李 彥
(西寧市林木種苗站,青海 西寧 810000)
楊樹Populus spp.是青海高原主要的生態(tài)造林樹種,因其生長迅速、成林周期短、生態(tài)功能顯著[1],在荒山造林、農(nóng)田林網(wǎng)、城鄉(xiāng)綠化及園林建設(shè)中發(fā)揮著先導(dǎo)作用,在經(jīng)濟建設(shè)、生態(tài)保護和社會發(fā)展中占有重要的地位。趙天錫等[2]根據(jù)地理氣候條件和楊樹主栽品種結(jié)構(gòu)狀況將全國楊樹栽培區(qū)劃分為13個,因青海地理氣候特征和楊樹主栽品種結(jié)構(gòu)狀況,單獨劃分為“青海高原區(qū)”,獨特的高原楊樹栽培生態(tài)條件在國內(nèi)楊樹栽培區(qū)十分罕見。青海是青楊P.cathayana,小葉楊P.simonii 的重點分布區(qū),東部湟水、黃河流域保存著一定數(shù)量的種質(zhì)資源;青海互助北山林區(qū)為冬瓜楊P.purdomii 分布核心區(qū)域[3];河北楊P.hopeiensis 原分布區(qū)僅限于民和縣隆治溝東南一隅[4]。截止2017年9 月,青海僅對部分鄉(xiāng)土楊樹種質(zhì)資源進行了小范圍調(diào)查,未見東部湟水、黃河流域內(nèi)楊樹種質(zhì)資源調(diào)查與優(yōu)樹選擇、收集的相關(guān)報道。
湟水、黃河流域是青海省主要的政治、經(jīng)濟、文化中心,對該區(qū)域主要楊樹種質(zhì)資源數(shù)量及分布狀況進行調(diào)查,為充分掌握其主要楊樹種質(zhì)資源數(shù)量、分布狀況以及合理編制楊樹種質(zhì)資源的開發(fā)利用、設(shè)計規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。同時,結(jié)合資源調(diào)查開展優(yōu)樹選擇、收集與保存,為青海省楊樹種質(zhì)資源的發(fā)掘、保存及新品種培育提供種質(zhì)保障。
青海省西寧市大通縣、湟中縣、湟源縣及市區(qū);海東市平安區(qū)、樂都區(qū)、互助縣、民和縣、化隆縣、循化縣。共涉及2個行政市的10個縣(區(qū))22個鄉(xiāng)(鎮(zhèn))86個村主要分布的楊樹天然林及人工林。調(diào)查轄區(qū)自然條件詳見表1。
表1 青海東部湟水、黃河流域自然條件Table 1 Natural conditions of surveyed area
青楊、小葉楊、冬瓜楊、新疆楊P.alba var.pyramidalis、河北楊、毛白楊P.tomentosa。
1.3.1 踏查 2015年5-10 月以縣(區(qū))為調(diào)查單位,對當(dāng)?shù)亓謽I(yè)主管部門及省內(nèi)楊樹專家訪談,大致了解6種楊樹種質(zhì)資源的分布面積、保護利用等情況,進行實地核實調(diào)查。在典型分布區(qū)內(nèi),選取垂直分布明顯的山體,沿山體垂直梯度進行踏查,確定各類楊樹在該地的垂直分布上、下限海拔高度。
在踏查的基礎(chǔ)上,確定重點分布區(qū)域,以線路調(diào)查為主,標準地調(diào)查為輔的方式進行調(diào)查。記錄樣地經(jīng)緯度及海拔,樣地內(nèi)進行每木檢尺,測量樹高、胸徑。
1.3.2 線路調(diào)查 對6種楊樹種質(zhì)資源相對集中的重點分布區(qū)域,根據(jù)地形、地貌、樹種分布情況,從山底向山脊沿海拔升高方向和沿河岸從下游向上游路線進行種質(zhì)資源調(diào)查,長度與寬度不限定,調(diào)查面積不少于660 m2。
1.3.3 標準地調(diào)查 純林中以密度和林種來確定樣地面積,設(shè)置標準地10 塊,樣地面積設(shè)為30 m×30 m;林分復(fù)雜的楊樹混交林設(shè)置標準地15 塊,樣地面積設(shè)為(20 m×20 m)~(20 m×30 m)。10個縣(區(qū))內(nèi)共設(shè)置標準地220個。
在楊樹種質(zhì)資源調(diào)查的同時,進行優(yōu)樹選擇。先確定優(yōu)良林分,在優(yōu)良林分中選擇優(yōu)樹。參照萬雪琴等[5]優(yōu)樹選擇標準執(zhí)行。
①未經(jīng)過“拔大毛”式疏伐的天然林或人工林;②8~40 a 的中齡林、近熟林為主;③林分郁閉度0.6~0.8;④純林為主,混交林中楊樹株數(shù)比例不低于50%;⑤林分面積不少于100 m2,選優(yōu)群體不少于30 株;⑥林木生長良好,選優(yōu)樹平均樹高大于10 m,平均胸徑大于10 cm。
在確定的選優(yōu)林分中按照生長量和形質(zhì)2個指標進行優(yōu)樹選擇。
生長量指標:單株樹高大于同齡林分平均值的5%以上、胸徑大于同齡林分平均值的10%以上、材積大于同齡林分平均值的15%以上。
形質(zhì)指標:植株生長健壯、發(fā)育良好、樹干通直圓滿、冠幅均勻、體型高大、無病蟲害、無機械損傷、無抽梢干枯現(xiàn)象。
楊樹優(yōu)良林分同齡林中采用優(yōu)勢樹木對比法[6],即在優(yōu)良林分區(qū)中選取1 株符合優(yōu)樹選擇指標的樹定為候選樹,在立地條件相對一致10~15 m 半徑范圍內(nèi),選出僅次于候選樹的3~5 株優(yōu)勢木,實測其胸徑、樹高、材積值并計算其平均數(shù),如候選樹的指標超過平均值則為優(yōu)樹;異齡林也參照此方法執(zhí)行,但要將優(yōu)樹和優(yōu)勢木相差的樹齡校正后才可比較,校正值=優(yōu)樹材積-(優(yōu)樹相當(dāng)于優(yōu)勢木樹齡時的年生長量×相差樹齡)。
根據(jù)6種楊樹在青海東部湟水、黃河流域的資源分布情況繪制分布圖。
在種質(zhì)資源調(diào)查中選定優(yōu)樹549 份,做好編號、標記與記錄工作。于當(dāng)年10-12 月采集優(yōu)樹一年生枝條健壯枝條,地窖沙藏。次年4 月10-30 日,在西寧大通縣后子河苗圃制穗扦插,建立1.8 hm2優(yōu)良種質(zhì)資源保存圃,為開展優(yōu)良無性系初選工作提供材料。次年9 月下旬調(diào)查6種楊樹平均扦插成活率為92%。
調(diào)查表明,青海東部湟水、黃河流域6種楊樹種質(zhì)資源主要分布區(qū)在海拔1 800~3 100 m、年平均氣溫2~9℃、年平均降水量300~500 mm、≥10℃年有效積溫700~3 000℃地區(qū)。
青楊是青海高原的鄉(xiāng)土樹種,分布最廣、最常見也是人工林主要選擇樹種。分布在海拔1 800~3 200 m,年均氣溫2~9℃,≥10℃年有效積溫700~2 500℃,喜溫涼濕潤氣候,在青海東部湟水、黃河流域中分布面積達20 978.6 hm2。小葉楊主要分布在互助縣、循化縣、化隆縣,絕大多數(shù)為天然林,分布在海拔1 800~3 100 m面積達1 732.21 hm2,小葉楊是楊屬中唯一具有旱生特點,耐高寒、耐貧瘠、耐干旱、抗風(fēng)沙能力強,是營造防風(fēng)固沙、農(nóng)田防護林及生態(tài)屏障最佳樹種。冬瓜楊是青海高原重要的鄉(xiāng)土樹種之一,東部湟水、黃河流域主要分布在互助縣北山林場和循化縣孟達天池周圍,均為天然林,海拔2 200~2 900 m,面積達950.95 hm2,冬瓜楊耐高寒、耐土壤瘠薄,常生長在河流及小溪兩岸灘地。新疆楊自上世紀70年代前后引入青海,為青海高原較少成功引進的楊樹之一,均為人工林,面積91.72 hm2,在東部湟水、黃河流域主要分布在民和縣,新疆楊極耐空氣干燥,在高溫、干熱風(fēng)發(fā)生季節(jié),其它楊樹易發(fā)生葉枝現(xiàn)象,新疆楊生長卻依然旺盛。河北楊自上世紀50年代引入青海,在東部湟水、黃河流域主要分布在民和縣,分布海拔為1 800 m,東部黃土地帶人工林海拔可達2 700 m,分布面積為88.94 hm2。毛白楊為引入樹種,屬暖溫帶樹種,適合年均氣溫6~9℃地區(qū),分布在海拔1 800~2 500 m,海拔2 500 m 以上不生長,在青海東部湟水、黃河流域較少面積僅為12.31 hm2。
在青海東都湟水、黃河流域的10個縣(區(qū))中,6種楊樹資源在互助縣分布最多,化隆縣分布最少,分布排序為:互助縣>湟中縣>大通縣>西寧市>民和縣>樂都區(qū)>循化縣>湟源縣>平安區(qū)>化隆縣。從分布面積看,青楊最多,毛白楊最少。次序為:青楊>小葉楊>冬瓜楊>新疆楊>河北楊>毛白楊(表2)。
表2 青海東部6種楊樹資源分布Table 2 Distribution 6 species of Populus resources in the Eastern Qinghai province
2015-2016年累計收集保存優(yōu)樹549 份,其中青楊61 份、小葉楊385 份、河北楊4 份、毛白楊6 份、新疆楊14 份、冬瓜楊79 份(表3)。
表3 6種楊樹優(yōu)樹種質(zhì)保存數(shù)量Table 3 Number of conservation on plus trees germplasm of 6 species of Populus
青海地處北半球中緯度,屬中溫帶氣候區(qū),自然氣候條件既與同緯度地帶不同,也與同經(jīng)度地帶不一致,不同地段分別表現(xiàn)出溫暖濕潤、溫暖干旱、寒冷半濕潤、寒冷半干旱、寒冷干旱類型的氣候特征,地區(qū)差異性大,局部地區(qū)性表現(xiàn)突出,這種獨特的高原楊樹栽培生態(tài)條件在國內(nèi)楊樹栽培區(qū)十分罕見。上世紀50年代中期至本世紀10年代,青海省從國內(nèi)外引入數(shù)以百計的楊樹品種,經(jīng)過長期觀測、區(qū)域試驗等,適合青海高原地區(qū)生長的楊樹品種很少,絕大多數(shù)楊樹品種因生長不良或死亡。楊樹種類多、分布廣,趙天錫等[2]對楊屬分為五個派別,分別為青楊派、胡楊派、白楊派、黑楊派、大葉楊派。調(diào)查發(fā)現(xiàn),青海東部湟水、黃河流域生長的楊樹大多數(shù)為青楊派(青楊、小葉楊、冬瓜楊)的鄉(xiāng)土樹種,少部分為白楊派(河北楊、新疆楊、毛白楊),其它派別楊樹種類成活率低,不宜生存。其原因有以下2 點。
(1)生長期短。青海屬于高原大陸性氣候,平均氣溫低,相比其它省份適合植物生長期少30~40 d。西寧楊樹生長期從4 月中上旬到9 月中下旬,生長期160~180 d,而從外地引進的楊樹,生長期均需220~240 d,因此,滿足不了大多數(shù)楊樹生長的需要。
(2)生長期內(nèi)積溫低。青海楊樹栽培區(qū)生長期積溫低,比其它大多楊樹栽培區(qū)相差1 000~2 500℃。其它大多數(shù)楊樹栽培區(qū),≥10℃的年積溫都在3 000~5 000℃,有些地區(qū)甚至更高,而在青海東部≥10℃的年積溫大都在2 000~2 500℃,很多地區(qū)地不足1 000℃。因此,楊樹生長期內(nèi)的熱量不足,滿足不了干物質(zhì)積累的需求。
青楊派楊樹多數(shù)具有生長期短、適應(yīng)高寒氣候的特征,因此,在青海高原適合生長的楊樹絕大多數(shù)為青楊派,占總量的90%。青楊、小葉楊、冬瓜楊等鄉(xiāng)土樹種,在青海省年均氣溫不足3℃、≥10℃年積溫700℃左右、海拔2 900~3 000 m 東部地區(qū)和海拔3 100 m 的西部風(fēng)沙地區(qū)均能正常生長。
通過對青海東部湟水、黃河流域青楊、小葉楊、冬瓜楊、新疆楊、河北楊、毛白楊種質(zhì)資源調(diào)查,摸清了資源分布現(xiàn)狀。從分布面積看,青楊在青海東部分布面積最大(20 978.6 hm2)、數(shù)量最多,其次為小葉楊(1 732.21 hm2)、冬瓜楊(950.95 hm2)、新疆楊(91.72 hm2)、河北楊(88.94 hm2),毛白楊分布最少(僅12.31 hm2);從分布區(qū)域看,6種楊樹資源在互助縣分布最多,化隆縣最少,分布排序為:互助縣>湟中縣>大通縣>西寧市>民和縣>樂都區(qū)>循化縣>湟源縣>平安區(qū)>化隆縣。青海東部相對全省范圍,楊樹種類較多、長勢好,具有一定代表性。從分布面積、分布區(qū)域、生長狀況可知,青楊派種群為主栽品種,其余小部分均為從外域引種成功的楊樹。調(diào)查中共收集保存優(yōu)良楊樹種質(zhì)資源549 份,建立優(yōu)良種質(zhì)資源保存圃1.8 hm2,為充分利用青海省鄉(xiāng)土楊樹優(yōu)勢資源,楊樹良種規(guī)?;a(chǎn)奠定了種質(zhì)基礎(chǔ)。