韓建華 周 芳 張麗霞 伊紅利

(1．四子王旗林業(yè)和草原局，內(nèi)蒙古 四子王旗 011800；2.四子王旗巴音敖包蘇木，內(nèi)蒙古 四子王旗 011800)

2019年3月5日，習近平總書記在參加十三屆全國人大二次會議內(nèi)蒙古代表團的審議時強調(diào)，“內(nèi)蒙古生態(tài)狀況，不僅關系全區(qū)各族群眾生存和發(fā)展，而且關系華北、東北、西北乃至全國生態(tài)安全。把內(nèi)蒙古建成我國北方重要生態(tài)安全屏障，是立足全國發(fā)展大局確立的戰(zhàn)略定位，也是內(nèi)蒙古必須自覺擔負起的重大責任?！盵1]胡楊作為古生物遺留物種，在內(nèi)蒙古中部地區(qū)的四子王旗是獨特的存在，無論從它的物種基因的珍貴性還是其當?shù)胤植嫉南∪毙砸约皩Ξ數(shù)刈匀簧鷳B(tài)、人文景觀的重要性，都迫切要求我們采取有效的保護措施。因此我們對胡楊林進行了系列調(diào)查，采取相應的技術措施，進一步探討胡楊自然更新規(guī)律和人工輔助更新方法。

1 四子王旗胡楊林的更新

1.1 胡楊林的無性繁殖更新

胡楊的自然更新主要通過根蘗即串根繁殖進行，其根系向外水平擴展可達十幾米，它的根系有很強的萌生力，常萌蘗串生出新的植株。為進一步了解胡楊自然更新情況，我們在反復研究胡楊林自然生長環(huán)境方面的理論書籍，胡楊的無性繁殖主要是由主根上分支形成的橫走根來完成的,橫走根產(chǎn)生不定芽，但芽形成的部位不產(chǎn)生不定根。不定芽再發(fā)育形成無性系小株。無性系小株可單個發(fā)生，也可 3～6個叢生，無性系小株生長發(fā)育形成的單株可進行有性繁殖。[2]

與此同時，又選擇林內(nèi)不同胸徑與高度的胡楊作為樣樹，實地調(diào)查各樣樹周圍5m范圍內(nèi)幼樹數(shù)量的自然繁殖情況，詳見表1。

表1 胡楊自然根蘗繁殖調(diào)查表

經(jīng)過長期實地調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)胡楊達到一定年齡可以通過根系萌發(fā)出新的植株，不同胸徑的胡楊其周圍的幼株數(shù)量有所不同，一般是胸徑6～20cm的根蘗苗較多，而且隨著胸徑的增大根蘗苗數(shù)量以樹干為中心向外延展，胸徑小的母樹其根蘗苗多發(fā)生在近樹干著生3m以內(nèi)，而胸徑大的母樹其串根苗則多發(fā)生在3m以外，這一現(xiàn)象說明胡楊隨著年齡增加其地下根系逐步向外擴展近樹干的根系逐漸老化，而外部的根系活動力更強，更容易萌發(fā)出新的植株。串根萌發(fā)出的新株多以簇壯著生，一般每株3～6株，在地面上看則以多株計算。

胡楊雖然很容易通過串根萌發(fā)出新的植株，但是這種自然更新與其土壤的水分有密切的關系，通常在頭年的秋季林地水分含量較多次年則可萌發(fā)出較多的新株，而林地水分的獲得主要來自于當年是否發(fā)生洪水灌溉。一般來說發(fā)生洪水的年份，特別是當洪水水量較多在林地內(nèi)滯留時間較長，水分可以通過土壤的滲透下滲到1.5m以下，次年林地上就能生出大量的幼株。而當年無洪水、降水稀缺的年份，次年則基本上沒有生出幼株。不僅如此，胡楊更新苗的生存也是依賴于土壤的水分，雖然洪水的到來可以使林地上出現(xiàn)大量的更新苗，但是新生苗的數(shù)量雖多并不代表它們?nèi)靠梢猿蔀橛讟?。冬季嚴寒、夏季高溫、春秋強風，使得林地的水分在較短的時間內(nèi)便會消失殆盡，此時母樹自己的生存受到威脅其根系活力下降，自然不能為此時根本不能脫離母樹滋養(yǎng)的幼苗提供所需的水分，而簇狀萌生的幼苗單株間的水分競爭強烈，使當年萌發(fā)的新株因缺水而枯死。

1.2 胡楊天然實生苗的更新

四子王旗胡楊林每年4月下旬花芽膨大5月上旬開花中旬以后展新葉。一般5月末至6月發(fā)育果實，種子成熟期為6月～7月。而在實際觀察中，我們連續(xù)幾年未發(fā)現(xiàn)成熟的種子隨風揚絮﹑自然飄落現(xiàn)象。這極有可能是當?shù)氐暮鷹盍謨?nèi)沒有結實的雌樹或者完全沒有雌樹，如果結果成立那么造成其結果的原因根據(jù)推斷有兩種情況，一是當時地質(zhì)變遷胡楊僅殘留幾株雄株，后經(jīng)無性繁殖逐漸擴展到現(xiàn)在的面積范圍；二是原本完整的林分經(jīng)過漫長嚴酷的氣候干旱化考驗，使得因承擔孕育種子而需要維持比雄樹相對更加穩(wěn)定生活環(huán)境的雌樹，在環(huán)境不斷惡化中最終逐步消失形成了現(xiàn)在胡楊單一雄性的林分，這種情況下當?shù)睾鷹钍遣淮嬖谟行苑敝车?。?jīng)過調(diào)查分析我們認為可能對胡楊幼苗生長有顯著影響的，主要是土壤的水分、養(yǎng)分、鹽分等環(huán)境因素,在對不同生長時期胡楊幼苗的生長特性觀察后，仔細記錄影響胡楊幼苗生長的氣候環(huán)境和土壤營養(yǎng)成分,通過對比分析同一土壤培植區(qū)域不同時期的胡楊幼苗，與同一時期不同土壤環(huán)境的胡楊幼苗生長的情況。同時參照北京林業(yè)大學呂爽的研究結果：一年生胡楊幼苗地上部分生長對水分的響應過程與根系趨于一致,其對于干旱脅迫的適應性增強了,而對于水分的需求比根系大，干旱脅迫下幼苗通過將更多的生物量分配給根系從而提高根冠比發(fā)展適應的策略。兩年生胡楊幼苗地上部分對于干旱脅迫適應性比1年生幼苗強,土壤水分含量的增加可促進幼苗地上部分的生長[3]。而在實地，由于氣候土壤十分干燥，夏季高溫季節(jié)，即使有種子自然飄落亦很難生根發(fā)芽長出新的實生幼苗。而即使林地內(nèi)土壤較為濕潤，但由于林地內(nèi)雜草叢生，林地上枯落物縱橫交錯，種子并不能獲得萌發(fā)條件與生長條件，所以我們在林地內(nèi)調(diào)查時并未發(fā)現(xiàn)有實生幼苗。這說明，在當?shù)氐淖匀粭l件下胡楊林的自然更新是以根系萌發(fā)新株的無性繁殖，而無性繁殖更新的地點發(fā)生在林地內(nèi)部的林緣地段。出苗以母樹周圍3～8m以內(nèi)居多，以種子發(fā)芽生成新苗的有性繁殖方式在林地內(nèi)未見發(fā)生。但是在林地外圍，在順河道的積草灘地面在流水過后上層土壤松軟濕潤，又很少有雜草阻礙。如果有胡楊種子于此時飄落則可發(fā)芽生根形成實生幼苗，雖然后期同樣受到干旱風沙的侵害制約，但仍會有少數(shù)幼樹成活這對胡楊的生存擴展是非常有利的，所以如果經(jīng)過人工播種也能促進胡楊繁殖更新。

2 胡楊林的人工更新探討

黨的十九屆五中全會提出，推動綠色發(fā)展促進人與自然的和諧共生。堅持綠水青山就是金山銀山的理念，堅持尊重自然、順應自然、保護自然，堅持節(jié)約優(yōu)先、保護優(yōu)先、自然恢復為主，守住自然生態(tài)安全邊界。深入實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，完善生態(tài)文明領域統(tǒng)籌協(xié)調(diào)機制，構建生態(tài)文明體系，促進經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型，建設人與自然和諧共生的現(xiàn)代化環(huán)境[4]。作為長期在基層林業(yè)戰(zhàn)線奮戰(zhàn)的一線工作者，響應黨中央號召從構建全球生態(tài)文明角度出發(fā)，力求通過多渠道努力保護好位于祖國北疆的生態(tài)安全屏障。在現(xiàn)代科技輔助下，通過人工更新的方法有效改善胡楊林的自然生長環(huán)境質(zhì)量，進一步提升森林草原生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，全面提高原始胡楊林資源利用效率。

2.1 采取圍欄封禁，促進胡楊自然繁育

過去由于胡楊生長在偏遠牧區(qū)，對胡楊的保護沒有足夠重視保護措施很不完善。隨著當?shù)厝丝诤蜕髷?shù)量激增，加上前往觀光人數(shù)日益增加常使胡楊林遭受破壞，特別是幼苗極易受到踐踏和啃食，林地土壤因踩踏變得更加堅實干旱加速了林分的老化。近年來政府加強了對胡楊林的保護，經(jīng)過幾年的投資建設，用高質(zhì)量圍欄設施完成了對胡楊林的圍欄改造。新建設的圍欄設施，采用Φ20cm空心后壁鋼管作圍欄龍骨，地下用混凝土固定每隔十米再設斜鋼頂柱，以加強圍欄機械強度。圍欄網(wǎng)片全部用10#鋼筋制作網(wǎng)高2.2m，網(wǎng)頂加一層帶刺伸縮網(wǎng)圈以防人畜擅入。設置高架圍欄，是實現(xiàn)胡楊林封育目的的重要措施，真正起到保護與促進胡楊自我修復的效果。從2016年圍欄建成后的這幾年可以看到，林內(nèi)新株數(shù)量明顯增加，幼苗折斷、伏地現(xiàn)象已不再發(fā)生，林內(nèi)那些人畜踐踏出的縱橫交錯的堅實小道不見了。這說明通過圍封有效地阻斷了外界與胡楊林的通道，最大程度地減輕了對胡楊林的不良干擾，從而使其獲得休養(yǎng)生息、自然恢復的機會。

胡楊是我國西北廣大干旱半干旱地區(qū)唯一能夠獨自成林的喬木樹種，常伴河而生是我國荒漠區(qū)目前無以取代的自然成林樹種，對于保護我國西北廣大荒漠地區(qū)脆弱的生態(tài)平衡和保障綠洲農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)起著至關重要的作用[5]。四子王旗的胡楊目前只有十幾畝的小面積分布，這也是受當?shù)刈匀粭l件和人為干擾雙重壓制無法自然擴展的結果。胡楊除了集中生長的小區(qū)外，在其不遠處還有零星生長，縱觀其周圍環(huán)境、地形特點、河道流向以及分布格局，可以預見到一旦有相應的合適條件，胡楊林的面積不僅可以利用串根方式向外擴展，還可以通過人工播種向上下河道灘地及周邊開辟新的領地。所以我們在設計圍封的范圍時，根據(jù)胡楊林周圍地形地勢條件，并顧及與胡楊生長密切相關的檉柳、芨芨草的分布情況，相應地將胡楊林圍封面積擴大到近2000畝，為促進胡楊林自然更新及人工擴繁創(chuàng)造了充分的空間和有利條件。

2.2 人工斷根繁殖試驗

胡楊的根系有很強的萌蘗性，利用其這一特點，可以胡楊淺層水平根系切斷，促使其萌發(fā)新株，以加速更新。在林內(nèi)選擇27株樣樹，分別在距離其樹干基部1m、2m、3m處，用鐵鍬挖20cm、50cm、70cm的弧形斷根溝，溝長1m，溝寬20cm，每個處理重復3次。按規(guī)格挖溝后，再將原土回填，減少水分散失。上述實驗操作在選定相同樣株的基礎上，連續(xù)進行了兩年，以對比胡楊林地在不同水分條件下的實驗效果，每次操作后次年調(diào)查結果。由于不同年度胡楊林地獲得洪水浸潤的機會與強度差別巨大，其林地的土壤含水率大不相同2017年胡楊林全年未接納洪水，秋季林地十分干旱，土壤緊實堅固，土壤含水率不足3%，而2018年夏季林地得到一次洪水較長時間的滋潤，秋季土壤含水率達15%～17%，兩個年度進行的人工斷根實驗，結果相差十分明顯，詳見表2。

由表2得知，2017年斷根溝萌生幼苗45株，株高平均0.675m，平均每株樣株獲得幼苗數(shù)為1.67株；2018年斷根溝萌生幼苗99株，株高平均為0.795m，平均每株樣株獲得幼苗數(shù)為3.67株。兩個

表2 胡楊人工挖溝斷根實驗結果統(tǒng)計

年度差別較大，斷根溝與樣樹距離不同萌發(fā)幼苗有所差異，以距樣樹2m和3m較多，1m的相對較少。同時可以看出胸徑較小的樣樹，斷根溝距離近效果好。胸徑大的樣樹，則是斷根溝距離遠一些效果好。從斷根溝的深度來看，深度30cm與50cm效果相差不大，以深度為70cm效果較好。胡楊幼苗根系通過人工挖溝斷根后構筑新的分支結構，強力增加胡楊幼苗垂直根的縱向延伸能力，有效適應北方干旱少雨的氣候環(huán)境。通過人工挖溝，確保夏秋季節(jié)土壤水分含量的儲備，為防止幼苗根系的自然生長有向叉狀分枝發(fā)展的可能，需要增加根系土壤培植部分的適度拓展空間。因為胡楊幼苗對于生長周圍土壤水分的脅迫十分敏感，無論北方干旱土壤板結對幼苗生長的脅迫，還是秋季雨水過澇導致土壤水分含量過多，這兩種情況都可能抑制胡楊幼苗的生長發(fā)育，尤其是剛剛培育1年的胡楊幼苗，往往難以抵擋干旱或水澇的脅迫，這一階段必須經(jīng)過精心培育方可獲得良好的生長發(fā)育成果。

3 試驗和調(diào)查結果

胡楊種群依賴無性繁殖也能夠維持種群的存在，但長期依賴無性繁殖必然會導致遺傳多樣性和種群生存力的下降使胡楊林進一步退化[6]。四子王旗胡楊是內(nèi)蒙古乃至整個中國分布最東的天然胡楊林，因其面積只有十幾畝而分布格局基本為孤立的一塊林地，所以這塊林地顯得更加彌足珍貴，是研究生物遺傳、分布、地理變遷、人文歷史的寶貴資源，也是地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)與自然環(huán)境保護研究的重要基地。目前，胡楊林林相殘破，生長不良，林內(nèi)干枯的枝條、樹冠頗多。植株胸徑以1～4cm的占絕大多數(shù)，胸徑達到18cm的多發(fā)生樹冠枯枝現(xiàn)象，胸徑大于 30cm的樹冠上部基本干枯。自然更新未能良性循環(huán)，幼苗萌發(fā)較多但在林地內(nèi)分布不均勻且死亡率極高。林地只有在連續(xù)兩年以上獲得較多水分的年份，才能萌發(fā)大量新苗且成活率較高，人工挖溝斷根促萌也存在這個限制。造成上述現(xiàn)象的主要原因是林地嚴重缺水所致，雖然林地隔年能夠得到上游來的洪水補充土壤水分，但是洪水發(fā)生的時間、次數(shù)、水量沒有固定規(guī)律，林地的水分補充也是偶然的現(xiàn)象，并不能給胡楊林提供穩(wěn)定、充足、持續(xù)的水分。地下水由于氣候環(huán)境及經(jīng)濟發(fā)展的影響有逐年下降的趨勢，也不能完全滿足胡楊生長生存的需求。在此基礎上尊重自然規(guī)律，要遵循林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在機理，人工更新更應該注重符合自然規(guī)律的草原、森林保護這個重點，對促進內(nèi)蒙古的生態(tài)環(huán)境建設尤其有現(xiàn)實意義。

4 結語

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在胡楊林的保護管理上，除了要嚴格實施封禁措施外，主要是要做好胡楊林的水分管理。首先要利用好天然水即洪水的作用，將有限的洪水利用到林地的灌溉上，可以取得事半功倍的效果。在林地周圍挖筑儲洪壩，儲存的洪水可以在需要時澆灌林地；另外在林內(nèi)的河道修筑攔水堤，即沿河道每隔30～50m筑一道與河道垂直方向的混凝土堤壩，壩頂高出地面40～60cm這樣可以把洪水長時間滯留在林地內(nèi)，延長水分吸收時間，延緩水分散失時間，最大程度地利用洪水提高土壤水分含量。在有效利用洪水的基礎上，在林地空隙特別是林緣地段，可以實施人工斷根措施，促進胡楊根系萌蘗更新，也為種子繁殖創(chuàng)造有利條件，不斷擴大林地面積，提高林地質(zhì)量。要進一步加大生態(tài)系統(tǒng)的保護力度，堅持保護優(yōu)先、科學更新、自然恢復為主的方針，這是自然資源工作必須始終遵循的基本原則?？茖W保護胡楊林就是順應自然、尊重自然，通過科學探索有效保護自然胡楊林助推生態(tài)文明發(fā)展，這也應該是新時代林業(yè)工作者必須堅持的科學觀、自然觀和歷史觀的融合。