劉月娣　伏芳珍

胡楊林的生長(zhǎng)與氣候變化的關(guān)系

劉月娣伏芳珍

（甘肅省小隴山林業(yè)實(shí)驗(yàn)局林業(yè)科學(xué)研究所甘肅天水741020）

胡楊林作為沙漠之星，以及沙漠綠洲的創(chuàng)造者，對(duì)我國(guó)許多地區(qū)的生態(tài)環(huán)境均產(chǎn)生積極影響。然而，近年的極端天氣多增、氣候變化顯著，使得人們?cè)桨l(fā)關(guān)注氣候與生態(tài)之間的關(guān)系。文章分析了胡楊生長(zhǎng)的特點(diǎn)及其對(duì)氣候的要求，結(jié)合相關(guān)氣候與胡楊生長(zhǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了胡楊林生長(zhǎng)適應(yīng)性探究，反映了其適應(yīng)氣候變化的規(guī)律。

胡楊；生長(zhǎng)情況；氣候變化

胡楊是我國(guó)西北地區(qū)最重要的植物景觀和荒漠綠洲的支柱，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工農(nóng)業(yè)的大規(guī)模生產(chǎn)導(dǎo)致了生態(tài)系統(tǒng)的惡化，胡楊與生長(zhǎng)氣候環(huán)境的關(guān)系也隨之發(fā)生了變化。

1 胡楊的生長(zhǎng)特點(diǎn)

胡楊是一種落葉喬木，有灌木和球形樹(shù)冠，主要種植在西北風(fēng)、沙化、鹽堿化地區(qū)，具有良好的環(huán)境生態(tài)功能。胡楊起源于古代地中海，歷史悠久，胡楊在長(zhǎng)期發(fā)展中品種較少，需要全球的重視和保護(hù)。

胡楊主要分布在歐洲、亞洲和非洲，主要生長(zhǎng)在河流、山脈或低鹽土壤中，是荒漠地區(qū)唯一的天然樹(shù)種，可作為群落建設(shè)的主要樹(shù)種。其在我國(guó)主要分布于新疆、甘肅、內(nèi)蒙古、寧夏和青海，是我國(guó)西北荒漠生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。我國(guó)是世界20多個(gè)胡楊生產(chǎn)國(guó)之一，柴達(dá)木盆地和河西走廊均可種植胡楊，胡楊在其漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程中已成為沙漠地區(qū)一種獨(dú)特的形式[1]。

胡楊具有很大的實(shí)用價(jià)值和美學(xué)價(jià)值，它不僅耐砂、耐鹽、耐堿，而且具有一定的裝飾價(jià)值，自胡楊問(wèn)世以來(lái)，國(guó)內(nèi)進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究。1962年，在天津、新疆等地種植胡楊，并在我國(guó)北岸鹽堿地進(jìn)行造林，結(jié)果表明，胡楊具有較強(qiáng)的繁殖能力，繁殖效果最好的是使用胡楊枝條扦插，可保證成活率在90%以上。天津胡楊試種成功后，在黃河入海的山東省等東部沿海地區(qū)大規(guī)模種植，隨后，山西省也通過(guò)引種胡楊來(lái)控制土壤鹽分。

胡楊種植的第一個(gè)原則是棲息地的一致性，源區(qū)與引種區(qū)生態(tài)相似性越大，區(qū)域效應(yīng)越大，引種的可能性越大。第二個(gè)原則是逐漸適應(yīng)，引入都是一個(gè)緩慢的適應(yīng)過(guò)程，需要按照一定的規(guī)則進(jìn)行，為了使物種在足夠的時(shí)間內(nèi)適應(yīng)新的生長(zhǎng)環(huán)境，這個(gè)過(guò)程是必須的，而胡楊就具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性和較強(qiáng)的生長(zhǎng)發(fā)育能力。

2 胡楊生長(zhǎng)對(duì)氣候的要求

胡楊是唯一可以在沙漠地區(qū)自然生長(zhǎng)并形成群落的大型樹(shù)種，它適應(yīng)極端干燥的氣候和環(huán)境條件，具有耐鹽、耐水的特點(diǎn)。

胡楊生長(zhǎng)在典型干旱大陸的荒漠氣候中，降水因子在干旱氣候指標(biāo)中尤為重要。6月—8月的降雨量占全年降雨量的50%～65%，降雨集中在前2個(gè)月，此外，降雨量變化很大。氣溫的空間分布受地形的影響，區(qū)域溫差小。新疆塔里木河胡楊林年平均氣溫分布為28.5 ℃～44.1 ℃，日變化幅度為20 ℃～27.5 ℃。極端最高溫度為40.6 ℃；極端最低溫度為-25.5 ℃；近30年來(lái)，西北地區(qū)氣溫波動(dòng)呈上升趨勢(shì)。20世紀(jì)80年代以來(lái)，北緯35°以上的氣溫一直很高，北疆近10年平均氣溫為1.0 ℃。因此，胡楊對(duì)氣候的要求是溫差大、濕度低、干燥。

3 氣候變化對(duì)胡楊林生長(zhǎng)的影響

文章選取胡楊林生長(zhǎng)地某氣象站點(diǎn)1970年—2020年的氣象數(shù)據(jù)作為參考，對(duì)比分析了相應(yīng)的日平均氣溫均值、最高值、最低值數(shù)據(jù)，并結(jié)合植物積溫學(xué)理論，對(duì)胡楊樹(shù)的初期生長(zhǎng)最低溫度值進(jìn)行設(shè)定（溫度為≥5 ℃）。其中，在春夏季如果一日中的平均氣溫能夠達(dá)到及穩(wěn)定在14 ℃左右時(shí)，胡楊樹(shù)即可進(jìn)入展葉始期，其樹(shù)葉葉芽膨大，而且苞片也會(huì)開(kāi)裂，繼而，苞片內(nèi)長(zhǎng)出卷曲折疊形的幼葉，隨著幼葉生長(zhǎng)，葉片逐漸平展。在秋季到來(lái)后，如果一日中的平均氣溫能夠達(dá)到及穩(wěn)定在18.5 ℃左右時(shí)，胡楊樹(shù)即可迎來(lái)葉黃期初日。葉黃期初日的概念由來(lái)，在于胡楊樹(shù)樹(shù)葉會(huì)在這一日開(kāi)始變色。所以顧名思義，胡楊樹(shù)葉第一次開(kāi)始發(fā)生變色的日期，即所謂的葉黃期初日。在秋末冬初的時(shí)段內(nèi)，胡楊樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)生停滯。以5 ℃為界限，當(dāng)日平均氣溫持續(xù)處于5 ℃以下時(shí)，就不再繼續(xù)生長(zhǎng)，而需待到氣候再次發(fā)生明顯交替變化時(shí)，重新進(jìn)入生長(zhǎng)循環(huán)。因此，研究氣候變化對(duì)胡楊林生長(zhǎng)的影響，非常適合應(yīng)用線性回歸法分析。

以下結(jié)合氣候變化下的胡楊各生長(zhǎng)期情況進(jìn)行分析。

3.1 胡楊樹(shù)年生長(zhǎng)期

根據(jù)掌握的氣候數(shù)據(jù)，胡楊生長(zhǎng)期平均的開(kāi)啟日期是3月22日，最早的一個(gè)日期是3月9日，出現(xiàn)于2010年和2011年；而生長(zhǎng)期開(kāi)啟最晚的日期是4月8日，出現(xiàn)于1972年。在20世紀(jì)的八九十年代，該觀測(cè)地的胡楊生長(zhǎng)期發(fā)生了一定的推遲，具體是從3月23日推遲到3月26日，共向后延遲了3日。在后面的年限和具體月份日期方面，胡楊生長(zhǎng)期的開(kāi)啟日也有不斷提前的趨勢(shì)。在進(jìn)入21世紀(jì)后，初期幾年中，胡楊生長(zhǎng)期的開(kāi)啟日均較20世紀(jì)有提前，提前可達(dá)5 d。這反映了胡楊生長(zhǎng)期開(kāi)始日的顯著的年代際變化。

根據(jù)掌握的氣候數(shù)據(jù)，胡楊生長(zhǎng)期平均的終日日期是10月28日，最早的一個(gè)終日日期是10月16日，出現(xiàn)于1999年；而最晚的終日日期是11月17日，出現(xiàn)于2005年。20世紀(jì)七八十年代，胡楊終止日略表現(xiàn)為提前的趨勢(shì)，從10月26日提前到10月23日，向前推移了3日。但是，后續(xù)的年份中，胡楊終止日則表現(xiàn)為向后推遲，特別在進(jìn)入21世紀(jì)之后，胡楊的終止日甚至超出了10月份，而在11月份。這反映了胡楊生長(zhǎng)期終止日的顯著的年代際變化。

總的來(lái)看，該觀測(cè)地胡楊樹(shù)木的年均生長(zhǎng)期達(dá)到218天，以傾向率為界定依據(jù)，其相應(yīng)的年生長(zhǎng)期變化，則為3.5 天/10年。而且，經(jīng)過(guò)顯著性水平檢驗(yàn)，其數(shù)值達(dá)到0.001。這些都反映出，在1970年—2020年這一時(shí)間區(qū)間內(nèi)，胡楊林的年生長(zhǎng)期時(shí)限得到了延長(zhǎng)，并且趨勢(shì)明顯。其中，胡楊年生長(zhǎng)期最短的數(shù)據(jù)是202 d，對(duì)應(yīng)年份是1991年，生長(zhǎng)期最長(zhǎng)的數(shù)據(jù)是252 d，對(duì)應(yīng)年份是2011年。這兩個(gè)極限值之間的差距達(dá)到50 d。在20世紀(jì)七八十年代，胡楊林的生長(zhǎng)期出現(xiàn)了階段性的縮短跡象，從 215天縮短到206 d，其間相差了9 d。在該時(shí)間階段的后續(xù)年代中，胡楊生長(zhǎng)期時(shí)長(zhǎng)逐漸呈上升趨勢(shì)。例如，和20世紀(jì)80年代相對(duì)照，2000年后的胡楊生長(zhǎng)期要較之延長(zhǎng)超過(guò)10 d。

可見(jiàn)，總體上，1970年—2020年間的該地胡楊林生長(zhǎng)期總長(zhǎng)增加，而開(kāi)始日發(fā)生前移，終止日發(fā)生延后。由此，其整個(gè)生長(zhǎng)期變得更長(zhǎng)。

3.2 胡楊展葉始期

在1970年—2020年間，觀測(cè)地胡楊平均展葉始期日期是4月21日；而在20世紀(jì)70、80年代，胡楊展葉始期的日期出現(xiàn)了推遲跡象，由起初的4月20日后延至4月24日，整整推了4 d。但是在后續(xù)的年代中，胡楊展葉始期逐年向前推移。這反映了胡楊生長(zhǎng)期展葉始期的顯著的年代際變化。

3.3 胡楊葉黃期初日

在1970年—2020年間，觀測(cè)地胡楊平均葉黃期初日日期是9月14日，也相應(yīng)反映了一定的葉黃期初日年代際變化特征，只是并不顯著。在20世紀(jì)七八十年代，胡楊葉黃期初日出現(xiàn)了階段性的日期提前跡象，由9月12日，前移至9月10日，整整相差2 d。而在后續(xù)的年代日期中，葉黃期則表現(xiàn)為逐漸后移。而且，這種后移趨勢(shì)在進(jìn)入21世紀(jì)后更為明顯，有的年份高達(dá)5 d。

3.4 相關(guān)思考

從以上的與年份對(duì)應(yīng)的胡楊各生長(zhǎng)時(shí)期情況可以看出，胡楊林在不斷適應(yīng)氣候環(huán)境的變化，將自身的生長(zhǎng)機(jī)制進(jìn)行傾向明顯的調(diào)節(jié)。而引發(fā)胡楊林各項(xiàng)生長(zhǎng)情況變化的主要?jiǎng)右?，就是氣候變化?/p>

近幾十年來(lái)，全球的氣候發(fā)生了較大變化。在人類(lèi)的大規(guī)模工業(yè)活動(dòng)下，天氣變暖、各氣候帶分布出現(xiàn)了明顯的推移，很多國(guó)家、地區(qū)甚至屢次出現(xiàn)極端天氣等。這些氣候情況背景的存在，使得地球植物的生長(zhǎng)機(jī)制不斷調(diào)整，從而表現(xiàn)為各種生長(zhǎng)數(shù)據(jù)的變化。因此，人類(lèi)在驚嘆胡楊林對(duì)氣候的適應(yīng)性的同時(shí)，也需對(duì)大氣環(huán)境變化、地球生態(tài)變化等加以關(guān)注，采取有效措施，維護(hù)人類(lèi)家園。對(duì)此，文章建議，立足于胡楊林與氣候的適應(yīng)性，建設(shè)胡楊生態(tài)圈，使其與氣候、環(huán)境形成更為良性的互動(dòng)，繼而為生態(tài)環(huán)境建設(shè)事業(yè)帶來(lái)積極效應(yīng)。

其中，胡楊是荒漠地區(qū)寶貴的森林資源，其主要任務(wù)是防止沙塵暴，創(chuàng)造適宜的綠洲氣候，形成肥沃的土壤，調(diào)節(jié)氣候，防止沙漠的蔓延。自然排水或人工排水是自然毀林的根源，不恰當(dāng)?shù)牟煞ァЯ?、造林，?huì)導(dǎo)致森林資源的破壞和水土流失，最終使沙漠化更加嚴(yán)重。因此，建設(shè)胡楊生態(tài)圈的措施包括：確保水的生態(tài)利用；設(shè)立行人自然保護(hù)區(qū)；必須正確處理農(nóng)林牧矛盾，堅(jiān)決停止亂伐，堅(jiān)決退耕還林，促進(jìn)胡楊林和農(nóng)牧業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展；廣泛宣傳胡楊林的重要性，提高群眾對(duì)這一事件的認(rèn)識(shí)，保護(hù)其保護(hù)區(qū)森林不受影響，不受外界干擾；應(yīng)在保護(hù)區(qū)以外的河岸區(qū)和荒漠化易發(fā)地區(qū)保留林地，以防止毀林；采取人工促進(jìn)自然恢復(fù)、人工造林等措施，恢復(fù)胡楊林的活力。

胡楊是第三紀(jì)殘余的古老樹(shù)種，是一種生命力極頑強(qiáng)的原始樹(shù)種，素被人類(lèi)譽(yù)為抗擊沙漠的勇士[2]。胡楊林對(duì)保護(hù)流域生態(tài)環(huán)境具有重要作用[3]。為了恢復(fù)和重建胡楊綠洲的生態(tài)環(huán)境，國(guó)家于2000年開(kāi)始在黑河、塔里木河等內(nèi)陸河上實(shí)施生態(tài)水電工程。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和遙感數(shù)據(jù)，生態(tài)調(diào)水工程的實(shí)施不僅對(duì)黑河中游植被生態(tài)產(chǎn)生了一定影響，而且對(duì)下游地下水和植被生長(zhǎng)也有顯著影響。為了改善水運(yùn)的生態(tài)影響，有必要在天然河流直接輸水的基礎(chǔ)上實(shí)施分段供水計(jì)劃，從而在根本上緩解整個(gè)流域生態(tài)環(huán)境惡化的趨勢(shì)[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

鑒于胡楊生長(zhǎng)的對(duì)氣候的高適應(yīng)性，人類(lèi)應(yīng)將其作為生態(tài)環(huán)境事業(yè)發(fā)展的“推手”之一，有序擴(kuò)大胡楊林種植面積，并強(qiáng)化宣傳與管理，從而有效發(fā)揮胡楊林的生態(tài)功能、環(huán)境功能。其中，人類(lèi)應(yīng)當(dāng)充分抓住胡楊林生長(zhǎng)的規(guī)律，以及其對(duì)氣候的適應(yīng)規(guī)律，科學(xué)施策。

[1]王慶杰,李國(guó)東,劉曉曼,等.塔里木河流域胡楊生長(zhǎng)模型研究[J].林業(yè)資源管理,2020(5):100-107.

[2]鄒江.額濟(jì)納胡楊林[J].資源與人居環(huán)境,2020,262(10):46-49.

[3]孫健.關(guān)于塔里木河流域胡楊林生態(tài)補(bǔ)水的思考與建議[J].四川水利,2021,42(1):3.

[4]管文軻,鐘家驊,霍艾迪,等.荒漠化地區(qū)水化學(xué)特性及其對(duì)胡楊林生長(zhǎng)的影響[J].水土保持通報(bào),2018,38(1):36-40.

10.3969/j.issn.2095-1205.2021.12.19

S792.11

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