張杰彪，王麗芳，許娜，張婷婷，安三平

（甘肅省小隴山林業(yè)實驗局林業(yè)科學(xué)研究所，甘肅省次生林培育重點實驗室，甘肅 天水 741022）

川西云杉Picea balfouriana廣泛分布于四川西部、西藏東部及南部、青海南部，是青藏高原上云杉屬植物分布的北緣樹種，垂直分布西部為 3 500～4 300 m，東部為 2 600～3 900 m。川西云杉生長快，材質(zhì)優(yōu)良，是分布區(qū)的主要造林樹種。紅皮云杉P. koraiensis分布于東北小興安嶺、吉林山區(qū)海拔1 400～1 800 m地帶，朝鮮及烏蘇里地區(qū)亦產(chǎn)。紅皮云杉較耐蔭，淺根性，適應(yīng)性較強(qiáng)，樹種姿態(tài)優(yōu)美，具觀賞特性和園林布景[1]。2008年，甘肅小隴山沙壩國家云杉/落葉松良種基地引進(jìn)川西云杉和紅皮云杉種子進(jìn)行強(qiáng)化育苗，3年生苗高25 cm以上，表現(xiàn)出較強(qiáng)的適應(yīng)性。2011年，分別在甘肅5個生態(tài)區(qū)布設(shè)試驗測定林，評價川西云杉和紅皮云杉生態(tài)適應(yīng)性和生長表現(xiàn)，以期為營建大面積試驗示范林提供參考依據(jù)。

1 試驗地概況

試驗地點共計5處：隴南試點，位于小隴山沙壩國家云杉/落葉松良種基地，代表隴南山地生態(tài)區(qū)；慶陽試點，位于慶陽市中灣林場國家油松良種基地，代表黃土高原丘陵溝壑生態(tài)區(qū)；臨夏試點，位于臨夏州農(nóng)業(yè)科學(xué)院林業(yè)科學(xué)研究所基地，代表中部半干旱生態(tài)區(qū)；張掖試點，位于張掖市龍渠國家青海云杉/祁連圓柏良種基地，代表祁連山生態(tài)區(qū)；民勤試點，位于民勤治沙綜合試驗站，代表河西走廊荒漠生態(tài)區(qū)。各試點基本情況見表1。

表1 試點基本情況

2 試驗設(shè)計

供試樹種：川西云杉種子引自云南香格里拉，紅皮云杉種子引自黑龍江。對照樹種：青海云杉Picea crassifolia種子引自青海大通，沙地云杉P. mongolica種子引自內(nèi)蒙古克什克騰旗。2008年播種育苗，2011年在5個試點和按照順序移栽建立試驗測定林，民勤試點以沙地云杉為對照測定林，其余試點以青海云杉為對照測定林；定植株行距100 cm×100 cm，3年生苗高25 cm以上。李青粉等研究得出，云杉引種時保存率是一個重要生態(tài)適應(yīng)指標(biāo)[2]，2015年調(diào)查保存率和越冬情況。以枯枝數(shù)量占枝條總數(shù)的百分比估算越冬情況，分為4個梯度：安全越冬，枯枝率0；輕度枯枝，枯枝率20% 以下；中度枯枝，枯枝率20%～80% ；重度枯枝，80% 以上。2016 年測量樹高、地徑、一級側(cè)枝數(shù)。

針葉性狀測定：樣株上隨機(jī)從當(dāng)年新梢1/2處10～15 cm范圍削取完整針葉100枚為1組樣葉，裝入自封袋內(nèi)帶回，每個測定林3次重復(fù)。室內(nèi)電子游標(biāo)卡尺測量單葉長度，精度0.01 mm；電子天平稱量樣葉鮮質(zhì)量，精度0.001 g；烘干箱中105 ℃殺青30 min，然后70 ℃烘干至恒定質(zhì)量，電子天平稱量樣葉干質(zhì)量，精度0.001 g；計算含水率。

3 結(jié)果與分析

3.1 幼樹保存率和越冬情況

幼林期測定林郁閉度低，植株間尚未發(fā)生強(qiáng)烈競爭，植株枯死主要由環(huán)境因素引起，適應(yīng)環(huán)境的植株生存而被保留，不能適應(yīng)環(huán)境的植株枯死而被淘汰。因此，保存率是反映生態(tài)適應(yīng)性的關(guān)鍵指標(biāo)，保存率越高則生態(tài)適應(yīng)性越強(qiáng)。越冬枯枝率同樣反映生態(tài)適應(yīng)性，越冬枯枝率越低，生態(tài)適應(yīng)性越強(qiáng)。

由表2可知，川西云杉測定林幼樹保存率，在隴南、慶陽、臨夏3處試點高于或接近對照樹種，說明其生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)于或接近對照樹種；在張掖、民勤試點均低于對照樹種10百分點，說明其生態(tài)適應(yīng)性略弱于對照樹種。各試點川西云杉測定林幼樹保存率均高于70%，排序為臨夏＞隴南＞慶陽＞張掖＞民勤，說明川西云杉在5處試點均具有一定的生態(tài)適應(yīng)性。川西云杉測定林幼樹越冬情況，在民勤試點為輕度枯枝，對照樹種則為安全越冬，說明其在該試點越冬適應(yīng)性較對照樹種為弱；在其余4處試點與對照樹種相同，均能安全越冬，說明其越冬適應(yīng)性與對照樹種相同。因此，川西云杉幼林適應(yīng)隴南山地、黃土高原丘陵溝壑、中部半干旱3個生態(tài)區(qū)，在祁連山、河西走廊荒漠2個生態(tài)區(qū)適應(yīng)性較弱，其中在河西走廊荒漠生態(tài)區(qū)更弱一些。

紅皮云杉測定林幼樹保存率，在隴南、慶陽、張掖試點高于或接近對照樹種，說明其生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)于或接近對照樹種；在民勤試點低于對照樹種14百分點，說明其生態(tài)適應(yīng)性略弱于對照樹種；在臨夏試點低于對照樹種67百分點，說明其生態(tài)適應(yīng)性低劣，遠(yuǎn)不及對照樹種。各試點紅皮云杉測定林幼樹保存率排序為隴南=張掖＞慶陽＞民勤＞臨夏，其中在臨夏試點僅為33%，其余試點均超過70%，說明紅皮云杉在臨夏試點生態(tài)適應(yīng)性低劣，在其余4處試點均具有一定的生態(tài)適應(yīng)性。紅皮云杉測定林幼樹越冬情況，在民勤試點為輕度枯枝，對照樹種則為安全越冬，說明其在該試點越冬適應(yīng)性較對照樹種為弱；在臨夏試點為重度枯枝，對照樹種則為安全越冬，說明其在該試點越冬適應(yīng)性低劣，遠(yuǎn)不及對照樹種；在其余3處試點與對照樹種相同，均能安全越冬，說明其越冬適應(yīng)性與對照樹種相同。因此，紅皮云杉幼林適應(yīng)隴南山地、黃土高原丘陵溝壑、祁連山3個生態(tài)區(qū)，不適應(yīng)中部半干旱生態(tài)區(qū)，在河西走廊荒漠生態(tài)區(qū)適應(yīng)性較弱。臨夏試點紅皮云杉測定林幼樹保存率只有33%，可能與該試點相對寒冷而干燥的氣候有關(guān)。

表2 幼樹保存率和越冬情況

3.2 生長性狀分析

幼林期測定林郁閉度低，植株間尚未發(fā)生強(qiáng)烈競爭，生長性狀主要反映植株生態(tài)適宜性。因此，樹高、地徑越大，一級側(cè)枝數(shù)量越多，生態(tài)適宜性越優(yōu)高，反之亦然。

由表3可知，8年生川西云杉樹高、地徑、一級側(cè)枝數(shù)量，在隴南試點均高于對照樹種，其中樹高提高37.1%，說明其生態(tài)適宜性優(yōu)于對照樹種；在張掖、民勤試點，樹高、地徑均接近對照樹種，一級側(cè)枝數(shù)量在張掖試點也接近對照樹種，但在民勤試點則明顯少于對照樹種，其生態(tài)適宜性接近于對照樹種；在慶陽試點，樹高低于對照樹種14.4%，地徑、一級側(cè)枝數(shù)量也略低于對照樹種，說明其生態(tài)適宜性略差于對照樹種；在臨夏試點，樹高低于對照樹種達(dá)34.7%，地徑略低于對照樹種，一級側(cè)枝數(shù)量則較對照樹種明顯減少，說明其生態(tài)適宜性劣于對照樹種。因此，就木材生產(chǎn)性能而言，與對照樹種相比，川西云杉在隴南山地生態(tài)區(qū)優(yōu)勢較大，在中部半干旱生態(tài)區(qū)劣勢明顯，在黃土丘陵溝壑生態(tài)區(qū)略呈劣勢，其余2處生態(tài)區(qū)與對照樹種相當(dāng)。

8年生紅皮云杉樹高、地徑、一級側(cè)枝數(shù)量，在隴南、慶陽、臨夏、張掖均高于或接近對照樹種，其中在隴南試點樹高提高75.2%，說明其生態(tài)適宜性優(yōu)于對照樹種；在民勤試點均遠(yuǎn)低于對照樹種，說明其生態(tài)適宜性劣于對照樹種。因此，就木材生產(chǎn)性能而言，與對照樹種相比，紅皮云杉在隴南山地、黃土丘陵溝壑、中部半干旱、祁連山4處生態(tài)區(qū)優(yōu)勢較大，在河西走廊生態(tài)區(qū)劣勢明顯。

表3 生長性狀調(diào)查

3.3 針葉性狀分析

從各試點氣候濕潤情況來看，隴南試點氣候最濕潤，民勤試點最干燥，慶陽、臨夏試點接近隴南試點，張掖試點接近民勤試點。

由表4可知，川西云杉、紅皮云杉針葉長度，在隴南試點均為最大，在民勤試點均為最小，但在其余試點排序各不相同，說明針葉長度在一定程度上反映其生態(tài)適應(yīng)性和適宜性。紅皮云杉葉干質(zhì)量同樣以隴南試點為最大，民勤試點為最小，說明葉干質(zhì)量在一定程度上反映其生態(tài)適應(yīng)性和適宜性。川西云杉、紅皮云杉葉鮮質(zhì)量和含水率在各試點之間無明顯規(guī)律性，說明葉鮮質(zhì)量和含水率兩個指標(biāo)反映的生態(tài)適應(yīng)性和適宜性是非線性的，具有一個最優(yōu)值。

表4數(shù)據(jù)表明，各試點針葉長度，川西云杉變化幅度較小，紅皮云杉變化幅度很大，說明川西云杉生態(tài)適應(yīng)性和適宜性在各試點相對一致，紅皮云杉生態(tài)適應(yīng)性和適宜性在各試點變化較大。各試驗針葉含水率，川西云杉變化幅度很大，紅皮云杉變化幅度較小，暗示川西云杉具有一定的調(diào)控針葉含水率適應(yīng)環(huán)境能力；紅皮云杉調(diào)控針葉含水率適應(yīng)環(huán)境的能力較弱，臨夏試點紅皮云杉測定林保存率低可能與此有關(guān)。結(jié)合表3、表4數(shù)據(jù)分析，8年生川西云杉樹高，各試點排序為隴南＞張掖＞臨夏＞慶陽＞民勤，但地徑和一級側(cè)枝數(shù)量慶陽試點排序第3，針葉長和針葉干質(zhì)量則排序第2，針葉含水率排序與樹高、地徑排序均不相同，說明川西云杉地徑生長與一級側(cè)枝數(shù)量緊密相關(guān)，與針葉長、針葉干質(zhì)量相關(guān)性較強(qiáng)；樹高與一級側(cè)枝數(shù)量、針葉長、針葉干質(zhì)量有一定相關(guān)性，地徑、樹高與針葉含水率無相關(guān)性。因此，川西云杉樹高和地徑生長在一定程度上決定于一級側(cè)枝數(shù)量、針葉長、針葉干質(zhì)量3個性狀，與針葉含水率無關(guān)。紅皮云杉則不存在相似規(guī)律性，可能與其針葉含水率調(diào)控能力較弱有關(guān)。

表4 針葉性狀調(diào)查

4 結(jié)論與討論

川西云杉幼林生態(tài)適應(yīng)性，在隴南山地、黃土高原丘陵溝壑、中部半干旱3個生態(tài)區(qū)良好，在祁連山、河西走廊荒漠2個生態(tài)區(qū)較弱；其生長表現(xiàn)在隴南山地生態(tài)區(qū)優(yōu)勢較大，在中部半干旱生態(tài)區(qū)劣勢明顯，在黃土丘陵溝壑生態(tài)區(qū)略呈劣勢，其余2處生態(tài)區(qū)與對照樹種相當(dāng)。因此，川西云杉在甘肅隴南山地、黃土高原丘陵溝壑區(qū)、祁連山區(qū)、河西走廊荒漠4個生態(tài)區(qū)可以進(jìn)一步擴(kuò)大引種試驗規(guī)模，在中部半干旱生態(tài)區(qū)則宜謹(jǐn)慎。

紅皮云杉幼林生態(tài)適應(yīng)性，在隴南山地、黃土高原丘陵溝壑、祁連山3個生態(tài)區(qū)良好，在河西走廊荒漠生態(tài)區(qū)較弱，在中部半干旱生態(tài)區(qū)低劣；其生長表現(xiàn)，在隴南山地、黃土丘陵溝壑、中部半干旱、祁連山4處生態(tài)區(qū)優(yōu)勢較大，在河西走廊生態(tài)區(qū)劣勢明顯。因此，紅皮云杉在甘肅隴南山地、黃土高原丘陵溝壑區(qū)、祁連山區(qū)3個生態(tài)區(qū)可以進(jìn)一步擴(kuò)大引種試驗規(guī)模，在中部半干旱、河西走廊荒漠2個生態(tài)區(qū)則宜謹(jǐn)慎。

在臨夏試點，紅皮云杉測定林幼樹保存率低下，只有33%，而且存在重度越冬枯枝現(xiàn)象，說明生態(tài)適應(yīng)性低劣。但生長表現(xiàn)超過對照鄉(xiāng)土樹種青海云杉，暗示其生態(tài)適宜性優(yōu)于青海云杉。分析其原因，一是該測定林保存率低，降低了植株之間競爭水肥的激烈程度，即密度減少所致；二是保存植株少，樣本數(shù)量減少造成的隨機(jī)誤差；三是保存下來的植株長勢健壯。其中第三條原因不容忽視。因為針葉長度分析表明，該樹種生態(tài)適應(yīng)性和適宜性變化較大，植株間強(qiáng)弱分化較大。具體原因尚需進(jìn)一步研究。但就選擇生長性能優(yōu)良的造林樹種而言，紅皮云杉在臨夏試點長勢優(yōu)于青海云杉的現(xiàn)象值得持續(xù)觀察，以便通過優(yōu)樹選擇途徑選育優(yōu)良品種。