












摘要 為了解光葉櫸在北京的生長節律和生態適應性,以山東青島引種北京延慶區和房山區光葉櫸的生長狀況為研究對象,分析了其生長量變化規律、生態適應性和物候動態的特點。結果表明:房山區光葉櫸的生長狀況總體較延慶區光葉櫸的生長狀況優良;月均降水量的變化容易改變光葉櫸的生長節律;月均氣溫的變化會影響光葉櫸的生長物候。延慶區光葉櫸的生長期較房山區光葉櫸短促,樹體的生長發育也較房山區的光葉櫸緩慢,但2個區域內的光葉櫸均呈相似的生長趨勢;光葉櫸耐熱、抗寒能力顯著,受病蟲害影響小。
關鍵詞 光葉櫸;生長量;物候動態;生態適應性
中圖分類號 S718.4 文獻標識碼 A
文章編號 0517-6611(2024)18-0086-06
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.18.019
開放科學(資源服務)標識碼(OSID):
Analysis on Growth Status of Introduced Zelkova serrata in Beijing
CHEN Bo1,YUAN Ming-rui2,LI Fang3 et al
(1.Department of Horticulture,Beijing Vocational College of Agriculture,Beijing 102442;2.College of Landscape Architecture,Beijing University of Agriculture,Beijing 102206;3.Beijing Institute of Landscape Architecture,Beijing 100102)
Abstract In order to understand the growth rhythm and ecological adaptability of Zelkova serrata in Beijing,the growth regularity,ecological adaptability and phenological dynamics of Zelkova serrata introduced from Qingdao in Shandong Province to Yanqing District and Fangshan district in Beijing were analyzed.The results showed as follows: the growth status of Zelkova serrata in Fangshan District was better than that in Yanqing District;the change of average monthly precipitation could easily change the growth rhythm of Zelkova serrata;the change of mean monthly temperature will affect the growth phenology of Zelkova serrata.In Yanqing District,the growth period was shorter than that in Fangshan District,the growth and development of the tree body was slower than that in Fangshan District.Meanwhile,the growth trend of the two regions was similar,the resistance to heat and cold of Zelkova serrata was obvious,and it was less affected by pests and diseases.
Key words Zelkova serrata;Growth quantity;Phenological dynamics;Ecological adaptability
基金項目 北京市園林綠化局青年科技人才托舉工程專項;北京農業職業學院科技創新項目(XY-XF-21-01)。
作者簡介 陳博(1983—),女,吉林大安人,副教授,博士,從事園林植物育種研究。
收稿日期 2023-10-04
光葉櫸(Zelkova serrata)為榆科櫸屬喬木,我國、日本、韓國皆有分布。櫸屬植物壽命長、抗旱、抗風、病蟲害少,其木材致密堅硬,樹干顏色為灰色或褐色且不開裂,紋理美觀,屬于優質的硬闊葉用材樹種;櫸樹根系發達,能防風固沙,保持水土,涵養水源,具有良好的生態效益;櫸樹樹形優美,為合軸分枝,葉色季相變化豐富,是重要的園林綠化景觀優勢樹種。
近年來,北方地區園林綠化精品工程建設對櫸屬等珍稀植物的需求量逐漸增大,但有關櫸屬植物的研究相對滯后。櫸屬植物中,光葉櫸具有抗性強、觀賞價值高等全方位的優良性狀,已被列入《國家儲備林木樹種目錄》(2019年版)和《中國主要栽培珍貴樹種參考名錄》(2017年版)。目前,北京地區對光葉櫸的引種和應用報道較少,缺少具有指導意義的研究成果。曹玉芳等[1]研究發現,中國科學院植物園引種栽植的光葉櫸長勢良好,胸徑 40 cm 左右,但枝下高較低;西南郊苗圃有7株約 30 年生光葉櫸,均來自日本,胸徑11~52 cm,枝下高1.5~2.0 m,樹高10~15 m;陶然亭公園有光葉櫸大樹2株,樹干通直,其胸徑均超過 40 cm,樹高約 12 m,幾無病蟲害;百望山森林公園有光葉櫸大樹數株,在山谷小氣候下生長良好;北京植物園后沙澗苗圃有3~8年生光葉櫸若干。2021年筆者對中國科學院植物園、陶然亭公園、百望山森林公園和北京植物園等地栽種的光葉櫸再次進行調查,長勢良好。但是,以上調查對象光葉櫸均生長在小氣候條件較好的環境下,且對光葉櫸的生長情況僅為定性觀測,缺少定量分析,因此對光葉櫸在北京地區園林綠化工程中推廣和應用的可行性缺乏可靠的數據支撐。為了系統研究光葉櫸在北京的生長節律和生態適應性,從山東青島引種7年生光葉櫸實生苗,分別種植于北京市房山區北京農業職業學院彩林園和延慶區媯河橋附近2個地塊,針對引種后光葉櫸的物候期、生長狀況和生長量等進行調查,以期為今后北京地區發展光葉櫸奠定引種和應用基礎。
1 材料與方法
1.1 引種地概況
根據試驗需要,選取北京市房山區北京農業職業學院彩林園和延慶區媯河橋附近的種植區為光葉櫸引種栽植地,代表北京平原和山區的氣候環境和立地條件。北京具有典型的溫帶季風氣候,夏季高溫多雨、冬季寒冷干燥,全年無霜期180~200 d,西部山區較短。其中,彩林園位于北京市房山區東北部,地形以平原為主,海拔高度44 m,年平均氣溫在13.2 ℃,年降水量670.4 mm,日照時數2 589.7 h;媯河橋位于北京市延慶區八達嶺長城以北,延慶區三面環山,地形以山地為主,全境平均海拔500 m以上,年日照時數2 800 h,年平均氣溫8 ℃,冬冷夏涼,素有北京“夏都”之稱,延慶區多年平均降水量475 mm,年際降水量變化大。
1.2 供試材料
2021年3月從山東青島引入的7年生光葉櫸實生苗。試株共150株,按照株行距4 m×4 m 栽植,施加1 kg/株雞糞作底肥。
1.3 研究方法 2個試驗區域栽培方法及管理措施一致,每個區域隨機選取5株光葉櫸進行標定,并定期對比觀測。種植后1年內每30 d同步觀測1次光葉櫸樹高、胸徑、冠幅、一年生枝長和枝粗的生長量指標,記錄萌芽期、展葉期、秋葉變色與脫落期等物候指標,記錄春、夏、秋葉片色系,以及越冬、越夏和病蟲害發生情況。
1.3.1 生物量觀測。用測高桿測量樹高、冠幅,用最小刻度為0.01 mm游標卡尺測量胸徑(地面以上1.3 m處),用英國皇家園林協會RHS植物比色卡測量葉色,并對植株的抽梢期、樹體長勢等生長特性進行觀察。
1.3.2 物候觀測。
光葉櫸物候觀測方法按照《中國物候觀察方法》,主要觀察項目有樹液開始流動期、萌芽期、展葉期、秋葉變色及脫落期,每一期又分為若干項。每7 d觀測2次,若觀察到的物候現象稍過,向前推1~2 d,每次做好文字描述記錄,觀察時間從2021年3月初至11月底。
1.3.3 數據處理。采集的數據使用 SPSS 17.0 軟件進行統計分析,采用SigmaPlot 10.0進行作圖。
2 結果與分析
2.1 引種地與原生境條件比較
由表1可知,引種地與原生境的緯度跨度小,且都是以季風氣候為主的生態環境;其中引種地北京房山與原生境山東青島的條件差異不大,為光葉櫸的引種提供了相似的生長發育環境條件,也為試驗提供了基礎依據。但是引種地與原生境之間也存在著差異,原生境的棕壤為弱酸性,引種地的灰白黃土和褐土為中性至弱堿性。韓浩章等[2]利用盆栽試驗,檢測鹽堿脅迫處理對櫸樹幼苗生理特性的影響,結果表明,低濃度鹽堿脅迫能夠促進光葉櫸幼苗地上部生長發育,提高滲透調節物質含量和抗氧化酶活性,
增強抗鹽堿脅迫能力;高濃度鹽堿脅迫使得光葉櫸幼苗的地上部生長發育和光合作用受到抑制;光葉櫸幼苗生長期能耐受的鹽堿脅迫閾值在150~200 mmol/L。其中,1月引種地北京延慶的平均氣溫低于原生境山東青島,且降水量和年均日照數也有差異,這就對光葉櫸的適應性與抗逆性提出了要求。
2.2 不同區域光葉櫸生長情況
通過對不同區域光葉櫸生長動態進行分析,發現大部分光葉櫸的樹高、胸徑、一年生枝長、枝粗、冠幅的生長量集中在6—8月,未來的經營管理中,可根據不同生長時期生長量不同,加強水肥管理、田間除草來發揮光葉櫸的最大生長潛力。Yang等[3]分析了肥料對光葉櫸樹苗早期生長的影響,結果表明,固體復合肥施用量為43.2 kg/hm2 N+57.6 kg/hm2 P+14.4 kg/hm2 K有利于光葉櫸幼苗生長量的提高。
2.2.1 樹高。由表2可知,房山區光葉櫸樹高生長量的最大值和最小值均大于延慶區光葉櫸,2個區域光葉櫸的樹高生長量的均值差異也較大。從圖1可見,光葉櫸的株高生長量在7—8月尤為顯著,是株高的主要生長時段,同時7—8月房山區與延慶區的光葉櫸株高生長量的差距明顯。
2.2.2 胸徑。房山區光葉櫸胸徑生長量的最大值、最小值、均值皆大于延慶區光葉櫸,且從標準差可以看出,房山區光葉櫸胸徑生長量比延慶區小,大部分數據與均值差異不大(表3)。
2.2.3 冠幅。由表4可知,房山區光葉櫸冠幅生長量大于延慶區,因光葉櫸為落葉喬木,其冠幅大小會因為秋冬季的來臨而逐漸變小,也會因為春季的到來而逐漸變大。由此可
知,冠幅與時間不呈線性關系,冠幅生長量數據之間差異大。
2.2.4 一年生枝條。由表5可知,延慶區光葉櫸一年生枝長和一年生枝粗的生長量的最小值、最大值、均值均小于房山區光葉櫸。
2.2.5 生長量與環境因子相關矩陣。由表6可知,房山區栽植的光葉櫸樹高增長量與月均降水量呈極顯著相關;胸徑增長量與月均降水量顯著相關;一年生枝長增長量與月均降水量顯著相關;冠幅增長量和1年生枝粗增長量與月均降水量均相關性不顯著;各生長指標均與月均氣溫相關性不顯著;月均降水量是影響光葉櫸生長的主導因素。
由表7可知,延慶區栽植光葉櫸的冠幅增長量與月均氣溫顯著相關;其余的生長指標均與月均氣溫和月均降水量相關性均不顯著,這是由于2021年受大氣環流形勢影響,延慶區降水偏多,截至2021年9月13日,延慶全區共計出現109次降水,累計降水量為636.9 mm,歷史同期第二[4],導致環境條件異常,從而未表現出與房山區光葉櫸一致的生長規律。樊菲菲等[5]通過模擬試驗,研究分析了光葉櫸在根淹、半淹、近全淹及正常水分管理下的生長和生理指標變化,結果表明,排澇14 d后,近全淹的光葉櫸幼苗各項生理指標雖受到很強的負面影響,但植株仍具有生命力和萌芽力,表現出較強的耐淹性與恢復能力。
2.3 引種光葉櫸物候動態分析
植物物候易受到氣候變化的影響,物候的變化能客觀地反映植物對氣候變化的響應。筆者對引種的10株光葉櫸進行物候觀察(光葉櫸物候觀察表),圖2結果表明:房山區種植的光葉櫸秋葉開始變色期為10月19日,秋葉全部變色期為11月3日,房山區光葉櫸秋葉變色為期16 d,其落葉開始期11月4日,落葉盛期11月12日,落葉末期11月17日,房山區光葉櫸秋葉脫落為期14 d,可供觀賞秋色葉期為10月下旬至11月上旬;最佳觀賞秋色葉期為10月28日左右。次年早春其樹液開始流動期為3月20日;葉芽膨大開始期為4月3日,葉芽開放期為4月9日;展葉開始期為4月15號,展葉盛期為4月24日,房山區光葉櫸從萌芽到展葉為期22 d。春色葉呈現期為4月24日—5月6日,春色葉變綠期為5月7日。延慶區種植的光葉櫸秋葉開始變色期為10月17日,秋葉全部變色期為10月21日,延慶區光葉櫸秋葉變色為期5 d;其落葉開始期10月29日,落葉盛期11月4日,落葉末期11月10日;延慶區光葉櫸秋葉脫落為期7 d。次年早春其樹液開始流動期為3月25日,葉芽膨大開始期為4月8日,葉芽開放期為4月13日;展葉開始期為4月20日,展葉盛期為4月28日,延慶區光葉櫸從萌芽到展葉為期21 d;春色葉呈現期和春色葉變綠期為5月20日。
如圖3所示,光葉櫸的葉芽呈圓錐狀或卵狀,互生在枝條上且外圍包裹著鱗片,像一層厚厚的棉衣裹在嫩芽外面,使嫩芽維持正常的“體溫”,從而不會被凍壞。如圖4所示,一般情況下光葉櫸早春萌發葉片的顏色為黃綠色且葉間呈現淡紅色。葉片的質地為薄紙質,展葉時為卵形、橢圓狀或卵狀披針形,葉邊緣鈍尖鋸齒,葉先端漸尖或尾尖[6]。如圖5
所示,成熟后至夏末葉片為中橄欖綠,葉背淺綠。如圖6所示,10月左右光葉櫸葉片開始變色,秋色葉以紅棕色為主。因此,光葉櫸既是春季色葉樹種,又是秋季色葉樹種。
10株光葉櫸均能在引種地區完成自身的生長周期,且能夠適應當地的氣候、土壤等條件,但是不同地域的光葉櫸所對應的物候時間不完全相同。分析結果表明:
(1)樹液開始流動期定義為“樹體開始萌芽而枝葉尚未長成的時期”,房山區光葉櫸樹液開始流動期早于延慶區,這意味著延慶區的早春來得比房山區晚,氣溫回升得比房山區慢,因此樹木休眠期的結束也會推遲。
(2)房山區光葉櫸的萌芽期及展葉期均早于延慶區,但是2個區域的光葉櫸從開始萌芽到展葉結束需要的時間都是20 d左右。
(3)房山區光葉櫸秋葉變色與脫落期晚于延慶區光葉櫸,而且延慶區光葉櫸秋葉變色與脫落需要的時間均明顯短于房山區光葉櫸需要的時間。因此,光葉櫸的物候期變化對溫度變化具有較明顯的響應關系。由于延慶區的地形、海拔等環境條件導致氣溫比房山區低,使得延慶區光葉櫸春季物候延遲,秋季物候提前,生長季時間短于房山區光葉櫸。
2.4 引種光葉櫸適應性
按照植物在露地的適應性表現,結合植物景觀的要求,如表8、9將耐熱性級別、病蟲害級別、耐寒級別分為5級。其中,1、2級可以不受當地氣候限制,可在露地推廣應用;3級需要人為介入改善本地小氣候環境,才能正常生長和觀賞。4、5級基本上不能推廣,只能在特殊情況下應用。由表8、9可知,光葉櫸的耐熱性和耐寒性很強,抗性都在1級,能夠平穩度過北京的嚴寒和酷暑,且幾乎不受害。6、7月的光葉櫸受病蟲害影響輕微,病蟲害級別均在1或2級,8、9月受害情況輕微加重,個別光葉櫸病蟲害級別到達3級,但受害部≤50%不影響其樹木總體的觀賞性。病蟲害主要發生在8和9月,與光葉櫸生長期稍有重合,要注意對光葉櫸的病蟲害防治工作,提前噴施藥劑,減少病蟲害對樹木生長的影響。
3 結論與討論
(1)房山區光葉櫸的生長狀況總體要比延慶區光葉櫸的生長狀況優良。從各生長指標的數據變化來看,房山區光葉櫸更加健壯,生長量也更加明顯,說明區域氣候更適合光葉櫸的生長。
(2)月均氣溫的變化易改變光葉櫸的生長物候情況。由于延慶區年均氣溫比房山區低,使得延慶區光葉櫸的生長期較房山區光葉櫸短促,樹體的生長發育也較房山區的光葉櫸緩慢,但2個區域內的光葉櫸都是呈現相似的生長趨勢。
(3)光葉櫸耐熱、抗寒能力顯著,受病蟲害影響小。光葉櫸在越冬和越夏的過程中,對北京的嚴寒和酷暑都無明顯的受害情況,能夠存活并正常生長。并且受病蟲害的影響輕微,
不影響樹木的營養吸收和生長發育,甚至不影響樹體的觀賞性。
(4)夏季的光葉櫸枝葉繁茂,郁郁蔥蔥,其冠幅也隨著枝葉的生長增多而擴大,葉色從剛長出的黃綠色葉變成了橄欖綠色葉;隨著時間的流逝,秋季來臨,光葉櫸受季節氣溫以及樹體內激素的變化,枝葉開始枯萎脫落,光葉櫸的冠幅也因此開始縮小,葉色也從橄欖綠色葉變為深灰調的紅棕色或者是深棕色葉。張敏等[7]以轉色期間呈紅色、黃色及綠色的光葉櫸優選單株為試材,研究其秋季葉片呈色的關鍵原因,結果表明:秋季葉色變化是在多種因素的綜合作用下完成的,直接的原因是色素的成分和比例發生改變,而溫度、糖分、礦質元素等是葉片呈色的重要內外因子。
(5)櫸樹屬于合軸分枝,具有分枝能力強,分枝數多,主干不明顯,自然整枝能力弱等特性;分枝數隨著地徑增加而增多,在地徑為9~10 cm時,分枝角、枝條直徑、枝條長度最大,樹冠按分枝角度大小分為開張型(>60°)和抱頭型(<60°)。分枝枝條長度較長時樹木冠幅較大,而下部枝葉的光能利用率降低,使得下部枝條成為徒長枝消耗養分。綜合櫸樹分枝特性及修枝季節各處理間地徑、樹高增長量及萌芽的影響,櫸樹人工林較適應在地徑為9~10 cm前,在春季實施1/3強度的修枝措施[8]。
(6)光葉櫸適應性廣、抗風力強。櫸樹中性喜光,在酸性、中性、鈣質土及輕度鹽堿性土壤上均生長良好,為優良造林樹種,其生長快,速生期持續時間長,百年大樹仍生長旺盛,直徑年生長量仍在 0.4 cm 以上。自然條件下的大葉櫸樹幼齡期生長較慢,1 年生苗高不足 20 cm[9]。
(7)據明萬歷年間浙江《秀水志》記載,當時櫸樹已是嘉興府農舍的主要庭蔭木[10]。光葉櫸既可以成為焦點景觀獨木成景,也可以叢植或片植形成風景林。日本著名的代代木公園中種植著近千株光葉櫸,形成了優美的景觀生態群落[11]。
參考文獻
[1]
曹玉芳,劉朝輝,趙惠恩.北京幾種落葉闊葉樹適應性初步調研[J].中國園林,2005,21(8):62-64.
[2] 韓浩章,王曉立,張麗華,等.鹽堿脅迫對櫸樹幼苗生長期生理特性的影響[J].中國野生植物資源,2021,40(1):9-14.
[3] YANG A R,HWANG J,CHO M S,et al.The effect of fertilization on early growth of Konara oak and Japanese zelkova seedlings planted in a harvested pitch pine plantation [J].Journal of forest research,2016,27(4):863-870.
[4] 636.9毫米,延慶全區累積降水量歷史同期第二![EB/OL].(2021-09-14)[2021-11-15].https://www.163.com/dy/article/GJSP09V70514AKI M.html.
[5] 樊菲菲,袁位高,李婷婷,等.水淹脅迫及排澇對櫸樹幼苗生長和生理特性的影響[J].浙江林業科技,2018,38(1):62-68.
[6] 陳博,范繼紅,韓振芹,等.中國櫸屬植物研究與利用現狀[J].湖北農業科學,2018,57(8):9-13,16.
[7] 張敏,黃利斌,周鵬,等.櫸樹秋季轉色期葉色變化的生理生化[J].林業科學,2015,51(8):44-51.
[8] 陳勝群.珍貴樹種櫸樹修枝效應及修枝生理[D].貴陽:貴州大學,2020.
[9] 宋春明,孫玉輪.櫸樹生長規律、苗木質量分級及致危因素探究[J].現代園藝,2018(10):191.
[10] BTRISEY S,SONG Y,KOZLOWSKI G.Zelkova serrata[Z].The IUCN Red List of Threatened Species,2018.
[11] 姚方.櫸樹繁育和秋季葉色變化及應用前景的研究進展[J].中國園藝文摘,2017,33(1):70-72.