榆林沙区樟子松林生态适应性研究

榆林沙区樟子松林生态适应性研究

谢燕1，樊晓英2

（1.宝鸡文理学院，陕西宝鸡721013；

2.宝鸡市渭滨区林业管理站，陕西宝鸡721006）

摘要：对榆林地区不同林龄樟子松群落的自疏规律、生活史对策、病虫害发生情况以及自然更新等进行研究。榆林地区的樟子松群落不是稳定群落，但其有很强的竞争力和适应能力，目前正处于适应当地立地条件和气候条件的过程中，在今后的营林中应该注意防止病虫害大面积爆发，人工促进天然更新。

关键词：樟子松；适应性；自疏；生活史对策；病虫害

中图分类号：S791.4 文献标志码： A 文章编号：1003-0972（2014）02 Research on the Ecological Adaptability of Yulin Sandy Pinus

Sylvestris Var.mongolica

Abstract: Through studying the self thinning law, life cycle strategy and occurrence of disease and pest injury as well as natural regeneration in Yulin area of different age of Pinus sylvestris var. mongolica community, the results show that: Yulin area community is not a stable community, however, the competition ability here is very strong, which is in the process of adaptation to the local site conditions and climatic conditions. In the future, pest outbreaks should be prevented in forest management, and to stimulate natural regeneration artificially.

Key words: Pinus sylvestris;adaptability;self thinning;life cycle strategies;plant diseases and insect pests,

0引言

樟子松（Pinus sylvestris var. mongolica Litv.）属欧洲赤松的变种,又名海拉尔松、

蒙古赤松等。因其耐寒、耐旱、耐瘠薄、抗盐碱、生长快、树形美、材质好、抗风沙等优良

特性及其广阔的生态适应性而很快受到干旱地区的广泛重视[1]，20世纪60年代初榆林治沙所

引进沙地樟子松，栽植取得成功。蒋伟、张忠等从环境、气候、水分和伴生植物等方面对樟

子松的生长适应性进行了研究，证明榆林沙区是樟子松的适宜生长区[2-3]。但其研究并不能

说明樟子松群落是否稳定。本文在广泛调查的基础上，主要研究了各种龄林阶段、各种栽植

收稿日期：2013-12-20；修订日期：2014-02-22；*.通信联系人，E-mail：lyj99602@https://www.wendangku.net/doc/773355354.html,

基金项目：陕西省宝鸡文理学院院级重点科研项目（ZK10120）

作者简介：谢燕（1970-），女，陕西榆林人，讲师，硕士，主要从事林业生态研究.

密度下樟子松的生长状况，进行自梳规律分析，生长对策分析，自然更新情况和各阶段病虫害发生情况研究，从生态角度研究其生长适应性。

1自然地理概况

榆林风沙区位于陕西北部，毛乌素沙地的东南缘，地处鄂尔多斯高原与黄土高原的交接地带[4]，位于北纬37°20′－39°30′，东经107°20′-110°30′，海拔1200～1500 m，土地比较平坦，沙丘连绵。该区属于温带半干旱大陆性季风气候区。主要气象灾害有大风、干旱和霜冻，年均风沙日81 d，年均沙暴日11.5 d，冬春季干旱、风沙严重，最大风速达11级。

2研究方法

在全面调查的基础上，按照树龄差别，生长对策状况差别，选则７块20ｍ×20ｍ标准地，标准地基本情况见表1。

表1 不同生长状况下樟子松林地标准地情况

Tab.1 The situation of Pinus sylvestris var. mongolica forest sample plots in different growth conditions

编号地点

初值密度／

（株·hm-2）现在密度／

（株·hm-2）

树木数量/位置立地条件

11 七里沙2225 525 21 西北坡顶干旱贫瘠大风

12 七里沙3275 1300 52 中部坡上干旱贫瘠

13 七里沙3575 1000 40 东南坡下较湿润较肥沃

21 植物园2950 1075 43 西部坡上较湿润贫瘠

22 植物园1075 1000 83 中部沟底湿润较肥沃

23 植物园6400 1775 71 东部坡顶较干旱贫瘠

24 植物园3575 850 34 南部坡上干旱贫瘠大风

用徐州产Ⅰ型测高仪测定树高，樟子松的树龄从主干的节间数中确定（有些根据造林档案查出），用目测法测定球果数量，生长状况，用皮尺测定其他指标，精确到小数点后一位。

3研究内容

３.1 自疏规律

随着播种密度的提高，种内竞争不仅影响到植株生长发育的速度，也影响到植株的存活率。同样在年龄相等的固着性动物群体中，竞争个体不能逃避，竞争结果典型的也是使较少量的较大个体存活下来。这一过程叫做自疏(self-thinning)。自疏存在两种趋势[5]：一种是群落达到一定密度以后，植株不再死亡，达到持久稳定状态，这种自疏表明该树种已经完全适应了当地环境；另一种自疏过程并不停止，最后该群落中的所有树木全部死亡，这一情况说明该树种不适应该地环境。需要对该树种和环境的关系重新评估。

３.2 植物生活史中的各种现象。

植物生活史(Life cycle)又称植物生活周期, 是指植物在一生中所经历的以细胞分裂、细胞增殖、细胞分化为特征, 最终产生与亲代基本相同的子代的生殖、生长和发育的循环过程[6-7]。植物生活史对策往往与生境条件相对应，根据R-K-T 生活史对策体系对应的生境主要划分为3 类: (1) E 生境(E-habitat) 资源充足、干扰少的优质生境(excellent habitat)，植物生活史采取K对策(K-strategy)；(2)D生境(D-habitat) 资源较充足但干扰大的扰动生境(disturbed habitat)，植物生活史采取R 对策(R-strategy)；(3) F 生境(F-habitat)资源贫乏、条件严酷的脆弱生境(fragile habitat)，植物生活史采取忍耐胁迫(Tolerance stress) 的T对策(T-strategy)。本文经过全面调查确定樟子松林是否出现生活史对策分化。

３.3 樟子松病虫害与生长的关系

特定的病虫害总是与森林的稳定性密切相关的，当特定的病虫害没有适当的天敌的时候，表明该森林是不稳定的，存在生态灾难的风险[8-9]。

３.4 樟子松自然更新问题

樟子松林能不能自然更新是榆林地区樟子松林能不能持久生存，能不能出现顺向演替的关键[10]。如果不能自然更新，那么说明该地的樟子松林是不稳定的，有逆向演替的趋势，必须寻找影响更新的因子加以克服。

4结果和分析

4.1 樟子松自疏规律

在植物园和七里沙的7个标准地中，发现每一个樟子松标准地都存在不同程度的自疏

现象。2007年调查表明樟子松个体之间存在激烈的竞争，这种竞争已经淘汰了一部分个体，

如表2：

表2 樟子松标准地死亡率表

Tab. 2 The mortality of Pinus sylvestris var. mongolica sample plots

编号平均树龄/

年

株距/m 行距/ m

初植密度/

（株·hm-2）

标准地初植植

株数量/株

2007年植株

量/株

死亡率/﹪

1120.4 2.5 3.6 1111 45 21 53.3

12 18.4 1.8 3.4 1634 66 52 21.2 1315.7 1.6 3.5 1788 71 40 43.4 2121.1 1.7 2.0 2941 118 43 63.6 2242.9 2.9 3.2 1078 116 83 28.4 2324.0 1.2 1.36410 256 71 72.3 注：七里沙的樟子松全部是樟子松和杨树的混交林，所以行距扩大一倍。

死亡率＝（标准地初植植株数量－标准地实际植株数量）÷（标准地初植植株数量）

从表2中可以看出：樟子松死亡率最高67.6％，最低21.2％。死亡率比较高的是11，21和23号标准地。11号栽植得密度小，死亡率高，21号和23号栽植密度很大，死亡率也很高。说明对于樟子松林来说，所设计的初植密度本身就不够科学，22号标准地的栽植密度为2.9×3.2，比较稀，它尽管树龄最大，但是死亡率较低，说明初植密度设计为3m比较合理。2013年对以上六个标准地再次调查，结果见表3。

表3 樟子松标准地六年来自疏情况表

Tab. 3 The situation of self-thinning in Pinus sylvestris var. mongolica sample plots from sparse situation since

in six years

编号初植密

度/

（株·h

m-2）

平均树

龄/年

初植植株

数量/株

2007年实际

植株量/株

2007年前死

亡率/﹪

2013年

植株量/

株

近六年死

亡数/株

近六年

死亡率/

﹪

总死亡

率/﹪

111111 27 45 21 53.3 11 10 47.6 75.5 121634 25 66 52 21.2 43 9 17.3 34.8 131788 22 71 40 43.4 34 6 15.0 52.1 212941 27 118 43 63.6 40 3 7.0 66.1 221078 49 116 83 28.4 82 1 1.2 29.3 236410 30 256 71 72.3 63 8 11.3 75.4

以表3数据可以证明，樟子松的自疏过程一直在进行，甚至49年树龄的也有死亡。一方面，死亡率和栽植密度呈现正相关关系，21号、23号栽植密度很大，死亡率也很高。另一方面自疏数量在不同样地不同，近六年七里沙死亡率高于植物园，说明立地条件也是自疏原因之一。11号标准地立地条件最差，干旱缺水、经常有西北风袭扰，所以尽管栽植密度小但死亡率很高。从22号标准地的情况看，自疏过程在50龄会基本停止，从而使得樟子松林成为稳定群落。从植物园的情况看(21、22、23标准地)，在立地条件较好，尤其在没有干旱胁迫的情况下，自疏过程会停止，但是需要一定的树龄条件和密度条件。在调查的樟子松标准地中，30龄以上、栽植密度合理的已经基本停止了自疏过程，达到了稳定阶段。

4.2 樟子松生活史对策

樟子松林出现了明显的生活史对策分化，从7个标准地的情况看，12号、24号标准地是典型的R 对策(R-strategy)，立地条件比较好，资源较充足，但是干扰大，尤其是冬季和春季的大风对樟子松生长影响大，植物趋向生殖型生长。13、22、23号标准地是典型的K 对策(K-strategy)，环境比较优越，植物趋向营养型生长。11号标准地是典型的T对策(T-strategy)，资源贫乏、条件严酷，环境脆弱，樟子松采取忍耐胁迫的生长。而21号标准地则生长正常。

表4 樟子松林生活史对策类型表

Tab. 4 The type of Pinus sylvestris var.mongolica life history strategy

生活史对

标准地立地条件特点影响因子植物生长趋向策

环境比较优越，资源充足、干扰

K对策13、22、23

土壤、水分营养型生长

少

冬、春季大风以及干旱

T对策11资源贫乏、条件严酷，环境脆弱

忍耐胁迫生长

的土壤

R对策12、21、24 立地条件较好，干扰大土壤、水分生殖型生长樟子松各个生长类型有以下特点：生殖型生长的特点是树高胸径生长缓慢，层间距小，抽枝多，叶芽多，枝条细短，结果量大，平均每棵树结果达到了50个以上，但是大多数果子不能正常成熟。营养型生长的特点是树高胸径生长快，层间距大，抽枝少，叶芽少，枝条粗壮长，基本不结果。正常型生长的特点是树高胸径等都生长速度在前两者之间，能够结果，并且果子能正常成熟。

产生生长类型分化的原因，与立地条件和外界干扰有很大关系。在植物园，呈现营养型生长的樟子松占总面积的20%，呈现生殖型生长的樟子松占总面积的30%，正常生长的占一半。在七里沙地区，呈现营养型生长的樟子松占总面积的15%，呈现生殖型生长的樟子松占

总面积的40%，正常生长的占45%。表明七里沙的立地条件比植物园差，见表5。

表5 樟子松林生活史对策情况表

Tab. 5 Pinus sylvestris var.mongolica life history strategy table

占总面积百分比（%）生长对策树高胸径层间距枝条数果子数

七里沙植物园生殖型T对策慢小多多40 30

营养型K对策快大少无15 20

正常生殖R对策较快大较多有45 50

4.3 群落内病虫害发生情况

在2007年调查的时候，没有发现虫害大面积爆发的迹象，主要的虫害是金龟子，经检索是山西金龟子[11]，它的虫口密度极大。做两个1m×1m的样地，其中一个有虫洞16个，另一个有虫洞35个。挖开沙子，每1m3捡出11只金龟子。在22号标准地南面的4株樟子松树上发现虫眼，其中一株上有虫眼22个，另外三个上有8～12个。经诊断为松毛虫的虫眼，由于人为管理没有大面积爆发，21和23号标准地没有虫眼。2013年再次调查发现地下害虫山西金龟子并没有大面积爆发，但是松毛虫已经扩散到了整个植物园，21、22、23号标准地都发现虫眼和虫屎，松毛虫有大面积爆发的可能性。

虫害的爆发，首先表明樟子松树木有可能因为虫害爆发而发生死亡，所以人工检测和防治虫害就比较重要。其次表明樟子松林群落的演替进入了新阶段，在这个阶段虫害爆发，同时制约虫害的生态机制也将随之产生，包括有益鸟、蜘蛛、真菌等制约因子。

4.4 樟子松林无法天然更新

早在2007年，在对榆林地区几个樟子松林区进行全面调查时就发现无论树龄多长，树林密度多大，树林中的五龄以下的幼树基本没有。七个标准地的樟子松全部是人工栽植，林相很整齐。这表明樟子松林无法天然更新。六年以后在植物园、七里沙、谢家洼和走马梁等地调查依然没有发现天然更新的幼苗。

樟子松松果能不能结籽？结籽后能不能成熟？经过走访调查发现：榆林地区育种用的樟子松种籽全部来自樟子松的原产地东北，本地樟子松没有采集到可以育种的松子。在植物园、七里沙全面勘查，2013年八月初搜集到不同地方樟子松球果50个，经过一周时间的晾晒，有球果开裂，发现有23%的球果含有种籽，其中成熟种籽占60%，没有成熟的种籽占40%，有67%的球果中没有种籽。可见樟子松球果能够播撒出一定的成熟种籽，有可能天然更新。但是没有更新树苗，说明除过种籽因素外，土壤条件是能否天然更新的主要因素。可能是种籽被鸟兽吃食，另一种情况是土壤干旱，不具备发芽条件，见表6。

樟子松林无法天然更新意味着樟子松群落的演替是循环演替，在没有人工干涉的情况下该群落将自然消失。但是根据研究，樟子松林在榆林地区有很强的竞争力和适应性[12]，在七里沙，樟子松和杨树混交林中，2013年杨树较2007年大为减少，而樟子松虽然数量减少，但是覆盖率反而增加，成为唯一的优势种。所以对樟子松林进行必要的土壤管理，进行人工促进天然更新，改善该地生态环境是很必要的。

表6 樟子松林各标准地植物更新表

Tab. 6 the Pinus sylvestris var. mongolica simple plot plants regenerate table

编号

植物组成

优势种

侵入

种

球果

种籽

成熟

种子

不能更

新原因2007 2013年

11 樟+杨+禾草樟+杨+禾草杨树柠条有10% 干旱

12 樟+杨+禾+柠条樟+禾樟无有20% 干旱

13 樟+杨+禾草樟+禾樟无无无无籽

21 樟+禾+柠条+沙蒿+沙柳+沙

蓬

樟+禾+榆树樟+榆榆树有25%

籽不入

土

22 樟+禾+沙蒿+甘草+榆树+膜

果麻黄+麦瓶草

樟+禾+榆树樟+榆榆树无无无籽

23 樟+禾+柠条+沙蒿+沙柳樟+禾+榆树樟+榆榆树无无无籽

24 樟+禾+柠条+沙蒿樟+禾+柠条樟+沙蒿无有30% 干旱

在天然情况下，樟子松群落的演替趋势是被榆树林代替。在2007年，笔者在22号标准地内发现榆树苗4株，其它标准地内没有发现乔木树苗；2013年发现植物园的21、22、23号标准地内都出现了榆树苗，21号内16棵、22号内29棵，23号内31棵，高度在150cm以上。榆树已经成功地侵入到樟子松林内部。当然这种情况在七里沙的樟子松和杨树混交林中还没有发现。

5结论

樟子松在榆林地区有很强的适应性和竞争力。樟子松林生长类型产生分化说明樟子松林在榆林地区的不同立地条件比较敏感，并不完全适应此地气候。从自疏情况看，在幼林阶段有大量的樟子松死亡，一直到株行距达到四米以上，树龄达到30 a以上，自疏过程才基本停止，森林达到稳定状态。从病虫害发生情况看，樟子松林处在不稳定状态，虫害在30a以后陆续爆发，主要虫害是金龟子和松毛虫，制约虫害的机制才开始形成，还处在一个动态过程中，还需要继续演进。从天然更新方面看，由于受到种籽天然成熟少，土壤干旱缺乏营养，

种籽不能扎根等因素影响，樟子松很难自我天然更新。但是有适量种籽成熟，所以适当进行人工干预，促进天然更新是可能的。总之，樟子松在榆林地区的生长是具有优势的，具有很强的适应性，但是也存在着生态问题，森林不稳定等诸多问题。解决这些问题才能使得樟子松在榆林地区长期生存，才能为该地区的生态环境改善做出贡献。

参考文献:

[1]格日勒，斯琴毕力格，金荣.毛乌素沙地引种樟子松生长特性的研究[J].干旱区资源与环

境，2000，（28）5：159 -161.

[2]蒋伟,王洁琼.榆林市沙地樟子松生长状况调查初探[J].学术探讨,2011(9):293-294.

[3]张忠,姬康,申世永.榆林市榆阳区樟子松地径、胸径、树高的调查[J].内蒙古林业科

技,2012,38(2):55-56..

[4]高国雄.毛乌素沙地东南缘人工植被结构与生态功能研究[D].北京：北京林业大学,2007.

[5]宋丁全,姜志林，郑作孟.光皮桦种群自疏调节的初步研究[J].南京林业大学学报：自然科

学版，1999，23（3）33-36

[6]祖元刚, 王文杰, 杨逢建, 等. 植物生活史型的多样性及动态分析[J]. 生态学报，

2002, 22 (11) : 1811- 1818.

[7]祖元刚, 赵则海, 杨逢建,等. 植物生活史型的划分及其相互转化[J]. 生态学报， 2005,

25 (9) : 2347-2353.

[8]董云峰，颜景红，李红丹，等．章古台沙地樟子松人工林病虫害的防治[J].防护林科技，

２０１１（６）：８９-９１.

[9]贾艳梅．榆林风沙区樟子松枯死的原因及防治研究[D].杨凌：西北农林科技大学，２０

０６．

[10]党兵，孙祯元，孙耀，等. 榆林沙地人工植物群落的形成与演替[J]. 内蒙古林业科技，

2003（2）：10-14.

[11]刘广瑞. 中国北方常见金龟子彩色图鉴[M].太原：山西出版社.

[12]赵玉林，任巧燕，吴永红，等.榆林地区樟子松种子园建立及经营技术[J] 陕西林业科

技， 2006（2）：87-88.

Tel：137********，