完成青海云杉和紫果云杉試驗(yàn)區(qū)苗木栽植，2020年8月測(cè)定并記錄試驗(yàn)區(qū)2種云杉的樹高、地徑、冠幅等生長(zhǎng)量指標(biāo)并求均值；2021年8月測(cè)定并記錄試驗(yàn)區(qū)2種云杉的樹高、地徑、冠幅等生長(zhǎng)量指標(biāo)并求均值，2022年8月份，以相同方式測(cè)定云杉生長(zhǎng)量指標(biāo)。

利用便攜式光合測(cè)量?jī)x（LI-6400，USA）測(cè)定2種云杉的蒸騰速率、凈光合速率、胞間二氧化碳濃度與氣孔導(dǎo)度等光合參數(shù)，選擇LI-6400-2B LED紅藍(lán)光源，光強(qiáng)設(shè)置1 200 μmol·m-2·s^-1，隨機(jī)選取2～3束青海云杉、紫果云杉的中上部針葉置于簇狀葉室。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理和作圖，使用SPSS 24.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析及聚類分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同透光度遮陰處理對(duì)2種云杉生長(zhǎng)量的影響

如表2所示，遮陰處理對(duì)青海云杉的樹高、地徑、冠幅等生長(zhǎng)量及保存率總體呈明顯相關(guān)性。與CK1相比，處理1的樹高年生長(zhǎng)量均值、地徑年生長(zhǎng)量均值、冠幅年生長(zhǎng)量均值及保存率分別均最大；處理2次之，兩處理間存在顯著差異（P＜0.05）；處理3表現(xiàn)較差，其地徑年生長(zhǎng)量均值、保存率分別與CK1處理相比差異不顯著。因此，30%透光度的遮陰處理對(duì)提高青海云杉的生長(zhǎng)量及保存率的效果最佳。

如表2所示，遮陰處理對(duì)紫果云杉的樹高、地徑、冠幅等生長(zhǎng)量及保存率總體呈現(xiàn)明顯相關(guān)性。與CK2相比，處理4的表現(xiàn)最佳，處理5次之，處理6表現(xiàn)較差，且各處理間存在顯著差異（P＜0.05）。因此，30%透光度的遮陰處理對(duì)提高紫果云杉的生長(zhǎng)量及保存率的效果最佳。

2.2不同透光度遮陰處理對(duì)2種云杉光合參數(shù)的影響如表3所示，不同透光度的遮陰處理對(duì)青海云杉的光合參數(shù)存在顯著差異。相同立地條件下，不同透光度遮陰處理與CK1處理相比，處理3的光合速率（Pn）效果最佳，為5.14 μmol·m-2·s-1，處理1和處理2差異不顯著，即30%透光度和60%透光度對(duì)凈光合速率無(wú)顯著影響；CK1處理下的蒸騰速率（E）最高，為3.04 mmol·m-2·s-1，處理3次之，處理1和處理2無(wú)顯著差異，最低值為2.38 mmol·m-2·s-1；處理1的氣孔導(dǎo)度（C）最高，為187.80 μmol·m-2·s-1，CK1處理組的最低，為136.69 μmol·m-2·s-1；處理1的胞間CO2濃度（Ci）值最低，為211.65 μmol·m-2·s-1，CK1的最大，為288.92 μmol·m-2·s-1。

如表3所示，不同透光度的遮陰處理對(duì)紫果云杉的光合參數(shù)存在顯著差異。處理6的凈光合速率（Pn）值為7.22 μmol·m-2·s-1，其效果最佳，處理4和處理5差異不顯著，即30%透光度和60%透光度對(duì)凈光合速率無(wú)顯著影響，CK2的凈光合速率最低，為4.85 μmol·m-2·s-1；CK2處理下的蒸騰速率（E）最高，為4.26 mmol·m-2·s-1，其次為處理6，處理4和處理5無(wú)顯著差異，最低值為3.46 mmol·m-2·s-1；處理4的氣孔導(dǎo)度（C）值最高，為201.89 μmol·m-2·s-1，CK2處理的最低，為147.64 μmol·m-2·s-1；處理4的胞間CO2濃度（Ci）值最低，為221.02 μmol·m-2·s-1，CK2處理組的最大，為295.18 μmol·m-ID0TMZCAmtmugDRzv1HQ4A8wq2dfkOf0P2KCGJ48kLk=2·s-1。

2.3不同透光度遮陰處理對(duì)2種云杉保存率的影響

使用SPSS 24.0進(jìn)行聚類分析，應(yīng)用Kmean聚類，選取本研究中的云杉類別、不同透光度遮陰處理以及凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、年均樹高生長(zhǎng)量、年均地徑生長(zhǎng)量、年均冠幅生長(zhǎng)量、造林保存率等24個(gè)變量個(gè)案納入其中，聚類迭代。結(jié)果見表4。

通過表4最終聚類中心了解到，共將個(gè)案分為了2個(gè)類別。這些聚類中心代表了每個(gè)聚類的特征值?？梢杂^察到，不同聚類的中心值在每個(gè)變量上都有所不同，這意味著K均值聚類將變量分為兩組，使得每組內(nèi)的變量相對(duì)相似，而不同組之間的變量差異較大。

通過表5最終分群結(jié)果可知，數(shù)據(jù)中的觀測(cè)值已被分為2個(gè)不同的群組（第1群和第2群）。每個(gè)觀測(cè)值都根據(jù)其特征與相應(yīng)群組中心的距離被分配到不同的群組，較短的距離通常表示更好的匹配，因此離群組中心較近的觀測(cè)值屬于相應(yīng)的群組。

通過表7了解到，模型的顯著性P<0.05，表明模型具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

通過上述模型統(tǒng)計(jì)分析，表明處理1（青海云杉30%透光度遮陰）、處理4（紫果云杉30%透光度遮陰）和處理5（紫果云杉60%透光度遮陰）為同一類別，說明3個(gè)處理組的各測(cè)定因子與保存率的關(guān)聯(lián)度相近，且經(jīng)各項(xiàng)變量綜合評(píng)估表明為生長(zhǎng)狀態(tài)更優(yōu)的3組。綜合而言，30%透光度遮陰處理下的青海云杉和紫果云杉的各項(xiàng)生長(zhǎng)量指標(biāo)與2種云杉的保存率均呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，30%透光度遮陰處理效果最佳。

3結(jié)論與討論

對(duì)生境要求較高，天然更新能力較弱的苗木在培育過程中，可通過加強(qiáng)田間光照和遮陰管理，夏季減少陽(yáng)光直射，冬春增加陽(yáng)光照射，有利于苗木生長(zhǎng)和提高成活率[7，8]。遮陰處理在一定程度上減緩光照強(qiáng)度對(duì)土壤及青海云杉的水分蒸發(fā)，降低光照強(qiáng)度對(duì)青海云杉的灼傷等外部損傷，且為喜陰的青海云杉改善了苗木生長(zhǎng)小環(huán)境，達(dá)到了即能保水抗旱又能保墑抗寒的效果。紫果云杉的樹高生長(zhǎng)量和地徑生長(zhǎng)量均顯著高于青海云杉的樹高生長(zhǎng)量和地徑生長(zhǎng)量，而青海云杉的冠幅生長(zhǎng)量高于紫果云杉的冠幅生長(zhǎng)量，這可能是青海云杉其樹種本身的生長(zhǎng)特性是縱向生長(zhǎng)緩慢，物質(zhì)積累向枝葉運(yùn)輸，導(dǎo)致冠幅生長(zhǎng)較紫果云杉的冠幅生長(zhǎng)快，而紫果云杉可能是頂端優(yōu)勢(shì)較青海云杉更明顯。

遮陰處理試驗(yàn)測(cè)定光合參數(shù)，透光度較大時(shí)，光合作用強(qiáng)度減弱，凈光合速率減弱，而蒸騰速率增強(qiáng)。紫果云杉為防止蒸騰作用散失過多的水分，將大量氣孔關(guān)閉，胞間CO2濃度增多，因此在光照強(qiáng)度較大時(shí)，遮陰處理對(duì)青海云杉的光合速率有一定影響[9-11]，青海云杉和紫果云杉相比較，紫果云杉的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度等光合參數(shù)值均高于青海云杉的光合參數(shù)值。

青海云杉和紫果云杉的生長(zhǎng)量和保存率總體上表現(xiàn)30%透光度遮陰處理的效果最佳，其次為60%透光度遮陰處理，說明遮陰處理有效提高了造林成活率及保存率。

參考文獻(xiàn)：

[1] 覃曉敏.4種云杉對(duì)水分-氮素耦合的響應(yīng)[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2021

[2] 劉濟(jì)萌，劉賢德，馬瑞，等.祁連山排露溝流域青海云杉天然更新空間關(guān)聯(lián)性研究[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2024，38（1）：161-170

[3] 李娜，李清順，李宏箱.祁連山國(guó)家公園青海片區(qū)森林植被碳儲(chǔ)量與碳匯價(jià)值研究[J].浙江林業(yè)科技，2021，41（2）：41-46

[4] 袁虹，馮宏元，汪有奎，等.祁連山自然保護(hù)區(qū)主要保護(hù)對(duì)象及類型調(diào)查分析[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，36（1）：6-11

[5] 羅建勛，趙福培，劉邵謀，等.紫果云杉天然種群種實(shí)性狀表型多樣性研究[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2021，49（9）：77-84

[6] 劉慶，吳彥，何海.中國(guó)西南亞高山針葉林的生態(tài)學(xué)問題[J].世界科技研究與發(fā)展，2001（2）：63-69

[7] 湯良智.不同遮陰度對(duì)南方紅豆杉保存率及苗木生長(zhǎng)量的影響[J].山東林業(yè)科技，2014，44（2）：59-61

[8] 賀利中，肖小輝，譚堅(jiān)，等.遮陰強(qiáng)度對(duì)南方紅豆杉苗木質(zhì)量影響的研究[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（5）：134-135

[9] 孫思焱.金絲楸人工純林林分結(jié)構(gòu)及幼苗光合特性分析[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2020

[10] 韓拓.干旱綠洲典型植物碳水耦合機(jī)制研究[D].蘭州：蘭州大學(xué)，2020

[11] 趙萬(wàn)啟.樟子松抗旱造林技術(shù)試驗(yàn)研究[J].綠色科技，2019（19）：94-96