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沙质海岸植物材料选择

时间:2022-02-16 百科知识 版权反馈
【摘要】:暖温带沙质海岸针叶树中火炬松、黑松、刚火松适应性较强,火炬松生长最快,刚火松次之,黑松较慢,但其适应性较强。因此,选择防风固沙、防潮防雾、耐干旱瘠薄的基干林带树种是沿海防护林体系建设的关键技术。(三)沙质海岸基干林带适宜的造林树种通过多年的造林实践和试验研究工作,已筛选出一些在山东沙质海岸基干林带中生长良好、防护性能高、抗病虫害能力强的造林树种。
沙质海岸植物材料选择_中国沿海防护林

(一)研究方法

为了更好地选择适生树种,在山东省胶南市环海林场建成由黑松、火炬松、刚松、侧柏、刺槐(鲁刺10号、鲁刺13号)、绒毛白蜡等组成的多树种试验林,采用随机区组试验设计,40~80株小区,4次重复。1997年4月造林面积为2.0,保存率96%。同时在山东省胶南市寨里乡车轮山后建成由黑松、火炬松、刚火松、刺槐、板栗、柿树、杜仲等组成的多树种对比试验林,采用随机区组试验设计,80 株小区,4次重复。1995年3月造林面积为1.5,保存率88%。

对胶南市环海林场基干林带7种林带类型两个处理中的黑松、火炬松、侧柏、绒毛白蜡、刺槐优良无性系(鲁刺10号、鲁刺13号)及紫穗槐6树种,分别抽取标准行,3次重复,每次重复30株以上,分别测定树高、胸径(针叶树测地径)、冠幅及分枝量。并记录各林带结构的形成与发展情况,结合其他试验林的观测资料和测定数据,通过比较分析筛选出既利于林木生长又能发挥优良防风效能的树种配置和林带结构模式。

(二)树种生长特性

山东省胶南市寨里乡车轮山后多树种选择试验表明,树种间差异达显著水平(表4-1、表4-2)。暖温带沙质海岸针叶树中火炬松、黑松、刚火松适应性较强,火炬松生长最快,刚火松次之,黑松较慢,但其适应性较强。其中7年生火炬松的树高、地径最大,分别是黑松的207.2%、239.3%;以年平均生长量计算,火炬松树高和胸径的年均生长量分别是黑松的210.47%和130.43%,刚火松树高和胸径分别是黑松的137.47%和114.78%。阔叶树种以刺槐和绒毛白蜡为主要造林树种,3年生刺槐树高3.86m,地径6.55cm,分别增长80%和182.3%,6年生刺槐树高、胸径、冠幅分别为535.5cm、5.86cm、270cm×280.5cm,树高增长150%;7年生刺槐树高、胸径分别为641cm、7.04cm。

表4-1 胶南市寨里乡车轮山后多树种试验林树高、胸(地)径生长**

树种

7年生

6年生

4年生

1年生

年均增长量

年增长百分数

H(m)

D(cm)

H(m)

D(cm)

H(m)

D(cm)

H(m)

D(cm)

H(m)

D(cm)

H(%)

D(%)

火炬松

5.47

10.3

3.99

8.79

2.74

9.21

0.12

0.40

0.76

1.50

212.2

130.4

刚火松

3.55

6.9

2.99

5.57

1.93

6.99

0.06

0.23

0.50

1.33

138.9

115.7

黑松

2.64

4.3

2.18

3.15

1.38

4.38

0.10

0.45

0.36

1.15

100.0

100.0

刺槐

6.41

8.0

5.35

5.86

4.59

3.86

2.32

2.14

0.58

0.84

25.2

39.3

注:**年增长的比较百分数,针叶树以黑松为标准,刺槐以1995年生长量为标准;针叶树1、4年生时为地径。

表4-2 胶南市寨里乡车轮山后针叶树种树高、胸径方差分析

变异来源

自由度

树高

胸径

F0.05

F0.01

均方

F值

均方

F值

区组间

3

-0.01

0.43

0.64

0.58

3.59

6.22

树种间

2

1.865

81.09***

23.40

21.08**

3.98

7.21

剩余

6

0.023

1.11

总变异

11

胶南市环海林场基干林带多树种试验林调查分析结果(表43),5年生火炬松的树高、地径和冠幅分别为242.6cm、4.86cm、111.4cm×110.8cm,分别是黑松的278.21%、189.84%和496.88%;刚松的树高、地径、冠幅分别为134.5cm、3.34cm、95.7cm×94.8cm,分别是黑松的154.24%、130.47%、365.21%;而胶南市环海林场试验示范林4年生刺槐树高、胸径、冠幅分别为231.25cm、1.77cm、110.4cm×107.9cm;5年生刺槐分别达到312.9cm、3.44cm和187.1cm×185.7cm;5年生绒毛白蜡树高、胸径、冠幅分别为296.7cm、3.69cm、127.2cm×126.0cm;两树种生长茂盛,冠层形成快,而且绒毛白蜡耐短期海浸,刺槐耐干旱,是优良的固氮树种,可以改良土壤,提高林地肥力,林下灌木以紫穗槐为好,其分蘖力强,抗旱固氮,有利于基干林带其他树种的生长。

表4-3 胶南市环海林场多树种试验林生长统计表(5年)

树种

地(胸)径(cm)

树高(cm)

冠幅(cm)

黑松

2.56

87.2

48.9×50.8

侧柏

3.42

214.6

55.8×56.1

火炬松

4.86

242.6

111.4×110.8

绒毛白蜡

3.69

296.7

127.2×126

刚松

3.34

134.5

95.7×94.8

刺槐

3.44

312.9

187×185.7

基干林带是沙质海岸防护林体系最重要的组成部分,其位于海岸近缘,起着防风固沙、阻雾的重要作用。因此,选择防风固沙、防潮防雾、耐干旱瘠薄的基干林带树种是沿海防护林体系建设的关键技术。经过定位试验和调查研究,选择暖温带沙质海岸的主要造林树种:乔木树种有火炬松、黑松、刚松、刚火松、侧柏、绒毛白蜡、刺槐;灌木树种有单叶蔓荆、紫穗槐等。其中火炬松虽早期有冷害表现,但从试验结果可看出火炬松的树高、胸径和冠幅生长均显著优于黑松;刚松与刚火松也好于黑松;侧柏的生长与黑松基本一致。阔叶树种以刺槐和绒毛白蜡为主,是基干林带构成中的主要阔叶树种,两树种生长茂盛,冠层形成快。刺槐耐干旱瘠薄,且是优良的固氮植物,可以改良土壤,提高林地肥力;绒毛白蜡生长快,而且耐短期水浸,适于在低洼地区和林带前沿造林。灌木树种中,单叶蔓荆、紫穗槐、柽柳是主要造林树种,单叶蔓荆生长于潮上带的前沿,保土固沙能力强,而且与毛鸭嘴草、筛草等形成稳定的灌草群落;紫穗槐耐干旱瘠薄,可改土肥田,适于生长在沙地或基干林带的下部;柽柳耐盐碱干旱和短期水浸,适生于低洼和潮间或海潮内浸区;毛鸭嘴草和筛草是沙质海岸灌草带的主要构成材料,其不仅是草本植物群落的主体,也是灌草群落的主体,在防风固沙方面发挥重要作用。

(三)沙质海岸基干林带适宜的造林树种

通过多年的造林实践和试验研究工作,已筛选出一些在山东沙质海岸基干林带中生长良好、防护性能高、抗病虫害能力强的造林树种。

主要针叶树种有黑松、火炬松、刚松、刚火松、侧柏等。黑松四季常绿,适应性强,抗海风,耐盐碱,耐瘠薄,天然更新能力强,是沙质海岸防护林建设的主要树种。火炬松喜光,深根性,主、侧根均很发达,速生,抗松毛虫和松干蚧能力优于黑松。在胶南沿海同等立地条件下,火炬松的高径生长量是黑松的2~4倍,防风效果好。刚松耐海风、海雾,耐干旱,生长速度比黑松快,苍劲美观,可作为沙质海岸区域绿化美化树种。刚火松系刚松与火炬松的杂交种,在暖温带沙质海岸生长良好,生长速度高于刚松,耐寒性好于火炬松。侧柏喜光,幼苗幼树耐庇荫,耐干旱瘠薄,根系发达,寿命长,宜作为基干林带中的混交树种。

主要阔叶树种有刺槐、绒毛白蜡、火炬树、紫穗槐、单叶蔓荆等。刺槐生长快,适应性强,耐旱耐寒,能较快形成冠层发挥防护作用,根系发达,萌芽力强,对土壤要求不严,有良好的改土功能;但刺槐不耐水湿,在防护林中应种植在地势较高处,可与黑松等针叶树种混交。绒毛白蜡喜光也耐侧方庇荫,对气候土壤适应性较强,在含盐量0.3%~0.5%的盐碱地上能正常生长,寿命长;原为泥质海岸主要造林树种,引入沙质海岸后,表现良好,能较快形成冠层,可种植在基干林带的平缓低洼地段。火炬树喜光,耐干旱瘠薄,耐盐碱,稍耐寒,根系发达,萌芽力强,生长迅速,为防风固沙、保持水土的优良树种;但不耐水湿,寿命短,10~15a开始衰退,可作为基干林带的辅助和过渡树种,种植于地势较高处。林下灌木以紫穗槐最好,其分蘖力强,抗旱耐涝,固氮能力强,有利于基干林带其他树种的生长。单叶蔓荆喜光,耐干旱瘠薄,固沙能力强,适于种植在基干林带前沿,而且与毛鸭嘴草、筛草等形成稳定的灌草群落。毛鸭嘴草、筛草、麦冬抗旱、耐沙埋,人工扩繁能很快覆盖沙滩,3年盖度达80%,麦冬又是中药植物,因此,毛鸭嘴草、筛草、麦冬是沙岸主要建群草本。

柽柳耐盐碱干旱和短期水浸,适生于低洼和潮间或海潮内浸区;毛鸭嘴草和筛草是沙质海岸灌草带的主要构成材料,其不仅是草本植物群落的主体,也是灌草群落的主体,在防风固沙方面发挥重要作用。

(一)海岸基干林带的树种造林试验

表4-4 基干林带采伐迹地不同更新宽度和更新树种比较

造林树种

造林时间

林龄(a)

造林密度(株/

保存率(%)

林木生长量

风害等级(%)

树高(m)

年生长量(m/a)

胸径(cm)

冠幅(m)

木麻黄701#

1999.5

3.0

2500

98.9

5.3

1.76

3.2

2.4×2.3

90.2

9.8

0.0

0.0

98.9

5.1

1.70

3.0

2.3×2.1

89.4

10.6

0.0

0.0

96.7

5.4

1.80

3.3

2.6×2.5

88.5

11.0

0.5

0.0

木麻黄601#

1999.5

3.0

2500

98.2

5.0

1.67

3.0

2.3×2.2

79.0

19.2

1.8

0.0

98.0

5.2

1.73

2.9

2.2×2.1

76.0

19.5

4.5

0.0

96.5

5.1

1.70

3.1

2.4×2.3

72.5

20.5

7.0

0.0

湿地松

1999.2

3.0

2500

97.2

2.7

0.90

3.3

1.5×1.3

45.2

34.3

20.5

0.0

100

2.3

0.77

3.0

1.4×1.3

39.4

35.4

25.2

0.0

94.5

2.0

0.67

2.6

1.2×1.2

33.3

36.7

30.0

0.0

刚果12#桉

1999.5

3.0

2500

96.0

4.3

1.43

3.9

1.6×1.5

66.7

23.3

10.0

0.0

95.6

4.1

1.37

3.7

1.4×1.4

66.7

23.3

10.0

0.0

96.2

4.2

1.40

3.8

1.5×1.4

66.7

23.3

10.0

0.0

厚荚相思

1999.3

3.0

2500

91.5

3.4

1.13

3.2

2.4×2.2

83.5

16.5

0.0

0.0

93.6

3.3

1.10

3.1

2.6×2.5

82.0

18.0

0.0

0.0

92.7

3.6

1.20

3.3

2.7×2.6

80.1

18.3

1.6

0.0

不同树种在生长和抗风能力方面表现出一定的差异。木麻黄的两个无性系701#和601#生长快,造林后3a生时平均树高分别达5.3m和5.1m,胸径分别达3.2cm和3.0cm,林相整齐,林木个体间的分化程度小,3a生时林分基本郁闭,但从抗风性上看,无性系701#要优于601#。在福建东南滨海的秋冬季盛行东北风时,无性系601#更容易受风的危害,主梢枯死现象较明显,风害程度为Ⅱ级的林木个体所占比重平均达19.7%,而无性系701#的这一比重为10.4%,受风害程度低。刚果12#桉的平均树高和平均胸径分别达4.2m和3.8cm,但由于是实生苗造林,林木个体间生长差异较大,分化程度较高,抗风害能力稍差,且因根系浅、抗风倒能力差,在台风期间部分树高较高的个体倒伏。厚荚相思在生长初期树冠大,主干不明显,且个体间的差异较大,但它生长快,3a生时平均树高和平均胸径分别达3.4m和3.2cm,林分郁闭早,抗风能力较强,风害等级为Ⅱ级的林木个体约占17.6%,仅次于无性系701#。同时,厚荚相思有较强的固氮能力,因此是一个基干林带造林较为理想的树种。湿地松为松科树种,在造林初期生长量最小,容易受害虫金龟子的危害,且抗风能力差,风害等级中Ⅱ级林木个体约占35.5%,Ⅲ级林木占25.2%,是参试树种中受风害最为严重的树种,建议在基干林带造林时不使用这一树种。

(二)海岸风口困难立地上树种造林试验

海岸风口是指沿海风沙地形中最为严重的风蚀地形,是造林最为困难的地段。在海岸带风口沙地,由于风大、流沙和严重干旱,造林成活率低,导致基干林带长期不能闭合,断带现象和风口长期存在,降低了基干林带的防护效能。因此,在滨海风口沙地上进行多树种试验,选择出抗性强且适宜在风口沙地上栽植的优良树种,是滨海防护林建设的重要内容。

在惠安赤湖防护林场风口沙地上进行的试验结果(表4-5)和我们的观察结果表明,木麻黄惠安1#无性系和木麻黄澳大利亚C38种源两个参试树种在采用适当的造林技术条件下,于第一年春季造林后,当年能够100%成活,但是由于秋冬季盛行的东北风的危害,苗木的地上部分在当年的11~12月全部干枯,不过经过挖根检查的结果表明,苗木的地下部分仍然存活,没有受到伤害,到第2年春季时又能发芽并迅速生长,而在第2年底调查时发现大部分苗木均能正常越冬,这时木麻黄惠安1#无性系和木麻黄澳大利亚C38种源两个树种的保存率仍达100%,平均树高分别为105cm和125cm,平均地径分别为1.6cm和1.9cm。从风害等级看,两个树种在2年生时的Ⅰ级和Ⅱ级林木个体总数分别达到91.8%和100%,考虑到风口恶劣的自然环境条件和造林的难度,根据这样的生长表现,我们认为这两个参试树种是良好的能应用于滨海风口沙地立地上造林的树种材料。

表4-5 风口困难立地上适生树种试验结果

试验地点

试验树种

林龄(a)

保存率(%)

树高(cm)

地径(cm)

冠幅(cm)

风害等级(%)

惠安赤湖林场

木麻黄惠安1#无性系

2

100

105

1.6

58

45.9

45.9

6.1

2.1

澳大利亚C38种源

2

100

125

1.9

66

62.2

37.8

0.0

0.0

东山赤山林场

造林地前沿为宽5~10m的稀疏木麻黄林带保护

厚荚相思

2

67.2

87

1.2

58

肯氏相思

2

28.2

48

0.5

20

马占相思

2

61.8

51

0.6

32

纹荚相思

2

48.5

65

0.7

35

空旷风口沙地

短枝木麻黄

1

72.1

125

1.2

70

40.0

26.7

27.3

10.0

澳大利亚15198种源

1

91.0

100

0.8

47

56.7

20.0

16.7

6.6

木麻黄无性系701#

1

96.4

127

1.0

49

50.0

26.7

13.3

10.0

粗枝木麻黄

1

86.4

77

1.3

46

6.3

10.0

23.7

60.0

细枝木麻黄

1

88.0

105

1.2

53

63.3

16.7

13.3

6.7

肥木木麻黄

1

65.0

76

1.0

39

2.3

9.3

30.2

58.2

滨海木麻黄

1

58.8

48

0.7

26

6.7

10.0

13.3

70.0

丘木麻黄

1

89.7

38

1.0

25

33.3

66.7

在东山赤山防护林场风口沙地上(造林地前沿有5~10m的稀疏木麻黄老林带保护)4种相思类树种适生性试验结果(表4-5)表明,肯氏相思的保存率(28.2%)最低,生长表现也最差,平均树高和胸径分别仅为48cm和0.5cm,为不适宜树种;纹荚相思和马占相思的保存率分别为48.5%和61.8%,生长表现较好,为较适宜树种,在相似地段的造林中可以考虑使用;厚荚相思的保存率(67.2%)较高,生长表现也较好,从之后的观察中我们发现其抗风能力强,长势强劲,为适宜树种,是相似地段上造林的推荐树种。

木麻黄无性系、种源和树种在东山赤山防护林场空旷风口沙地立地上的初步试验结果(表4-5)表明,短枝木麻黄、木麻黄澳大利亚15198种源、木麻黄无性系701#和细枝木麻黄的成活率高,均在70%以上,平均树高大于100cm,平均地径均超过0.8cm,生长好,受风害程度轻,Ⅰ级和Ⅱ级林木个体分别为66.7%、76.7%、76.7%和80.0%,初步认为是在滨海空旷风口沙地立地上有潜力的栽植树种,但仍需做进一步的观察;而其他参试树种一是成活率不高,二是生长表现较差,三是受风害的程度严重,为不适宜树种,不推荐使用。

(三)后沿沙地上树种造林试验

成活率与保存率反映了某树种对特定气候条件和立地条件的适应能力。一般来说,树种造林后的成活率和保存率与树种的生物学特性关系最为密切。此外,苗木质量、土壤条件、整地情况、造林技术措施等都直接影响着造林后的林木成活率。由于本试验经过精心地整地,采用雨天造林或雨后造林,同时遇天旱时辅以人工浇水,另外,由于试验地位于木麻黄基干林带的内侧,有林带保护,受海风的影响小,因此,17个参试树种的成活率和保存率均较高(表4-6)。除刚果12#桉、柠檬桉和肥木木麻黄的成活率分别为87%、82%和87%,保存率分别为85%、80%和82%外,其他树种的成活率和保存率均在90%以上。说明参试的17个树种在有基干林带庇护和采用适当造林技术的情况下,基本可以在滨海后沿的沙质土壤立地上成活且保存率较高。

表4-6 不同参试树种造林后的成活率与保存率

造林树种

巨尾桉

刚果12#桉

柠檬桉

乌墨

卵果松

火炬松

湿地松

加勒比松

调查株数

100

100

100

100

150

150

150

150

死亡

0

13

18

0

1

0

1

3

成活率(%)

100

87

82

100

99.3

100

99.3

98

保存率(%)

98

85

80

99

98.7

100

99.3

96.7

造林树种

肯氏相思

大叶相思

马占相思

厚荚相思

纹荚相思

毛绢相思

山地木麻黄

山神木麻黄

肥木木麻黄

调查株数

100

100

100

100

100

100

100

100

100

死亡数

5

4

7

1

3

9

6

2

13

成活率(%)

95

96

93

99

97

91

94

98

87

保存率(%)

94

95

90

92

93

90

90

91

82

尽管参试的17个树种能够在福建东南滨海后沿沙地上成活,但从生长量看,彼此之间存在着很大的差异。由于各树种栽植的时间不同,林龄为3龄到10龄,为了各树种之间具有可比性,我们用它们的年平均生长量来说明各树种对滨海后沙地的适生性(表4-7)。从表47可以看出,各树种的树高和胸径年平均生长量之间差异明显,树高年平均生长量为0.21~1.73m/a,胸径年平均生长量为0.13~1.76cm/a。根据不同树种的树高年平均生长量和胸径年平均生长量,将17个参试树种分成3个类型。第一个类型为适宜型树种,即适宜在福建东南滨海后沿沙地上生长的树种,其树高年平均生长量大于1.0m,且胸径年平均生长量大于1.0cm,这类树种为巨尾桉、刚果12#桉、厚荚相思、纹荚相思和马占相思5个树种;第2个类型为较适宜型树种,指能够在滨海后沿沙地上正常生长,但生长量较低,这些树种的树高年平均生长量为0.5~1.0m/a,胸径年平均生长量为0.5~1.0cm/a,它们是山地木麻黄、山神木麻黄、柠檬桉、毛绢相思、大叶相思、肯氏相思、湿地松、火炬松、卵果松和加勒比松10个树种;第三个类型为不适宜树种,包括乌墨和肥木木麻黄,它们的树高和胸径年平均生长量分别低于0.5m/a和0.5cm/a。

表4-7 不同树种在滨海后沿沙地上的生长效果

树种

造林时间

林龄(a)

现有株数

平均树高(m)

平均胸径(cm)

冠幅(m)

枝下高(m)

巨尾桉

1994

8

2450

13.8

12.3

2.6

5.5

205.75

刚果12#桉

1994

8

2 125

9.5

9.9

1.8

4.5

81.36

柠檬桉

1994

8

2 000

7.6

6.8

2.1

4.3

30.15

乌墨

1994

8

2 475

1.7

1.6

1.8

0.5

0.54

毛绢相思

1992

10

2 250

7.2

5.6

2.5

2.1

22.28

肯氏相思

1992

10

2 350

5.9

6.2

2.1

1.8

23.06

大叶相思

1992

10

2 375

9.5

9.4

3.4

2.9

82.48

厚荚相思

1992

10

2 300

14.9

17.6

5.3

4.9

409.63

纹荚相思

1992

10

2 325

13.8

15.2

4.7

4.1

290.83

马占相思

1992

10

2 250

10.5

13.1

4.6

2.4

161.46

湿地松

1995

7

2 483

5.1

8.2

2.0

1.1

42.05

火炬松

1995

7

2 500

5.1

8.7

2.7

1.0

51.75

卵果松

1995

7

2 468

5.3

8.5

2.4

1.0

46.07

加勒比松

1995

7

2 418

5.2

8.1

2.3

1.1

40.68

山地木麻黄

1999

3

2 250

3.1

2.1

1.6

0.2

1.69

山神木麻黄

1999

3

2 273

3.3

2.2

1.5

0.2

1.98

肥木木麻黄

1999

3

2 050

1.1

0.4

0.9

0.1

0.030

以上试验结果表明,海岸基干林带采用木麻黄无性系701#、601#、厚荚相思等树种造林,生长表现较好,建议使用;刚果12#桉虽生长表现较好,但林木个体间生长差异较大,分化程度较高,且抗风倒能力差,在台风期间部分树高较高的个体容易倒伏,建议慎重使用;湿地松生长量小,容易受害虫金龟子的危害,且抗风能力差,建议在基干林带更新中不要使用。

在前沿有少量稀疏木麻黄老林带保护的风口沙地上,厚荚相思是适宜的树种,抗风能力强,长势强劲,生长表现较好;纹荚相思和马占相思为较适宜树种,可以考虑使用;肯氏相思的保存率低,生长表现差,为不适宜树种,建议不要使用。

适宜在福建东南滨海后沿沙地上生长的树种有巨尾桉、刚果12#桉、厚荚相思、纹荚相思和马占相思5个树种,其生长量较大;山地木麻黄、山神木麻黄、柠檬桉、毛绢相思、大叶相思、肯氏相思、湿地松、火炬松、卵果松和加勒比松10个树种生长量较低,但可以在这类立地上造林时使用,以增加滨海防护林的树种资源;乌墨和肥木木麻黄虽然可以在这类立地上成活,但生长量太低,建议不要使用。

木麻黄惠安1#无性系和木麻黄澳大利亚C38种源是较好的适宜于在滨海风口沙地立地上造林的树种材料。另外,初步试验结果表明,短枝木麻黄、木麻黄澳大利亚15198种源、木麻黄无性系701#和细枝木麻黄在风口沙地上造林的成活率高,生长较好,受风害程度轻,认为在滨海风口沙地上栽植有一定的潜力,但仍需做进一步的观察。

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