王 霞，海 蓮，趙晨光，楊衛(wèi)超，劉俊良，朱雅娟

(1. 阿拉善盟林業(yè)治沙研究所，內(nèi)蒙古 巴彥浩特 750306； 2. 阿拉善盟林木種苗站，內(nèi)蒙古 巴彥浩特 750306； 3. 阿拉善盟林工站，內(nèi)蒙古 巴彥浩特 750306； 4. 中國林業(yè)科學(xué)研究院 荒漠化研究所，北京 100000)

檉柳(Tamarixchinensis)為檉柳科(Tamaricaceae)檉柳屬(Tamarix)樹種。該屬植物絕大多數(shù)為落葉灌木或小喬木，高1～3 m。檉柳為陽性樹種，喜光，喜熱，根系發(fā)達，主根深可達 8.0 m，側(cè)根伸展達 1.5～2.0 m。該屬植物抗逆性強，抗旱、耐鹽堿、耐貧瘠、抗風蝕和沙埋[1-2]。檉柳材質(zhì)堅硬均勻，可用于建筑，制作農(nóng)具，亦可作造紙、人造板的原材料。檉柳木材富含硫，易燃，是優(yōu)質(zhì)的薪炭材，其嫩枝葉含粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、粗灰分等，可作牲畜的飼料；其干燥枝葉是中藥材，味辛、性平，能解表利尿、發(fā)汗解毒、透麻疹和治關(guān)節(jié)風濕病等。因此，檉柳是生態(tài)價值很高兼?zhèn)浣?jīng)濟價值的樹種。

在阿拉善地區(qū)，檉柳主要集中分布在額濟納河兩岸，是綠洲和荒漠河岸林的主要建群種，分布面積達8萬多hm2。20世紀80年代，由于氣候干旱以及受黑河上游來水減少的影響，額濟納綠洲的檉柳林出現(xiàn)大面積退化。若長期得不到有效的更新?lián)嵊S著成林年限的增加，灌木林生長情況將逐漸變差，病蟲害頻發(fā)，林相衰敗，部分林木將死亡，其原有的防風固沙功能將極大減弱。研究表明沙拐棗(Calligonummongolicum)、沙冬青(Ammopiptanthusmongolicus)、白刺(Nitrariatangutorum)、四合木(Tetraenamongolica)、檸條錦雞兒(Caraganakorshinskii)等沙生灌木[3-15]采取平茬后有利于提高潛在生產(chǎn)力，促進復(fù)壯更新。采取平茬措施的一個生長季后，植株在株高、新生枝條數(shù)量、長度、基徑、新葉片寬度等指標上較未平茬有所增加，平茬可去除衰老、干枯枝條，減少植株對土壤水分的消耗，使新生的萌蘗叢地上生物量迅速恢復(fù)，同時生理指標均有所提高。另外，不同平茬高度、平茬時間、平茬程度和管理方式等均可影響到林地的更新效果[8]。平茬復(fù)壯技術(shù)是灌木林經(jīng)營中更新?lián)嵊闹匾侄沃?，研究退化檉柳的復(fù)壯更新，對于保護額濟納綠洲，維持當?shù)厣鷳B(tài)平衡具有重要意義。

趙菊英等[3]前期通過不同平茬高度對檉柳生長影響研究表明，在額濟納地區(qū)留茬30 cm綜合表現(xiàn)優(yōu)良。本文通過樣地試驗，研究不同平茬方式對額濟納綠洲留茬30 cm的檉柳的復(fù)壯效果，為檉柳平茬技術(shù)的進一步優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗區(qū)概況

試驗區(qū)位于阿拉善盟額濟納旗蘇泊淖爾蘇木，地理位置42°02′05″N，101°03′02″E，地勢平坦，海拔917 m。試驗地屬于極干旱荒漠溫帶氣候，年均降水量 33.9 mm，年均蒸發(fā)量 3 668.7 mm，日照充足，年日照時間 3 444.2 h。多年平均氣溫 8.3 ℃，極端最低氣溫 -35.5 ℃，極端最高氣溫 41.4 ℃。年均無霜期144 d，年總輻射量 6 855.2 J·cm-2。試驗區(qū)土壤類型為鹽堿土，植物多樣性低。

2 材料與方法

2.1 樣地設(shè)計

試驗選擇在同一立地條件、出現(xiàn)衰退的天然檉柳林地。為避免群落的“邊緣效應(yīng)”，樣地選擇時，離林帶邊緣10 m 左右，選擇檉柳長勢基本一致的區(qū)域作為研究樣地，樣地共設(shè)3種處理：全面平茬、隔株平茬、團狀平茬，留茬高度均在30 cm。每個處理面積667 m2，設(shè)置3個重復(fù)，各重復(fù)之間間隔10 m。在選定樣地的四角用木樁定點，并用GPS記錄四角坐標，然后用細繩子拉出樣地范圍。

2.2 測定項目與方法

2.2.1檉柳生長指標的測定

2018年10月，在每個樣地統(tǒng)計萌條數(shù)量，測量萌條基徑、萌條長度、新梢長度、新梢基徑、萌發(fā)樁徑、平茬樁成活率以及灌叢的冠幅和高度。統(tǒng)計時以灌叢中心為原點，分別以東西方向、南北方向為橫、縱坐標軸，將灌叢分成4個象限。每個象限隨機選擇10個新生枝條進行枝長和基徑(緊貼平茬口)調(diào)查。

2.2.2地上生物量的測定

在每塊樣地內(nèi)選擇檉柳標準叢(平均地徑、平均株高、平均冠幅、平均分枝數(shù)基本一致)3叢，貼平茬部位砍掉，測定總生物量。再從中選出標準枝3～5枝，測定生物量，各重復(fù)3次，取平均值。然后帶回實驗室于烘箱中80 ℃烘干至恒重，測定干重，推算單叢植株生物量。計算公式為：單叢生物量=(標準枝干重/標準枝鮮重) × 叢鮮重。

2.2.3土壤含水量測定

當年5月、8月、10月，在每塊樣地內(nèi)選擇一個樣點，在40 cm土壤深度處用鋁盒取樣、稱重，室內(nèi)105 ℃烘干稱重，計算土壤含水量。計算公式為：土壤含水量=(原土重 - 烘干土重)/烘干土重 × 100%。

2.2.4林下植被生長變化

調(diào)查林下植被種類、高度、地徑、蓋度(5 m × 5 m樣方)和鮮重并分種按5%鮮重抽樣帶回實驗室烘干稱重。

2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用 Microsoft Excel 2010和 SPSS 17.0軟件進行數(shù)據(jù)處理和分析，處理間差異顯著性分析采用最小顯著差異法(LSD)。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同平茬方式對檉柳萌條生長的影響

不同平茬方式對檉柳萌條長度、萌條基徑和新梢基徑有顯著影響，但是對萌條數(shù)量、新梢長度、平茬樁發(fā)芽率和萌發(fā)樁徑的影響未達到顯著水平(表1)。與全面平茬相比，隔株平茬和團狀平茬處理的萌條長度分別降低 7.45% 和 11.00%；隔株平茬的萌條基徑降低 21.09%，而團狀平茬的萌條基徑增加 3.12%；隔株平茬和團狀平茬處理的新梢基徑均降低 12.50%。

表1 不同平茬方式對檉柳枝條萌發(fā)及發(fā)育的影響Tab.1 Effect of different treatment on shoot germination and development of Tamarix chinensis

不同平茬方式顯著影響了檉柳的冠幅、單叢鮮重和單叢生物量(表2)。隔株平茬的冠幅顯著低于全面平茬和團狀平茬，但是全面平茬和團狀平茬的冠幅無顯著差異。與隔株平茬相比，全面平茬冠幅增加了 52.25%，團狀平茬冠幅增加了 53.96%。全面平茬處理后檉柳鮮重和單叢生物量顯著高于其他2個處理，隔株平茬處理后的檉柳鮮重和單叢生物量顯著低于其他2個處理。與全面平茬相比，隔株平茬處理后檉柳鮮重和單叢生物量分別降低 13.29% 和 9.53%，團狀處理后檉柳鮮重和單叢生物量分別降低了 7.47% 和 6.20%。

表2 不同平茬方式對檉柳冠幅和地上生物量的影響Tab.2 Effect of different treatment on crown width and aboveground biomass of Tamarix chinensis

3.2 平茬方式對林地土壤水分的影響

從5月到10月，平茬檉柳林地內(nèi)土壤含水量呈先低后高的趨勢(圖1)。5月和8月，不同平茬方式對土壤含水量影響未達到顯著水平。在10月，全面平茬的土壤含水量顯著高于隔株平茬和團狀平茬。

注：不同小寫字母表示不同處理之間0.05水平差異顯著。

3.3 檉柳不同平茬方式對林下植被種類的影響

檉柳林下植被主要為駱駝刺(Alhagisparsifolia)，并伴有少量的苦豆子(Sophoraalopecuroides)。不同平茬方式對于林下駱駝刺的高度、蓋度、基徑、生物量的影響均未達到顯著水平(表3)。與隔株平茬相比，全面平茬和團狀平茬顯著降低了林下苦豆子的高度，分別降低 3.74% 和 4.78%，但是不同平茬方式對苦豆子蓋度、基徑、生物量的影響未達到顯著水平。

表3 不同平茬方式對林下植被生長的影響Tab.3 Effect of different stumping ways on the growth of understory vegetation of Tamarix chinensis

4 討論

本研究發(fā)現(xiàn)，不同平茬方式影響檉柳的萌條生長。

(1)全面平茬在萌條高度、萌條數(shù)量、新梢基徑、新梢長度表現(xiàn)出優(yōu)越性。團狀平茬的萌條基徑、冠幅、生物量較高。這與吉小敏等[4]在典型荒漠與綠洲過渡帶實施的人工梭梭(Haloxylonammodendron)林平茬復(fù)壯試驗研究結(jié)果一致，梭梭平茬強度的提高減少了地上老枝對水分的消耗，而單位面積上用于萌發(fā)新枝的水分增多，促進了新枝的生長和發(fā)育。其主要原因為荒漠植物根系中存在著大量的淀粉，當?shù)厣喜糠质艿狡茐暮髸M行補償性生長，地下根系部分儲存的大量營養(yǎng)物質(zhì)迅速分配到地上供地上部分生長[5]，同時平茬之后減少了地上退化的舊枝對水分和營養(yǎng)成分的消耗，促進了新枝的生長和發(fā)育。所以，平茬量較高的全面平茬和團狀平茬較隔株平茬表現(xiàn)出優(yōu)越特征。

(2)平茬之后萌條數(shù)量增多，說明了平茬促進了檉柳的生長活力，達到了復(fù)壯更新的目的。與張恒等[6]對沙拐棗的研究結(jié)果一致，平茬沙拐棗植株同化枝枝條繁茂，同化枝表面積明顯增大，地上生物量顯著提高。這是因為當植物頂端組織被移去，生長素水平降低，相應(yīng)的細胞分裂素水平升高，可以刺激側(cè)芽分生組織的活動，增加新枝枝條數(shù)量[16]。

土壤水分是影響植物生長的最重要因素，植物通過根系吸收懸濕土層中的水分來滿足自身生長需要。在干旱區(qū)，土壤水分蒸發(fā)遠遠大于植物蒸騰耗水。本研究表明：5月和8月，土壤含水量在3種平茬方式之間無顯著差異。而在10月，全面平茬土壤含水量明顯高于其他2種方式，這可能是因為全面平茬新生枝條數(shù)量最多，鮮重較高，冠層覆蓋度大，降低了土壤水分蒸發(fā)量，從而保證了土壤有較高的含水量，有關(guān)不同平茬方式下土壤水分蒸發(fā)和檉柳植被的葉片蒸騰仍需要進一步研究。

平茬之后群落植物多樣性并無明顯變化。種類組成是植物群落最基本特征之一，也是群落結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)[17]。林下植被通常包括林下的灌木、藤本和草本，在森林生態(tài)系統(tǒng)物種多樣性、營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)、森林微環(huán)境和植被演替等方面起著非常關(guān)鍵的作用[18]。在額濟納旗檉柳分布區(qū)內(nèi)，采取不同平茬方式之后林下植被的生物多樣性低，植物組成單一，這與郝廣等[19]關(guān)于平茬對小葉錦雞兒(Caraganamicrophylla)研究結(jié)果不一致，小葉錦雞兒在平茬處理條件下，土壤微生物磷脂脂肪酸(PLFA)含量高于對照，微生物群落對平茬處理的響應(yīng)同時受到地上部植物群落特征和土壤理化性質(zhì)的影響，平茬樣方內(nèi)半灌木褐沙蒿(Artemisiahalodendron)生物量急劇下降，而生長較慢的多年生禾草占據(jù)其空余生態(tài)位，群落多樣性增加，檉柳的不一致性可能與當?shù)赝寥罏榈湫偷柠}堿土有關(guān)。其主要原因為，一是荒漠草原帶鹽堿地植物群落物種間總體關(guān)聯(lián)性表現(xiàn)為極顯著正關(guān)聯(lián)，群落內(nèi)物種總體上沒有較強的資源競爭，群落結(jié)構(gòu)相對較穩(wěn)定[20]；二是鹽堿土壤不能為植物生長提供正常的養(yǎng)分條件，加上鹽堿成分的生理毒害作用，嚴重影響植物的生長，從而造成了鹽堿土有限的生態(tài)潛力[21]；三是平茬以后光照及冠層下溫度增加，溫度的升高不利于土壤水分的保持，同時由于平茬之后萌條生長較強，與其他植物在光熱水等方面形成了競爭，土壤生物活性變得緩慢[22]，所以其林下植被物種多樣性變化并不明顯。

本文研究得出，平茬技術(shù)是運用人工輔助對退化灌木進行更新的重要手段之一。平茬之后的灌木在萌條長度、萌條數(shù)量、新梢基徑、新梢長度、生長量等方面表現(xiàn)出優(yōu)越性。不同平茬強度對平茬灌木的影響表現(xiàn)在高平茬強度有利于灌木的復(fù)壯更新。假設(shè)平茬目的是復(fù)壯更新，則注重的是檉柳平茬以后的萌發(fā)以及高生長，綜合考慮建議采用全面平茬方式；若所平茬的檉柳林為防風固沙林、能源林或壓縮板等的原料林，考慮其功能以及平茬后的生長情況，建議采用團狀平茬方式。在阿拉善地區(qū)平茬不能成片進行，以免沙地裸露，造成地表風蝕。較好的辦法是采取隔行或隔叢平茬，每年反復(fù)交替進行，這樣既能達到植株更新的目的，又不影響治沙效益[23]。

本研究只進行了平茬后檉柳的生長調(diào)查，未做平茬后對于防風固沙方面的研究以及樹齡的大小對于平茬效果的影響。在今后的研究中也應(yīng)加強其生態(tài)效益方面的調(diào)查及探索平茬后迅速再生的生理生態(tài)學(xué)機制。因此，要全面了解檉柳平茬措施的更新復(fù)壯機理，還需要持續(xù)觀測，展開更多更深入的研究工作，為指導(dǎo)生產(chǎn)實踐提供更可靠的科學(xué)依據(jù)。

5 結(jié)論

與隔株平茬和團狀平茬相比，全面平茬在檉柳萌條長度、萌條數(shù)量、新梢基徑、新梢長度方面表現(xiàn)出優(yōu)越性。全面平茬提高了10月份土壤的含水量。不同平茬方式對林下植被的影響較小。