紀鷹翔
(遼寧省鳳城市林業局,遼寧 丹東118100)
荒漠化給我國的農牧業生產和人民生活帶來了嚴重影響。農業生產條件惡化,1 300多萬hm2農田受到荒漠化的危害,糧食產量低而不穩,耕地退化率超過了40%,草場退化率已達56%以上。遼西地區因受科爾沁沙漠南侵的影響,風沙大,氣候條件惡劣,干旱少雨,土地瘠薄,耕地沙漠化、鹽漬化嚴重,雨養農業十年九旱,種植農作物很多時候連生產成本都收不回來,所以農業生產乃至整個農村經濟發展受自然條件的影響,發展滯后。在遼寧省15個扶貧開發重點縣中占了10個,占2/3;在全省2 330個貧困村中占了1 666個,占71.5%;在全省190萬貧困人口中就有150.9萬人,占79.4%?;哪坏珖乐刂萍s當地經濟發展和人民生活水平的提高,還造成東北西部地區生態環境的進一步惡化,對我國東北平原商品糧生產基地和東北重工業城市群構成巨大的威脅。本文將比較分析章古臺地區營造的樟子松混交林,研究不同混交造林方式對遼西地區樟子松林防治荒漠化的作用效果。
章古臺地區屬于典型的半濕潤大陸性季風氣候,夏季炎熱多雨,秋季涼爽,溫差較大,冬季漫長干冷。年日照時數2 900~3 200h。年均氣溫5.1~6.1℃,最高氣溫35.2℃,最低氣溫-29.5℃。主要特點是侵蝕性風力集中,每逢冬春季節,西南大風和西北大風頻繁交替發生,年均風速3.7~4.6m·s-1,風速5m·s-1以上大風頻發,加劇了樹木的蒸騰,使生長供水不足更加嚴重。
以樟子松與其他各樹種(白榆、五角楓、花曲柳、楊樹、丁香、胡枝子、皂角等)的混交林為研究對象,以裸沙地為對照,共設置30塊標準地(包括固定標準地和臨時標準地)進行外業調查和內業分析,同時對試驗地區必要的資料進行收集。
2011—2012年在章古臺地區的三家子、北坨子、大間房、萬畝林、百花齊放工區按20m×30m設置標準地,標準地調查內容如下:
2.1 樹木生長量測定
實測樹木胸徑(灌木測地徑)、樹高。
2.2 根系量調查
分別在樟子松+白榆混交林和樟子松純林內設置30m×30m標準地。沿標準地邊線四角隨機布置4個樣方,做到行間、行內分布均勻。樣方長寬各1m,深2m。按0~10cm、10~20cm、20~30cm、30~50cm、50~100cm、100~200cm層次掘取土樣。將各層所有的根全部揀出,并洗凈其上附著的泥土。根系按直徑分為3級,直徑<1mm的為細根,直徑在1~3mm為中根,直徑>3mm為粗根。在105℃烘干至恒質量,求出各徑級根的干物質質量。用樣方內根量推算出該樹種的單株平均根量。
3.1 樟子松混交林生長狀況比較分析
3.1.1 樹高胸徑生長狀況 相同年齡、相同立地條件的樟子松+楊樹混交林及樟子松純林中樟子松的生長過程,如圖1所示。從中可看出,各種類型樟子松混交林與純林的樹高和胸徑的生長均呈S型生長曲線,前期生長緩慢。然后進入速生期,后期生長又趨于平緩?;旖涣种姓磷铀蓸涓哌M入旺盛期生長階段比較早,大約在5齡就進入,一直到35齡左右,持續時間較長,平緩生長階段持續時間也較長。純林中樟子松樹高進入旺盛期較晚,一般在10齡左右,且持續時間較短。所以營造混交林有利于延長樟子松生長時間,從而推遲樟子松衰退的出現。

圖1 不同林型樟子松生長狀況
經調查,樟子松幾種主要混交林林型的樹高、胸徑如表1所示??煽闯鲈诟鞣N混交林中樟子松的樹高和胸徑生長量均高于純林。

表1 混交林與純林中樟子松生長狀況
經方差分析,表明不同結構樟子松混交林、純林樟子松樹高和胸徑的差異達到極顯著水平,說明營造混交林能促進林木生長。

表2 樟子松胸徑方差分析結果

表3 樟子松樹高方差分析結果
其中樟子松胸徑生長最快的是樟子松+胡枝子混交林,比純林增長了約33.7%,樟子松樹高增長最快的是樟子松+皂角混交林,比純林增長了55.4%,其余混交林的樹高和胸徑也都高于純林,生長狀況也好于純林。
3.1.2 林木生長量 資料顯示,在章古臺人工固沙楊樹林林地上,1972年將楊樹平茬,并在3m行間加栽一行樟子松,1975年對平茬后的楊樹進行定干,每叢保留1~2株,形成株行距1.0m×1.5m的樟子松+楊樹混交林。目前,已郁閉成林,其生長狀況比純林好,生物產量較高。分別調查樟子松+楊樹混交林、樟子松純林、楊樹純林生物量,如4所示。

表4 不同造林類型單株樹木生物量kg·株-1
經分析可看出,混交林中樟子松地上部分單株生物量較純林提高了93.03%,其中樹干增產108.98%,樹葉增產122.95%,樹枝增產56.11%。地下部分增產68.70%,總生物量增產89.31%,其中樹葉增產最高?;旖涣种袟顦錁涓稍霎a75.55%,樹枝增產36.30%,樹葉增產17.56%,地上部分增產47.54%,地下部分增產78.54%,總生物量增產53.63%,增產最高的是地下部分。生物量的增加有助于土壤養分的改善,利于林分生長。
3.1.3 根系分析 根系的細中根是植物的主要吸收區。從圖2中可以看出,混交林中樟子松細中根主要集中在10~20cm,白榆的細中根在200cm內均勻分布。表明兩樹種細中根分布層次不同,樟子松主要吸收30cm以上的土壤水分、養分,白榆則能吸收更深層次的養分、水分,緩和了樹木間對養分和水分的競爭,使不同層次土壤中的水分和養分被充分利用。

圖2 根量比較分析圖
研究表明,根系龐大但分布較淺的樟子松與根系集中但分布較深的白榆混交后,種間關系和諧,對土壤水分和養分的利用更加充分,改善了彼此的生長條件,相互促進生長,對不同層次的土壤都起到改良的作用。
3.1.4 林分穩定性分析 資料顯示,樟子松+楊樹混交林與樟子松純林中樟子松感病情況如表5所示。從表5中可看出,純林中樟子松發病率為30.7%,而混交林中樟子松的發病率僅為15.7%,下降了15個百分點。說明混交林提高了系統穩定性,增加了生物多樣性,增強了樟子松的抗病能力。

表5 混交林與純林中樟子松感病狀況
4.1 樟子松混交林中的樟子松的樹高和胸徑生長均呈S形生長曲線,生長量均高于純林,且能延遲5年進入衰退期,說明造混交林能促進林木生長,充分發揮其防治荒漠化的作用。
4.2 樟子松混交林比樟子松純林生物量大,總生物量可增產53.63%。根系分布均勻,能充分利用水分和養分,促進種間生長。
4.3 樟子松混交林中樟子松的感病指數比純林中樟子松的感病指數下降15個百分點,林分穩定性明顯增強。