遮阴处理对2种云杉的生长量及保存率的影响

摘要通过设置不同透光度的遮阴处理，开展遮阴处理对青海云杉和紫果云杉苗高、地径、冠幅等指标的年生长量及造林保存率的影响试验，结果表明：青海云杉和紫果云杉的生长量、成活率和保存率总体上表现为30%透光度遮阴处理组＞60%透光度遮阴处理组＞90%透光度遮阴处理组＞空白对照组，说明遮阴处理有效提高了造林成活率及保存率。

关键词青海云杉；紫果云杉；遮阴处理；生长量；保存率

中图分类号：S791.180.5 文献标识码：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

云杉属（Picea）是松科植物的第三大属，主要分布于北半球的寒温带、中纬度温带和亚热带中高山地区[1]。我国云杉属树种有16个种和9个变种，且部分为中国特有种。云杉属树种在青藏高原的周边地区形成高山林线或构成由西南地区至东北山地的替代性分布格局。云杉人工林林分的蓄积量居针叶林之首，在水源涵养、水土保持和生态系统水碳循环中有重要的作用[1]。

青海云杉（Picea crassifolia），是中国西北地区的特有树种，多以纯林形式分布于祁连山北，是祁连山区演化最年轻、进化程度较高的树种，由于林分结构较为单一，抗逆能力较差，但其在西北地区对涵养水源、防风固沙、抵御灾害等方面具有重要作用[2-4]。紫果云杉（Pisea purourea）是中国西部特有树种，天然分布于四川西部、青海和甘肃南部的高山林区，是西部高原地区组成森林草原过渡地带的连缘森林，其分布区是长江、黄河主要支流的源头或上游，生态地位十分重要[5，6]。

1材料与方法

1.1试验材料

本试验所用苗木均为2年生青海云杉和紫果云杉幼苗，来源于民和县峡门镇深巴村海泉苗圃。其他包括遮阴材料、便携式光合测量仪（LI-6400，USA）、皮尺和游标卡尺。

1.2试验方法

试验地点为德恒隆乡哇家滩村（102.068°E，36.020°N）。选择立地条件一致的地块，使用健康粗壮、无病虫害、规格大小一致的青海云杉和紫果苗木进行造林试验，设计30%透光度遮阴、60%透光度遮阴、90%透光度遮阴和对照组4个处理，每处理0.1 hm²，3次重复，株行距2 m×3 m，各处理青海云杉和紫果云杉株数各为165株（包含重复处理），试验设计见表1。

1.3数据采集与分析

2020年7月完成青海云杉和紫果云杉试验区苗木栽植，2020年8月测定并记录试验区2种云杉的树高、地径、冠幅等生长量指标并求均值；2021年8月测定并记录试验区2种云杉的树高、地径、冠幅等生长量指标并求均值，2022年8月份，以相同方式测定云杉生长量指标。

利用便携式光合测量仪（LI-6400，USA）测定2种云杉的蒸腾速率、净光合速率、胞间二氧化碳浓度与气孔导度等光合参数，选择LI-6400-2B LED红蓝光源，光强设置1 200 μmol·m-2·s^-1，随机选取2～3束青海云杉、紫果云杉的中上部针叶置于簇状叶室。

试验数据采用Excel 2010进行统计整理和作图，使用SPSS 24.0软件对数据进行方差分析及聚类分析。

2结果与分析

2.1不同透光度遮阴处理对2种云杉生长量的影响

如表2所示，遮阴处理对青海云杉的树高、地径、冠幅等生长量及保存率总体呈明显相关性。与CK1相比，处理1的树高年生长量均值、地径年生长量均值、冠幅年生长量均值及保存率分别均最大；处理2次之，两处理间存在显著差异（P＜0.05）；处理3表现较差，其地径年生长量均值、保存率分别与CK1处理相比差异不显著。因此，30%透光度的遮阴处理对提高青海云杉的生长量及保存率的效果最佳。

如表2所示，遮阴处理对紫果云杉的树高、地径、冠幅等生长量及保存率总体呈现明显相关性。与CK2相比，处理4的表现最佳，处理5次之，处理6表现较差，且各处理间存在显著差异（P＜0.05）。因此，30%透光度的遮阴处理对提高紫果云杉的生长量及保存率的效果最佳。

2.2不同透光度遮阴处理对2种云杉光合参数的影响如表3所示，不同透光度的遮阴处理对青海云杉的光合参数存在显著差异。相同立地条件下，不同透光度遮阴处理与CK1处理相比，处理3的光合速率（Pn）效果最佳，为5.14 μmol·m-2·s-1，处理1和处理2差异不显著，即30%透光度和60%透光度对净光合速率无显著影响；CK1处理下的蒸腾速率（E）最高，为3.04 mmol·m-2·s-1，处理3次之，处理1和处理2无显著差异，最低值为2.38 mmol·m-2·s-1；处理1的气孔导度（C）最高，为187.80 μmol·m-2·s-1，CK1处理组的最低，为136.69 μmol·m-2·s-1；处理1的胞间CO2浓度（Ci）值最低，为211.65 μmol·m-2·s-1，CK1的最大，为288.92 μmol·m-2·s-1。

如表3所示，不同透光度的遮阴处理对紫果云杉的光合参数存在显著差异。处理6的净光合速率（Pn）值为7.22 μmol·m-2·s-1，其效果最佳，处理4和处理5差异不显著，即30%透光度和60%透光度对净光合速率无显著影响，CK2的净光合速率最低，为4.85 μmol·m-2·s-1；CK2处理下的蒸腾速率（E）最高，为4.26 mmol·m-2·s-1，其次为处理6，处理4和处理5无显著差异，最低值为3.46 mmol·m-2·s-1；处理4的气孔导度（C）值最高，为201.89 μmol·m-2·s-1，CK2处理的最低，为147.64 μmol·m-2·s-1；处理4的胞间CO2浓度（Ci）值最低，为221.02 μmol·m-2·s-1，CK2处理组的最大，为295.18 μmol·m-ID0TMZCAmtmugDRzv1HQ4A8wq2dfkOf0P2KCGJ48kLk=2·s-1。

2.3不同透光度遮阴处理对2种云杉保存率的影响

使用SPSS 24.0进行聚类分析，应用Kmean聚类，选取本研究中的云杉类别、不同透光度遮阴处理以及净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度、年均树高生长量、年均地径生长量、年均冠幅生长量、造林保存率等24个变量个案纳入其中，聚类迭代。结果见表4。

通过表4最终聚类中心了解到，共将个案分为了2个类别。这些聚类中心代表了每个聚类的特征值。可以观察到，不同聚类的中心值在每个变量上都有所不同，这意味着K均值聚类将变量分为两组，使得每组内的变量相对相似，而不同组之间的变量差异较大。

通过表5最终分群结果可知，数据中的观测值已被分为2个不同的群组（第1群和第2群）。每个观测值都根据其特征与相应群组中心的距离被分配到不同的群组，较短的距离通常表示更好的匹配，因此离群组中心较近的观测值属于相应的群组。

通过表7了解到，模型的显著性P<0.05，表明模型具有统计学意义。

通过上述模型统计分析，表明处理1（青海云杉30%透光度遮阴）、处理4（紫果云杉30%透光度遮阴）和处理5（紫果云杉60%透光度遮阴）为同一类别，说明3个处理组的各测定因子与保存率的关联度相近，且经各项变量综合评估表明为生长状态更优的3组。综合而言，30%透光度遮阴处理下的青海云杉和紫果云杉的各项生长量指标与2种云杉的保存率均呈现显著正相关，30%透光度遮阴处理效果最佳。

3结论与讨论

对生境要求较高，天然更新能力较弱的苗木在培育过程中，可通过加强田间光照和遮阴管理，夏季减少阳光直射，冬春增加阳光照射，有利于苗木生长和提高成活率[7，8]。遮阴处理在一定程度上减缓光照强度对土壤及青海云杉的水分蒸发，降低光照强度对青海云杉的灼伤等外部损伤，且为喜阴的青海云杉改善了苗木生长小环境，达到了即能保水抗旱又能保墒抗寒的效果。紫果云杉的树高生长量和地径生长量均显著高于青海云杉的树高生长量和地径生长量，而青海云杉的冠幅生长量高于紫果云杉的冠幅生长量，这可能是青海云杉其树种本身的生长特性是纵向生长缓慢，物质积累向枝叶运输，导致冠幅生长较紫果云杉的冠幅生长快，而紫果云杉可能是顶端优势较青海云杉更明显。

遮阴处理试验测定光合参数，透光度较大时，光合作用强度减弱，净光合速率减弱，而蒸腾速率增强。紫果云杉为防止蒸腾作用散失过多的水分，将大量气孔关闭，胞间CO2浓度增多，因此在光照强度较大时，遮阴处理对青海云杉的光合速率有一定影响[9-11]，青海云杉和紫果云杉相比较，紫果云杉的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度等光合参数值均高于青海云杉的光合参数值。

青海云杉和紫果云杉的生长量和保存率总体上表现30%透光度遮阴处理的效果最佳，其次为60%透光度遮阴处理，说明遮阴处理有效提高了造林成活率及保存率。

参考文献：

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