年降雨對粗枝紅豆杉生長的影響

年降雨對粗枝紅豆杉生長的影響

云杉是中國特有的森林樹種。它也是四川省阿壩地區(qū)的主要高山樹種，占高山林區(qū)人工林更新區(qū)的64.24%。粗枝云杉較喜光,耐寒冷,其干材是一種優(yōu)良的造紙纖維原料。粗枝云杉主要分布在川西高山峽谷區(qū)和高原丘陵區(qū)兩大地貌類型區(qū),海拔多在2500～3400m。在甘肅南部、陜西南部也有少量分布,與杉木、馬尾松等樹種相比,分布相對較窄,再加上分布區(qū)的地貌、氣候以及社會因素等的復(fù)雜性,對粗枝云杉的前期研究主要集中在優(yōu)良林分選擇、母樹林營建等方面。開展本研究旨在促進(jìn)我國造紙纖維原料結(jié)構(gòu)的調(diào)整,解決紙漿原料不足的局面,為紙漿原料林基地建設(shè)提供技術(shù)參考。1材料和方法1.1地貌復(fù)雜，地貌復(fù)雜研究區(qū)設(shè)在四川省阿壩州以及甘孜州的丹巴縣,地理位置處于東經(jīng)101°04′～104°14′,北緯30°53′～33°35′,海拔1406～3491m,地貌復(fù)雜,且以高山峽谷和高原丘陵為主。年均溫為0.7～14.5℃,全年無夏,冬季長達(dá)6個半月至9個月以上,雨量少且集中在5～9月,林下土壤以山地典型褐土、山地淋溶褐土、山地棕壤等類型為主,林下植被種類繁多,主要闊葉樹有樺木等,以及灌木、草本、苔蘚等。1.2選取種源林分在粗枝云杉主要分布區(qū)以內(nèi),按照不同的水系,如大渡河、岷江、白龍江(嘉陵江)以及經(jīng)度和緯度,按照相對均勻分布的原則在地圖上采用網(wǎng)格法進(jìn)行定點,再結(jié)合實際情況,選取種源林分進(jìn)行下一步研究(如表1)。1.3組成和林分類型各個種源間具明顯地理隔離,確屬當(dāng)?shù)胤N源起源的天然林定為采種林分,其組成為粗枝云杉純林或者粗枝云杉占70%以上的混交林,林分面積不小于1.5hm2,林齡在Ⅳ齡級以上,每片林分選擇5株結(jié)實多、無明顯病蟲害的亞優(yōu)勢木作為采種母樹,每木采集30個健康、發(fā)育正常的球果。1.4樹高、胸徑、高纖維樹高的測定在被選林分中,設(shè)置臨時樣地,面積為400m2,進(jìn)行每木檢尺,用測高器測樹高,每一徑級測3株以上。然后計算平均胸徑和平均樹高、平均冠幅、枝下高。并采集1年生針葉30枚,選平均木3株,鉆取木芯,以便做纖維性狀分析。1.5年生長結(jié)果在每一個種源采種球果內(nèi)選10個球果,分別測其果長、有效長、果徑、果重、種子千粒重;測20枚針葉長、葉寬以及葉尖形態(tài),纖維性狀指標(biāo)測定采用國標(biāo),然后將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。2結(jié)果與分析2.1粗枝云水分群中主要因子的聚類分析粗枝云杉在四川天然分布主要在阿壩州的松潘、南坪、若爾蓋等以及甘孜州的丹巴等11個縣,以這11個縣的地理因子以及1951～1980年的氣象資料年平均值進(jìn)行統(tǒng)計分析。主成分分析結(jié)果表明(表略),前2個主分量累積貢獻(xiàn)達(dá)82.65%,基本上能夠代表各個因子信息。代表第Ⅰ主分量的主要因子有海拔、緯度、七月均溫、年平均溫度、極端高溫、≥10℃積溫、無霜期、年平均相對濕度、年蒸發(fā)量,代表第Ⅱ主分量的主要因子有經(jīng)度、年日照。年降雨量以及降雨月份分布不是影響粗枝云杉生長的主要因子。將代表第Ⅰ、Ⅱ主分量的主要因子進(jìn)行逐步聚類。結(jié)果大致可以分為4類,第Ⅰ類為高原丘陵區(qū),有阿壩縣、紅原、若爾蓋;第Ⅱ類為高山峽谷區(qū),有松潘、黑水、馬爾康,第Ⅲ類為邊緣區(qū),如丹巴,第Ⅳ為山緣過渡區(qū),有南坪、金川、小金、茂縣。2.2樹種生長和林分密度的方差分析對各種源林分木材纖維性狀,如纖維長度、纖維寬度、長/寬、基本密度、含水率、1%NaOH抽出物指標(biāo)等進(jìn)行單因素方差分析,其中纖維長度、纖維寬度、長/寬比值、木材基本密度4個指標(biāo)種源間差異顯著。用這4個指標(biāo)(表2),對20個種源林分作進(jìn)一步研究。經(jīng)聚類分析,第1類種源林分序號為3、4、10,第2類種源林分序號為5、8、9、20,第3類種源林分序號為2、6、11、12、13、14、15、18、19,第4類種源林分序號為1、7、16、17。2.3種源間差異顯著性分析對各種源林分胸徑總年平均生長量,前30年年平均生長量(表2)進(jìn)行單因素方差分析,種源間差異顯著。分類結(jié)果如下:第1類包括的林分序號為3、4、5、13、15、16,第2類的林分序號有2、6、7、8、9、11、17、19,第3類包括14、20,第4類為1、10、12、18。2.4粗枝杉木種源林分類型的篩選粗枝云杉以短周期紙漿材作為培育目標(biāo),定向培育技術(shù)是關(guān)鍵,種源林分選擇是定向培育技術(shù)中的一個重要環(huán)節(jié)。綜合區(qū)劃是以地理氣候類群為基礎(chǔ),綜合考慮林分生長、木材材性等指標(biāo),最后確定種源林分類型。本研究以經(jīng)度、緯度、海拔、總年平均生長量、前30年年平均生長量、纖維長度、纖維寬度、長/寬比值、基本密度對粗枝云杉種源林分進(jìn)行綜合區(qū)劃,采用聚類分析,可歸為4類(見表3)。從表3可以看出,以Ⅰ類和Ⅲ類粗枝云杉林分生長較好,以Ⅳ類林分生長最差,表明隨海拔升高,林分胸徑總年平均生長量呈下降的趨勢,Ⅱ類林分生長一般,Ⅲ類林分生長變異幅度較大,主要由于高山峽谷區(qū)微地域氣候變化較大以及個別地方人為因素影響。3主要種源林種的生長、木材材性及生長性狀的綜合評價3.1粗枝云杉天然分布的地方,地貌類型變化由高山峽谷區(qū)→高原丘陵區(qū),地形復(fù)雜,水、熱變化較大。由于各縣僅有一個氣象臺站,不能全面代表該臺站所在縣的氣候,所以本研究在對粗枝云杉地理氣候類群劃分的基礎(chǔ)上,以培育粗枝云杉紙漿材為目標(biāo),對種源林分的生長性狀、木材造紙纖維性狀進(jìn)行分析、研究。綜合區(qū)劃結(jié)果與單獨采用地理、氣象因子結(jié)果相差較大,這是由于種源林分離氣象臺站較遠(yuǎn),在高山峽谷地區(qū),山高谷深,氣候變化相當(dāng)大,從而導(dǎo)致林分生長、木材材性等方面均存在差異。3.2據(jù)有關(guān)研究,杉木、馬尾松、落葉松、紅皮云杉等樹種的種源區(qū)劃,大多采用地理氣候因子、生長性狀等因子進(jìn)行統(tǒng)計分析,尚未見有關(guān)與定向培育相結(jié)合,將木材造紙?zhí)匦灾笜?biāo)作為種源林分劃分因子的報道。3.3粗枝云杉是一種慢生樹種,前20年的生長極為緩慢,采用常規(guī)種子育苗方法,苗木一般要5年左右才能上山