沿黄土石山区几种针叶树造林生长情况研究

张锡唐，石长春，2，高荣，2，马存平，2，史社强

(1.陕西省林业科学院，陕西 西安 710000；2.陕西榆林毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站，陕西 榆林 719000)

2019年，黄河流域生态保护和高质量发展上升为重大国家战略[1]。黄河流域生态保护和高质量发展国家战略涉及的地市级行政区数有 91 个，包括青海、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、山东 7 省份全域，以及内蒙古西部的 6 市 1 盟和四川的阿坝、甘孜 2 个州。榆林沿黄地区作为重要一部分，生态治理同样尤为重要[2]。

榆林沿黄土石山区，以黄河河床为基准线向西延伸10 km，北起府谷墙头镇，南至清涧县双河庙乡，涉及榆林市辖区府谷、神木、佳县、绥德、吴堡、清涧6市县28个乡镇和办事处，759个行政村，人口43.96万人，总土地面积约2 775 km2。沿黄土石山区地貌土石山地，生态脆弱，为水土流失最严重区域之一，年侵蚀模数高达2×104～3×104tkm-2，沟壑密度4.58 hm2km-2。此外土壤瘠薄，氮、磷、钾贫乏且比例失调，保肥能力一般。降雨季节分布不均，相对缺水，年均降水量414 mm，雨季主要集中在7—9月，降水量占全年60.6%[3]。

基于沿黄土石山区的环境状况，选择可以适应当地环境的树种尤为重要。彰武松(Pinusdensifloravar.zhangwuensis)作为抗旱能力比樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolica)更强，还有极强的适应性的优良树种，已经被广泛推广种植[4]。班克松(Pinusbanksiana)作为采伐、火烧迹地和裸地的先锋树种，能够较快地占据林地和裸地，形成稳定的森林群落[5]。长白落叶松(Larixolgensis)同样为耐寒、抗旱且病虫害少的优良水土保持树种[6]。而油松(Pinustabuliformis)和侧柏(Platycladusorientalis)是半干旱地区分布最广、数量最多的针叶树种，也是当地的乡土树种[7]。从生物学特性来看，以上5种针叶树均可适应沿黄土石山区环境。

为推进沿黄土石山区生态建设，本研究选择彰武松、班克松、长白落叶松、油松、侧柏等5种针叶树在沿黄土石山区进行造林试验，探究不同地理位置下5种针叶树种在沿黄土石山区的适应性及生长情况，筛选出适合本区的造林树种。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地设置在府谷县郝家塞村。该村地理位置为110°58′56″ E，38°54′9″ N，属于府谷县府谷镇碛塄乡。该地区属于温带半干旱大陆性季风气候区，具有干、湿、寒、热四季分明的气候特征；同时，高降水量和高温处于同一时期，降水年际变化大。年平均气温 9.2 ℃，最冷月为1月，平均气温-8.5 ℃，最热月为7月，平均气温为 23.8 ℃，年均日较差 12.3 ℃，最大日较差 22.3 ℃[8]。试验地土壤类型为黄绵土，碱性土壤。

1.2 试验材料

班克松、彰武松、长白落叶松均为4年生苗木，由陕西省林业科学院治沙研究所林场提供。油松、侧柏也为4年生苗木，由府谷县地方提供。

1.3 试验设计

苗木试验地选于郝家寨周边土石山区中部(坡中)与上部(坡上)，坡中和坡上栽植相同的5种试验树种。从南到北种植顺序为樟子松、彰武松、长白松、油松、侧柏，每个树种按方块区域(10 m×10 m)种植，苗木间隔1.5 m，每块区域内种植36株，每个树种种植3个区域，乡土树种油松和侧柏作为对照。试验记录时坡中位置栽植树种表示为树种-Z；坡上位置为树种-S。

1.4 试验方法

试验于4月开始，按照试验设计栽植完成后，首先进行每个树种的初始数据测定，包括株高、胸径。在同年11月进行苗木年生长情况测定，包括存活率、株高、胸径、新梢生长量，每个处理测定3个样方。株高、新梢生长量均用卷尺测量，胸径使用游标卡尺测定。

株高净增长量=11月份株高-初始株高；

地径净增长量=11月份地径-初始地径；

存活率=存活株树/调查株树×100%。

1.5 数据分析

数据用2010版Excel进行统计，采用SPSS 20.0进行方差分析。采用最小显著差数法(LSD 法)进行多重比较(α =0. 05)，图表中数据为平均值±标准误差。

2 结果与分析

2.1 造林成活率分析

试验地中各树种存活率情况如表1所示。从存活率数据来看，坡中位置的彰武松存活率最高(86.47%)，坡上位置的彰武松存活率(73.86%)明显低于坡中彰武松。同时坡中位置班克松存活率次之(82.30%)，第3是坡中位置的油松存活率(77.41%)，第4是坡中位置的侧柏(72.94%)。而长白落叶松存活率最低，不适合在沿黄土石山区种植。从整体来看，不同植株在坡中位置的整体存活率都高于坡上的存活率。

表1 不同树种在沿黄土石山区存活情况

2.2 株高净增长量分析

不同树种在不同坡位上的株高生长情况如图1所示。从株高净增长数据来看，无论是坡中位置还是坡上位置，其生长量均是彰武松>班克松>油松>侧柏。其中坡中位置的彰武松株高净增长量最高(25.5 cm)，显著高于其他针叶树；其次是坡中位置班克松(18.4 cm)和坡上位置彰武松(21.5 cm)，两者没有显著差别；株高净生长量最低的是坡上位置的侧柏(10.2 cm)。从株高净生长数据可以看出，最适合在沿黄土石山区造林的针叶树为彰武松，其次是班克松，均优于本地树种油松和侧柏。

图1 不同处理下植株株高净增长量

2.3 地径净增长量分析

不同树种在沿黄土石山不同坡位上地径生长情况如图2所示。从地径净增长量数据来看，坡上位置，彰武松>油松>侧柏>班克松；坡中位置，彰武松>油松>班克松>侧柏。整体比较，地径增长量最高的是坡中位置的彰武松(11.25 mm)，其次是坡上位置的彰武松(8.85 mm)，最低的是坡上位置的班克松(2.71 mm)。从地径数据来看，最适合在沿黄土石山区种植的是彰武松，其次是油松和班克松，最后是侧柏。因此，班克松不适合在沿黄地区的坡顶造林。

图2 不同处理下植株地径净增长量

2.4 新梢增长量

彰武松、班克松、油松在沿黄土石山区的新梢生长情况如图3所示。整体来看，坡中位置彰武松和坡中位置班克松新梢生长量最高，分别为14.3 cm和14.7 cm。其次为坡上位置班克松和坡中位置油松，分别为12.2和11.6 cm，与前面两个处理并无明显差异。坡上位置的油松新梢生长量最低，为8.4 cm。整体看，对这3种针叶树来说，坡中位置的新梢生长均强于坡上位置。

图3 不同处理下植株新梢生长量

3 结论与讨论

据调查，榆林沿黄土石山区在不包含红枣面积的情况下，森林覆盖率为20%，算上红枣林，森林覆盖率为40%。在这样覆盖率的情况下，沿黄土石山生态依然脆弱，且水土流失严重。植树造林一方面可以发挥植物保持水土的功能，另一方面也可以改善当地的生态环境[9]。然而造林首先要选择适合本地生境的优良造林树种，做到适地适树。本研究通过将彰武松、班克松、长白落叶松、油松和侧柏5种树种在沿黄土石山区进行造林试验，筛选出了适合沿黄土石山区的造林树种。试验结论如下：(1)彰武松最适合在沿黄土石山区栽植，其生长情况显著优于本地树种油松和侧柏；(2)班克松更适合在沿黄土石山区的坡中位置栽植；(3)长白落叶松不适合在沿黄地区栽植；(4)栽植成活树种中，坡中位置生长情况均优于坡上位置。

从存活率来看，除长白落叶松成活率极低以外，无论坡上还是坡中位置，彰武松、班克松、油松和侧柏成活率均达到70%以上，可以较好地适应沿黄地区环境。此外，不同品种坡中位置的存活率均高于坡上位置，推测原因是坡中位置的土壤条件优于坡上。杨宝宝等人在黄土高原沟壑区进行山地油松试验中发现阴坡的半阴坡位置更适合油松栽植[10]，而本研究中油松栽植位置属于阳坡，因此这也可能是影响油松存活率低于彰武松的原因。

从生长数据来看，无论株高净增长量还是地径净增长量，结果均表明同一树种，坡中位置的生长均高于坡上位置。同一坡位的5种树种，彰武松的株高和地径净增量数值均是最高的，且都显著高于其他处理。彰武松能有这样好的表现，与其生物学特性密不可分。雷泽勇等人研究表明，以2年生樟子松为砧木，以彰武松当年生嫩枝为接穗进行嫁接，嫁接后的彰武松苗高平均生长量高出樟子松的56.6%[11]。其次，彰武松有很好的适应性和抗旱性，孟鹏等人的研究表明，彰武松在风沙土、褐土、草甸土、棕壤、栗钙土和碱性土上均可正常生长[12]。班克松的株高净增长明显高于油松，然而地径生长低于油松，说明班克松生长和当地品种油松相当，也适合于沿黄土石山区栽植。侧柏在坡中位置的株高数据高于坡上位置，这与张玲玲调查结果一致[13]。新梢生长的长度一定程度上可以反映树势的强弱。本研究中无论坡上还是坡中，彰武松、班克松、油松新梢生长均超过8 cm，树种长势均良好。长白落叶松作为东北的一种耐寒、耐旱、成长快的速生造林树种，其在沿黄地区存活率很低，有可能和土壤条件有关。长白落叶松适合湿润、肥沃的中性和酸性土壤，虽有一定的耐碱性[14]，但可能由于沿黄地区土壤贫瘠且碱性较高，导致不太适合长白落叶松生长。

适生树种的选择是造林成功的关键，本研究筛选出了适合沿黄土石山区的树种彰武松和班克松，其生长情况显著优于本地树种油松和侧柏。彰武松和班克松的引进栽植，必定会改善沿黄土石山区造林树种结构组成，增加生物多样性，提高沿黄土石山区的生态稳定性。