樟子松天然更新状况评估：内蒙古8盟市调查显示报告

摘要

樟子松是我国重要的用材树种之一,在内蒙古地区有着广泛的天然分布 为了解不同地区樟子松的种子繁殖特性和林分更新状况,在内蒙古8个盟市共布设样地,调查了樟子松的球果特征、种子质量、发芽率以及林内和林 更新情况,结果表明,不同地区间樟子松种子繁殖指标存在显著差异,呼伦贝尔市、兴安盟、通辽市、锡林郭勒盟的种子质量和发芽率较佳,而赤峰市、乌兰察布市和呼和浩特市相对较差;兴安盟、通辽市和呼伦贝尔市的林分天然更新状况良好,各级苗木储备充足,更新结构完善;赤峰市、呼和浩特市和鄂尔多斯市的更新则存在严重断层;乌兰察布市和锡林郭勒盟介于两者之间;各地区的林 更新水平普遍高于林内,这可能与林缘光照、土壤等环境条件更加有利有关针对不同地区的实际情况,应采取有针对性的措施促进樟子松健康有序更新。

关键词:内蒙古:不同地区:樟子松:繁殖更新水平

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樟子松是我国重要的用材树种之一,资源丰富、分布广泛。作为一种先锋树种和涵养水源林的重要组成树种,樟子松在防风固沙、保持水土、改善生态环境等方面发挥着重要作用。内蒙古自治区地处亚洲内陆腹地,是我国森林资源最丰富的地区之一,由于该地区气候干旱、日照充足、雨热同季,导致林火等干扰频发,加之过度采伐等人为因素,当地樟子松林分的自然更新能力正受到严重威胁。因此,对内蒙古不同地区樟子松林分的天然更新状况及种子繁殖特性进行评价,制定针对性的经营管理措施,对保护和合理利用樟子松资源具有重要意义。

内蒙古自治区位于我国北部,是我国最大的省级行政区,共辖12个地级行政区,3盟9市。该地区地处亚洲内陆,东西向延伸,呈狭长形;高原、山地、丘陵和草原等地貌类型多样,平均海拔1000m左右。因内蒙古自治区经度跨度大,气候类型差异明显,东北部的大兴安岭地区属典型的寒温带大陆性季风气候,巴彦浩特 海勃湾——巴彦高勒以西地区则属于温带大陆性气候;平均气温6.3℃,平均降水量308.0m，研究区大部分地区年日照时数均在2700h以上,阿拉善地区在3400h以上。土壤类型多样,主要包括黑土、暗棕壤、黑钙土、栗钙土、灰钙土、风沙土等。自治区森林资源丰富,森林覆盖率在21%以上,共有森林面积248666.67 km2,位居我国首位。

1 材料与方法

1.1 设定调查样地

内蒙古自治区樟子松典型分布区自东向西主要分布在呼伦贝尔市、兴安盟、通辽市、赤峰市、锡林郭勒盟、乌兰察布市、呼和浩特市和鄂尔多斯市等地。于2022年在各盟市选取樟子松纯林作为研究区域,在各林分内随机布设3块监测样地,样地面积30m×30m,并在样地四角和中心点设置5个5m×5m的调查样方,用于调查样地内樟子松更新情况。在林缘随机设置5个相同的调查样方,用于调查林缘更新情况。

1.2 野外调查

于2023年樟子松球果成熟后进行野外调查,在监测样地内每株母树随机采摘球果2~5颗,同——监测样地内采摘的球果混合后,分别装袋带回实验室测定樟子松种子繁殖指标;调查样方内幼树的数量、树高、胸径,依据《国家森林资源连续清查技术规定》将樟子松幼苗分级,高0.3m以下为I级幼苗,高0.3~0.5m为II级幼苗,高0.5m以上但胸径不超过2.5cm为III级幼树,胸径2.5~5.0cm为IV级幼树,胸径5.0cm以上为V级成树。

1.3 指标测定、计算与统计分析

将带回实验室的球果分别储存,在每个监测样地内随机选取30枚球果,测定其长、底宽、种子数、种子空粒数、千粒重。然后每块样地随机选取90粒种子(分3组,即3次重复),使用5%高锰酸钾溶液浸种120 min,使用清水洗净后再使用清水浸泡24h后置于培养皿中,于25℃下恒温培养,直至连续5d无种子发芽,根据发芽种子数和种子总数计算发芽率。根据公式(1)计算更新指数,量化分析不同样地的更新质量。

R = n_1 \times 2 + n_2 \times 4 + n_3 \times 8 + n_4 \times 16 \quad (1)

式(1)中,R为更新指数,n_1、n_2、n_3、n_4分别为I~IV级幼苗、幼树的株数。

使用Excel 2019进行数据的统计、整理和计算,使用SPSS 25.0进行方差分析,使用最小显著性差异法(LSD法)进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 内蒙古不同地区樟子松种子繁殖指标差异

由表1可知,不同地区的8种樟子松种子繁殖指标之间均存在显著差异(P < 0.05)。

从球果长来看,锡林郭勒盟和乌兰察布市的樟子松球果长最大,显著高于其他6个地区 (P < 0.05);其次为呼伦贝尔市、兴安盟、通辽市和鄂尔多斯市,四者之间不存在显著差异,除通辽市外,其他盟市均显著高于赤峰市和呼和浩特市(P < 0.05);赤峰市和呼和浩特市樟子松球果长最小。球果底宽指标中,呼伦贝尔市、锡林郭勒盟、乌兰察布市、鄂尔多斯市的樟子松球果底宽最大,显著高于其他4个地区(P < 0.05);兴安盟、通辽市、赤峰市、呼和浩特市的樟子松球果底宽较小,四者之间不存在显著差异。

在球果种种子数方面,呼伦贝尔市、兴安盟、通辽市以及锡林郭勒盟的樟子松球果种种子数较多,四者之间不存在显著差异,除了通辽市外,均显著高于其他地区 (P < 0.05),其他盟市的樟子松球果种种子数较少。种子空粒率方面,呼伦贝尔市、兴安盟、锡林郭勒盟的种子空粒率较低,三者之间不存在显著差异,但显著低于其他地区 (P < 0.05),其次为赤峰市、乌兰察布市,再次为通辽市,鄂尔多斯市的种子空粒率最高,显著高于其他地区 (P < 0.05)

千粒重方面,兴安盟的樟子松种子千粒重最重,显著高于其他,7个地区 (P < 0.05),其次为呼伦贝尔市、通辽市、赤峰市、锡林郭勒盟和乌兰察布市5个地区,五者之间不存在显著差异,但显著高于呼和浩特市和鄂尔多斯市(P < 0.05)。发芽率方面,不同地区表现出2个等级,呼伦贝尔市、兴安盟、通辽市、锡林郭勒盟、鄂尔多斯市的樟子松种子发芽率较高,五者之间不存在显著差异,且均显著高于赤峰市、乌兰察布市和呼和浩特市 (P < 0.05),赤峰市、乌兰察布市和呼和浩特市的种子发芽率较低,三者之间不存在显著差异。

2.2 内蒙古不同地区樟子松林更新差异

表2 不同地区樟子松林内更新情况

由表2可知,8个地区中,兴安盟和通辽市的林内更新密度较高,均以I级幼苗为主,其次为III级幼树和IV级幼树,II级幼苗较少,二者相比,通辽市的更新指数更高,为96390。其次为呼伦贝尔市,以I级幼苗为主,III级幼树、IV级幼树相对较少,无 II 级幼苗。兴安盟、通辽市和呼伦贝尔市的各级更新结构呈近“W”型,属天然更新生长型,可维持相对稳定群落更新。再次分别为乌兰察布市和锡林郭勒盟,以I级幼苗为主,II级幼苗、III级幼树、IV级幼树较少,更新相对缓慢。赤峰市、呼和浩特市、鄂尔多斯市的各级幼苗、幼树的更新密度均较低,R值也较低,更新结构存在严重断层现象,无法完成天然更新。

表3 不同地区樟子松林缘更新情况

由表3可知,8个地区中,兴安盟的林缘更新密度和R值最高,其次为通辽市和呼伦贝尔市,三者远高于其他地区,各级更新结构也呈近“W”型分布,属天然更新生长型,可维持相对稳定群落更新。再次为乌兰察布市、锡林郭勒盟和赤峰市更新密度较高,均以I级幼苗为主;呼和浩特市和鄂尔多斯市的各级幼苗、幼树的更新密度均较低,R值也较低,更新结构存在严重断层现象,无法完成天然更新。

3 结论与讨论

本研究调查和分析了内蒙古自治区不同地区樟子松的种子繁殖特性和林分更新状况。结果表明,不同地区间樟子松的球果特征、种子质量和发芽率存在显著差异。其中,呼伦贝尔市、兴安盟、通辽市、锡林郭勒盟的樟子松种子质量较好,发芽率较高。乌兰察布市和呼和浩特市的樟子松种子质量相对较差,发芽率较低。樟子松林分更新情况也因地区而异。兴安盟、通辽市和呼伦贝尔市的林内和林缘更新结构较为完善,各级苗木储备充足,天然更新良好。而赤峰市、呼和浩特市和鄂尔多斯市的林分更新则存在严重断层,难以实现良好的自然更新。乌兰察布市和锡林郭勒盟的林分更新水平介于两者之间。樟子松种子质量和林分更新状况的地区差异可能与该地区的气候、土壤等生长环境条件密切相关。

一般来说,气候条件温和、土壤环境良好的地区,樟子松种子质量和林分更新状况较佳。而乌兰察布市、呼和浩特市等内蒙古西部地区环境条件较差,种子质量和更新则会受到不同程度影响。整体来看,大多数地区樟子松林缘的更新密度和更新指数均明显高于林内。林缘由于没有上层郁闭度高的大树遮阴,能获得充足的阳光直射,有利于樟子松种子萌发和幼苗生长。而林内较为阴暗,光照条件较差,不利于更新进行。同时,林缘地表裸露,土壤疏松透气,种子容易萌发。而林内由于枯枝落叶覆盖,地表板结,不利于种子萌发。同时林缘土壤湿度和温度也更适宜幼苗生长。此外,相较于林内,林缘幼苗生长的竞争更小,更新水平更佳。