河南伏牛山区小叶杨资源与生长规律研究

范永明， 杨秋生， 赵天榜

(河南农业大学林学院，河南 郑州 450002)

河南伏牛山区小叶杨资源与生长规律研究

范永明， 杨秋生， 赵天榜

(河南农业大学林学院，河南 郑州 450002)

对河南伏牛山区小叶杨(PopulussimoniiCarr.)的种质资源分布现状及生长规律进行了调查研究。结果表明，伏牛山区小叶杨有2变种和3变型，即秦岭小叶杨(PopulussimoniiCarr. var.tsinlingensisC. Wang et C. Y. Yu.)、洛宁小叶杨 (PopulussimoniiCarr. var.luoningensisT. B. Zhao.)和塔形小叶杨(PopulussimoniiCarr. f.fastigiataSchneid.)、垂枝小叶杨(PopulussimoniiCarr. f.pendulaSchneid.)、菱叶小叶杨(PopulussimoniiCarr. f.rhombifolia(Kitag.)C. Wang et Tung.)。对小叶杨各个变种和变型在不同立地条件下的生长情况进行了调查，并对小叶杨树干进行解析，研究了其生长规律，为小叶杨天然林资源的保护和利用提出了建议。

小叶杨；种质资源；生长情况；树干解析；生长规律；河南

小叶杨(PopulussimoniiCarr.)属于杨柳科(Salicaceae)杨属(PopulusLinn.)，适应性强、分布广泛、生长较快、耐干旱、耐瘠薄、根系发达，易于繁殖，材质优良，是防风固沙林、护堤固土林、速生用林和绿化观赏的主要树种之一[1]。高亚敏等[2]对科尔沁沙地小叶杨花芽开放期、展叶始期、展叶盛期、开花始期、开花盛期、叶全变色期、落叶末期等7个物候的出现日期和日照时间、平均气温、降水量等3个气候因子进行回归分析和相关分析，探讨了其年变化趋势及其相关关系。余仲东等[3]通过对2种生境下小叶杨林分代表植株叶片进行PDA和纸培养，结合形态学和分子系统学技术对分离真菌进行鉴别，发现小叶杨叶片内生真菌群体表现出较高的寄主选择性。郭月峰等[4]以内蒙古农牧交错带小叶杨人工林为研究对象，并以天然草地为对照,分析了退牧还林对生态系统碳储量和碳循环的影响，得出内蒙古农牧交错区退牧还林后种植的小叶杨人工林在长时间尺度上是一个可观的碳汇。此外，近年来，也有学者对杨树人工林的生长规律进行研究[5]。但这些研究都偏重于以小叶杨原种或人工林为研究对象，多研究其部分生理指标。关于小叶杨种质资源及生长规律的研究未见大量报道。对小叶杨种质资源及其生长规律的研究是制定进一步提高生产潜力和材质质量的重要依据，也直接关系到退化防护林的更新改造。2017年7—8月对河南伏牛山区小叶杨种质资源进行调查，总结了河南伏牛山区小叶杨资源现状，并研究了其生长规律，为进一步挖掘小叶杨种质资源和其相关研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 河南伏牛山区自然概况

河南伏牛山区，地理坐标为E110°30′～113°05′，N32°45′～34°00′。具体位于河南西部黄土丘陵区以南、南阳盆地以北、西与陕西毗邻，北达黄河，东至京广铁路以西的广大山区。该区山体高浚、雄伟，最高海拔达2 413 m(老鸦岔)，是洛河、伊河、湍河等河流的发源地，也是黄河、长江与淮河3大水系的分水岭，也是中国暖温带和北亚热带的过渡地带，因而气候多变、植物种类非常丰富，还有许多名胜古迹和旅游胜地，如洛阳龙门石窟等。该区由于地势高低悬殊，因而气象因子变化悬殊，如年均气温为13.0～14.5 ℃，其中北坡年均气温比南坡平均低1.0～1.5 ℃；年均降水量平均为500.0～900.0 mm(三门峡市为575.0 mm、卢氏县为649.1 mm、洛阳市为602.1 mm、西峡县为800.3 mm、南召县为839.5 mm)。该区土壤分布特点是：南坡土壤分布海拔500.0 m以下为黄刚土、海拔500～600 m为黄褐土、海拔600～900 m为黄棕壤、海拔900～1 300 m为棕黄壤、海拔1 300～1 700 m为棕壤、海拔1 700～2 100 m为暗棕壤、海拔2 100 m以上为山地草甸土。北坡土壤分布海拔500～700 m为碳酸盐褐土、海拔600～800 m为褐土、海拔700～800 m为淋溶褐土(阴坡林下)、海拔800～1 200 m为棕黄壤、海拔1 200～1 900 m为棕壤、海拔1 900～2 100 m为暗棕壤、海拔2 100 m以上为山地草甸土[6]。多变的气候和丰富的地形地貌，使得该区植物资源非常丰富。

1.2 方法

查阅《中国杨树集约栽培》[1]《中国植物志》[7]《河南植物志》[8]《秦岭植物志》[9]等文献，后又经实地走访和当地林场帮助，确定河南伏牛山区小叶杨基本分布区，最终制定调查路线，对伏牛山区小叶杨种质资源进行调查，采集蜡叶标本20份，并对其形态指标进行记录，然后选取了5株标准木，进行了标准木树干解析。调查结束后，又在河南农业大学林学实验室对测定的树高、胸径、材积等数据进行了分析处理[10-16]。

2 结果与分析

2.1 河南伏牛山区小叶杨资源形态特征

小叶杨原变种PopulussimoniiCarr. var.simonii。乔木，高达20 m。树皮幼时灰绿色，老时暗灰色，沟裂。幼树小枝及萌枝有明显棱脊常为红褐色，后变为黄褐色，老树小枝圆形，细长而密，无毛。芽细长，先端长渐尖，褐色，有粘质。叶菱状卵形、菱状椭圆形或菱状倒卵圆形，长3.0～12.0 cm，宽2.0～8.0 cm，中部以上较宽，先端突急尖或渐尖，基部楔形、宽楔形或窄圆形，边缘平整，具细锯齿，无毛，上面淡绿色，下面灰绿色或微白色，无毛；叶柄圆柱状，长0.5～4.0 cm，黄绿色或带红色。雄花序长2.5～6.0 cm；苞片淡绿色，裂片褐色，无毛，柱头2裂。果序长达15 cm；蒴果小，2(3)瓣裂，无毛。花期3—5月，果实成熟期4—6月[7]。

(1)秦岭小叶杨 变种PopulussimoniiCarr. var.tsinlingensisC. Wang et C. Y. Yu

本变种叶卵状披针形，革质，先端渐尖，基部宽楔形，或近圆形，中部以上边缘具稀疏细腺齿[5]。

(2)洛宁小叶杨 变种PopulussimoniiCarr. var.luoningensisT. B. Zhao

本变种树冠倒卵球状；侧枝粗大。树干通直；树皮灰白色，光滑。叶宽菱形，或菱状椭圆形。花子房具明显的小疣状突起[8]。

(3)塔形小叶杨 变型PopulussimoniiCarr. f.fastigiataSchneid.

本变型侧枝向上近直立状，形成尖塔形树冠[10]。

(4)垂枝小叶杨[7]垂杨[17]变型PopulussimoniiCarr. f.pendulaSchneid.

本变型树冠宽大，侧枝平展；小枝细长下垂。叶菱状卵圆形，小。

(5)菱叶小叶杨 变型PopulussimoniiCarr. f.rhombifolia(Kitag.)C. Wang et Tung.

本变型叶窄菱形，长3.5～5.0 cm，宽1.2～2.5 cm，先端长渐尖，或渐尖，中部较上最宽[7]。

2.2 河南伏牛山区小叶杨分布区

小叶杨是中国杨属中分布最广的一种。河南伏牛山区各县、市沿河、谷两岸平坦地段上常有小叶杨天然分布，尤以山区海拔500～1 500 m的沿河、谷两岸平坦地段上为最多，少数群体或个别单株可分布到海拔1 800 m的灌木林中。河南大别山、桐柏山和太行山区小叶杨天然分布很少，而平原沙地均为栽培种，多与刺槐(RohiniapseudoacaciaLinn.)混交，形成大面积的小叶杨与刺槐混交林。其具体分布区域见表1。

表1 河南伏牛山区小叶杨资源分布Table 1 Distribution of Populus simonii Carr in Funiu Mountains areas, Henan Province

2.3 小叶杨各变种和变型生长调查

调查记录进一步了解和掌握了小叶杨变种、变型的生长情况，为选择生长优良的变种、变型提供依据。调查结果见表2。

表2 小叶杨各变种和变型生长情况调查Table 2 Investigation on varieties and forms growth of Populus simonii Carr.

表2表明，小叶杨不同变种、变型在不同立地条件生长情况有很明显差异，如在土壤肥沃条件下，洛宁小叶杨、菱叶小叶杨2种小叶杨生长迅速，树高年均生长量0.74～1.60 m、单株材积年均生长量0.037 126～0.066 400 m3；在沙土、粗砂、乱石滩、黏土地生长较差，单株材积年均生长量0.001 615～0.008 015 m3。同时还可以看出，洛宁小叶杨、菱叶小叶杨在土壤肥沃、湿润的壤土、淤土条件下生长迅速，在生产中应优先发展。

2.4 河南伏牛山区小叶杨林分类型及其组成

小叶杨具有广泛适应不同气候条件和立地类型的特性，随着呈现出不同的林分类型，林木生长也有极大的差别。根据作者的调查，河南小叶杨林分类型及其组成有天然纯林和天然混交林。

2.4.1 小叶杨天然纯林 小叶杨天然纯林多分布在伊河、洛河、汝河、白河、湍河等河川涧河滩地上，呈现面积大小不等的天然纯林。林地土壤多为淤土、黏土、沙壤土等。通常土层深厚、肥沃、湿润，利于小叶杨生长。不同立地条件下，小叶杨原变种天然纯林的生长有很大区别，见表3。为更清晰对比立地条件对小叶杨原变种生长的影响，对树干进行解析时均取前15年数据进行对比分析。

从表3可以看出，小叶杨在不同立地条件下生长情况有很明显差异，如在土壤肥沃条件下，生长迅速，树高年均生长量可达1.36 m、胸径年均生长量为1.75～2.00 cm、单株材积年均生长量0.029 58～0.043 06 m3；在沙土、粗砂、乱石滩、黏土地生长较差，单株材积年均生长量0.000 77～0.004 05 m3。

表3 立地条件对小叶杨原变种生长的影响Table 3 Effects of site conditions on the growth of Populus simonii Carr. var. simonii

2.4.2 小叶杨天然混交林 小叶杨天然混交林多分布于河南伏牛山区的伊河、洛河、汝河、白河、湍河等上游川涧河滩地、溪旁，呈现面积大小不等的天然混交林。林地土壤多为淤土、黏土、沙壤土等。通常土层深厚、肥沃、湿润，利于小叶杨生长。不同立地条件下，小叶杨天然混交林主要有：① 小叶杨与刚竹(PhyllostachysbambusoidesSieb. et Zucc.)混交林，小叶杨具林冠上层；② 小叶杨与栓皮栎(QuercusvariabilisBl.)、麻栎(QuercusacutissimaCarr.)混交林，林冠下多为杂灌木；③ 小叶杨与槲栎(QuercusalienaBl.)混交林，林冠下多为杂灌木；④ 小叶杨与刺槐(RohiniapseudoacaciaLinn.)混交林，为复层林冠，多为人工栽培；⑤ 小叶杨与旱柳(SalixmatsudanaKoidz.)混交林，为复层林冠；⑥ 小叶杨与筐柳(Salixlinearistipularis(Franch.)Hao.)混交林，为复层林冠。4种混交林中小叶杨生长情况如表4所示。

表4 小叶杨与刺槐、旱柳、筐柳混交林生长情况调查表Table 4 Mixed forest growth questionnaire of Populus simonii Carr. and Rohinia pseudoacacia, Salix matsudana, Salix linearistipularis

从表4可以看出，小叶杨在不同立地条件生长情况有很明显差异，如在土壤肥沃条件下，生长迅速，树高年均生长量可达0.94～1.36 m、胸径年均生长量为1.60～1.76 cm、单株材积年均生长量0.022 77～0.032 72 m3。同时表明，小叶杨纯林林木生长量不如混交林林木生长量，其中以小叶杨与旱柳混交林林木生长量最大，小叶杨与刺槐混交林林木生长量次之。

2.5 河南伏牛山区小叶杨回归方程及生长分析

为了进一步了解河南伏牛山区小叶杨树高、胸径、材积回归方程，对该区28株小叶杨原变种进行树干解析，结果如表5所示。

表5 小叶杨原变种树高、胸径、材积回归方程Table 5 Tree height，DBH，volume regression equation of Populus simonii Carr. var. simonii

注：H：树高，D：胸径，V：材积。同下。

Note：H is the tree height；D is the DBH; H is the Volume.The same as below.

为了更清晰地了解小叶杨原变种生长过程，将选取的标准木树干解析数据绘制成曲线图，树高、胸径、材积生长总量如图1、图2、图3所示。

图1 小叶杨原变种树高生长总量Fig.1 Total tree height of Populus simonii Carr.var. simonii

图2 小叶杨原变种胸径生长总量

图3 小叶杨原变种材积生长总量

由图1～图3分析可知小叶杨树高生长量：3～12年，21～24年间增速较快，在30年以后增速放缓；胸径生长量：9～12年间胸径生长总量增速较快，30～33年间胸径生长总量增速较慢，34年以后尚未呈现出下降的趋势；材积生长量：9～12年，34年之后材积生长总量增速较快。

为了进一步了解河南伏牛山区小叶杨在不同土壤条件下树高、胸径、材积回归方程，将调查资料整理如表6所示。

为了更清晰地了解小叶杨原变种在不同土壤条件下的生长过程，将选取的标准木树干解析数据绘制成曲线图，不同土壤条件下树高生长总量，不同土壤条件下胸径生长总量，不同土壤条件下材积生长总量分别如图4～图6所示。

表6 不同土壤条件下小叶杨原变种树高、胸径、材积回归方程Table 6 Tree height，DBH，volume regression equation of Populus simonii Carr. var. simonii in different soils

图4 不同土壤下小叶杨树高生长总量Fig.4 Total tree height of Populus simonii Carr.var. simonii in different soils

图5 不同土壤下小叶杨胸径生长总量Fig.5 Total DBH of Populus simonii Carr. var. simonii in different soils

图6 不同土壤下小叶杨材积生长总量 Fig.6 Total volume of Populus simonii Carr. var. simonii in different soils

由图4～图6可知，小叶杨在淤土上生长最好，沙壤土上生长次之，黏土上生长较於土和沙壤土较差，粗砂黏土上生长最差。

3 结论与讨论

3.1 小叶杨生长情况差异原因分析

河南伏牛山区小叶杨资源丰富、分布范围广泛，通过对调查数据的分析，得出以下几点结论：1)洛宁小叶杨、菱叶小叶杨在土壤肥沃、湿润的壤土、淤土条件下生长迅速，在生产中应优先发展。2)小叶杨原变种纯林林木生长量不如混交林林木生长量，其中以小叶杨与旱柳混交林林木生长量最大，在小叶杨生产中应充分考虑其与混交植株的配置类别和比例，避免纯小叶杨林。3)小叶杨材积量在34年之后仍未呈现出下降的趋势，所以在生产中应大力开发小叶杨木材的利用价值。根据以上分析可以看出，造成小叶杨生长差异的原因主要有立地条件、土壤因素、混交因素等。

3.2 小叶杨资源的保护和利用

本次调查结果解决了河南伏牛山区小叶杨资源不清的问题，弄清了河南伏牛山区小叶杨资源现状，为研究小叶杨种下分类和新品种选育创造了有利条件。建议加强对小叶杨立地条件的保护，特别要防止土壤、水源的污染，严防破坏[18]。下一步要加强对小叶杨生态习性和与其混交林生长规律的研究，为建立持久稳定的林分结构提供依据。加强对不同变种小叶杨的木材材性的研究，提高小叶杨木材的利用价值[19]。

[1] 赵天锡，陈章水. 中国杨树集约栽培[M]. 北京：中国科学技术出版社，1994.

[2] 高亚敏，韩永增. 科尔沁沙地小叶杨物候期变化规律[J]. 东北林业大学学报，2017，45(5)：29-34.

[3] 余仲东，唐光辉，曹支敏. 陕西小叶杨叶内生真菌群体多样性和结构特征[J]. 林业科学，2016，52(6)：86-92.

[4] 郭月峰，祁伟，姚云峰，等. 内蒙古农牧交错带小叶杨人工林碳汇效应研究[J]. 生态环境学报，2016，25(6)：920-926.

[5] 柴树峰. 雁北半干旱风沙区杨树人工林生长规律研究[J]. 山西农业大学学报(自然科学版)，2015，35(5)：499-503.

[6] 河南省气象局. 河南气候[M]. 郑州：河南人民出版社，1980.

[7] 中国科学院植物志编辑委员会. 中国植物志：第二十二卷，第二册[M]. 北京：科学出版社，1998：23，25-28，29.

[8] 丁宝章，王遂义，高增义. 河南植物志.第一册[M]. 郑州：河南人民出版社，1981：185-186.

[9] 中国科学院西北植物研究所. 秦岭植物志.第一卷.第二册[M]. 北京：科学出版社，1974：15-25.

[10] 赵玮，胡中民，杨浩，等. 浑善达克沙地榆树疏林和小叶杨人工林碳密度特征及其与林龄的关系[J]. 植物生态学报，2016，40(4)：318-326.

[11] 纪晓华，王雪民，张向华. 小叶杨胸径和树高生长进程的连续性和阶段性定量研究[J]. 内蒙古农业大学学报(自然科学版)，2011，32(2)：38-41.

[12] 张连翔，王洪江，林阳，等. 小叶杨胸径和树高生长进程的连续性和阶段性定量研究[J]. 河北林果研究，2010，25(3)：228-231.

[13] 胡振华，王电龙，呼起跃. 雁北沙地樟子松、油松和小叶杨生长规律及蒸腾特性研究[J]. 山西农业大学学报(自然科学版) ，2007，27(3)：245-249.

[14] 唐德瑞，张燕.陕西黄土高原沟壑区小叶杨生长规律初步研究[J].西北林学院学报，2000(1)：15-19；26.

[15] 光增云，邢铁牛. 河南省主要树种立木材积及形高表[M]. 郑州：黄河水利出版社，1998.

[16] 张连翔，梅秀艳，姜镇荣. 小叶杨生长规律的研究[J].防护林科技，2001(2)：10-12，33.

[17] 陈嵘. 中国树木分类学[M]. 南京：中国图书发行公司南京分公司，1937.

[18] 焦峰，温仲明，王飞，等. 黄土丘陵区小叶杨生长空间差异性及其土壤环境效应[J]. 水土保持学报，2009，23(3)：194-199.

[19] 吕文，杨自湘，王燕，等. 中国北方小叶杨资源与发展[J]. 防护林科技，2001(4)：33-36.

StudyontheresourcesandgrowthlawofPopulussimoniiCarr.inFuniuMountainousareasofHenan

FAN Yongming， YANG Qiusheng， ZHAO Tianbang

(Forestry College， Henan Agricultural University， Zhengzhou 450002， China)

In this paper, the distribution and growth pattern of ofPopulussimoniiCarr. in Henan Province were investigated. The results showed that in the Funiu Mountainous areas there were 2 varieties and 3 forms ofPopulussimoniiCarr.:PopulussimoniiCarr. var.tsinlingensisC. Wang et C. Y. Yu，PopulussimoniiCarr. var.luoningensisT. B. Zhao andPopulussimoniiCarr. f.fastigiataSchneid.，PopulussimoniiCarr. f.pendulaSchneid.，PopulussimoniiCarr. f.rhombifolia(Kitag.)C. Wang et Tung. The growth of varieties and forms ofPopulussimoniiCarr. in different site conditions were investigated and their trunks were parsed. The growth law ofPopulussimoniiCarr. was studied. and the suggestions were put forward for the protection and utilization of its natural forest resources.

PopulussimoniiCarr.; germplasm resources; growth situation; trunk analysis; growth law； Henan

2017-09-11

河南省科技攻关项目(102102110033)；郑州市重点科技攻关计划项目(30800472)

范永明(1993-)，男，河南漯河人，硕士研究生，从事植物分类与林木育种学研究。

杨秋生(1958-)，男，辽宁阜新人，教授，博士生导师。

1000-2340(2017)06-0808-07

S 792.116

A

李 莹)