辽宁省科尔沁沙地针叶树引种工作再创佳绩,常

  樟子松,东北俗称海拉尔松,为欧洲赤松的一个生态地理变种,欧洲赤松在距今9800-12000年前的古新世仅在欧洲部分(现前苏联欧洲部分)分布较广,当时的面积不及现代分布区的一半,属古北极成分。在第四纪冰期,由于欧洲赤松受到更为严酷的冰川气候和冰盖的胁迫,逐步向亚洲东移,大约在距今7700~9800年前的早全新世,经西伯利亚沿大兴安岭山地而延伸至我国,并受到新的环境影响而分化为樟子松种。

樟子松衰退病是林木衰退病的一种,近年来,森林衰退现象在全球日益普遍,我国的多种主要林木在不同立地条件下发生大面积衰退现象。因此,森林衰退病及其原因的研究,已成为林业和生态等科学领域中一个极其重要的课题,引起该病害发生的诱发因素是晚秋气候异常变化导致樟子松枝梢木质化不好;导致春季的生理干旱促使林木生长不良,特别是阳坡、半阳坡、山脊、窝风向阳处林分生长衰弱。激化因素是松沫蝉的大量繁殖与危害,使生长不良的樟子松更是雪上加霜。促进因素是松梢枯病病菌在松沫蝉危害的伤口大量侵入、发生危害,最后导致樟子松由树冠上部开始针叶枯黄,枝梢枯死,并逐渐向下扩展,枝梢树干流脂直至整株死亡。在我县,此病阳坡重于阴坡,山脊重于山下,林缘重于林内,立地条件愈差受害愈重,林龄愈大受害愈重。下面我们就一起具体来了解一下:樟子松衰退病的病因与防治对策。

辽宁省林业厅

    在2005年12月18日召开的成果鉴定会上,专家们一致认为,“科尔沁沙地针叶树引种研究”达国际先进水平,在樟子松种源试验时间、空间重复研究方面达国际领先水平。
澳门威斯尼斯人网址,  50多年来,辽宁省固沙所的科技工作者时刻以荒漠化治理为己任,针对科尔沁沙地人工植被建设中存在的有关问题不断研究探索,在成功引种樟子松、油松、赤松等针叶树种的基础上,结合联合国粮农组织援助我国的林业项目“中国三北009项目”的实施,在国内外专家的直接参与协助下,又开展了樟子松种源选择试验和其它国内外针叶树种引种试验研究。从20世纪70年代开始,引进了美洲、欧洲和亚洲十几个国家和地区的30多个针叶树种/变种,160多个种批,40多公斤种子,进行了多年引种育苗与造林试验,取得了可喜的成绩。
  长白松又称美人松,树高可达28米,胸径可达106厘米,是长白山区特有的珍贵、稀有树种。1981以来,辽宁省固沙所进行了多年引种育苗与造林试验。试验得知,长白松育苗技术简单,引种造林成活和保存率较高,能正常开花结实。在生长速度、适应性和稳定性方面,长白松不亚于、甚至优于樟子松。在科尔沁沙地及其类似地区,长白松可作为治沙造林和水土保持树种,进行示范推广。
  红松主要分布于长白山山脉,其树体高大,材质优良,种子等亦有较高价值。30多年的研究证明,用樟子松为砧木嫁接红松,可以有效地利用樟子松耐旱耐瘠薄的优良特性,克服红松实生苗沙地造林难以成功的障碍。嫁接红松的胸径和材积生长量超过樟子松,木材产值是樟子松的4倍以上。嫁接红松比实生的提前结实,20年生左右的嫁接红松林,每年每公顷种子产值可达4000元以上。另外,嫁接红松无明显病虫害,尤其是不感染对樟子松造成严重危害的松枯梢病。在章古台及其类似沙地,利用异砧嫁接技术适当发展红松果、材、防护兼用林是完全可行的,可有效地提高林分的经济效益和生态防护效益。
  樟子松地理种源研究是“七五”期间国家攻关课题,辽宁省固沙造林研究所是第1批进行樟子松地理种源试验的研究单位。1988年采用9个种源进行造林对比试验,1992年和1993年又在辽宁章古台、内蒙兴隆沼、吉林通榆3个地点分别进行造林试验。研究发现,樟子松地理种源不同,高生长存在着显著差异,从树龄已达19年生和15年生的两批种源试验得出,章古台、青山、高峰、净月潭等为最佳种源(产地)。
  班克松是美洲松树中分布最北的一种,树高可达25米,具有适应性强、抗旱、耐寒、早期速生等优良特性。辽宁省固沙造林研究所从1990年开始引种育苗,1992年始在辽宁的章古台孙家坑、种子园、三家子、内蒙奈曼旗兴隆沼林场等地进行种源试验及示范造林。研究表明,班克松根系发达,稳定性与适应性较强,在沙地上具一定的速生性,生长量超过樟子松,可以作为沙地主要针叶造林树种进行推广。其中,来自加拿大的43、47、49、52号种源表现最佳。
  铅笔柏原产北美洲的东、中部,广泛分布于加拿大和美国,对土壤、气候条件的适应能力很强,抗旱耐寒。辽宁省固沙造林研究所从1994年开始,开展了种源选择、育苗与造林技术等研究。经过12年的引种育苗与造林试验,初步获得成功,铅笔柏可作为园林绿化和沙地造林的伴生树种进行栽培。
  20世纪50年代,辽宁省固沙造林研究所在章古台成功引进樟子松开展固沙造林,并在全国有关省(区)推广应用,成就举世闻名。

沙地樟子松(Pinussylvestris var. mongolica)是我国“三北”防护林体系工程建设中最重要的防风固沙树种。1953年,辽宁省章古台固沙造林试验站在章古台开始引种育苗试验。1955年春,中国科学院林业土壤研究所(现沈阳应用生态研究所)最早将樟子松2年生幼苗由黑龙江省牡丹江市苗圃和带岭苗圃引种到位于科尔沁沙地东南缘的辽宁省章古台;同年秋季,辽宁省固沙造林研究所也进行了造林试验,从而开创了樟子松治沙造林的先例。引种造林成功后,沙地樟子松在“三北”地区大面积推广,发挥了巨大的生态、经济和社会效益。然而,我国第一代樟子松人工林大部分已进入中龄、近成熟期或成熟期,上世纪90年代以来,辽西北风沙区等地的樟子松人工林出现了严重的衰退现象,其衰退机制以及科学的更新经营研究已成为当务之急。

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沙地樟子松较老龄人工林出现衰退的现象与其原产地形成鲜明对比,在大兴安岭红花尔基地区的天然林中,树龄达300年以上的个体依然能健康生长。基于此,沈阳生态所科研人员开展了原产地和引种地环境条件下不同年龄沙地樟子松的生理生态对比研究。重点从树木水分生理和光合生理耦合的角度入手,分析了沙地樟子松在人工林条件下衰退死亡的生理生态机制。结果表明,除幼树以外,与天然林相比人工林樟子松枝条水力导度显著较低,并且松随着树龄的增大木质部导水率显著下降,而天然林中该趋势不显著。人工林樟子松越冬过程中木质部栓塞程度显著高于天然林个体,且在树龄较大的个体中表现出更显著的干旱胁迫特征,人工林樟子松通过降低叶片的相对面积来缓解更严重的水分亏缺,然而在干旱胁迫较长期存在的环境中,该调整最终可导致树木的碳收支失衡,限制了人工林樟子松的生长,同时也增加了其衰退死亡的风险。这项研究表明树木水力结构与水分受限环境中沙地樟子松人工林的衰退具有密切的关联,该研究结果将为较干旱气候条件下樟子松林人工林可持续经营提供较重要的基础理论依据。

  一、樟子松形态特征

一、樟子松的主要特性及患病特征

上述结果以Hydraulics play an important role in causing low growth rate and dieback of aging Pinus sylvestris var. mongolica trees in plantations of Northeast China 为题发表在Plant, Cell and Environment 杂志上。沈阳生态所植物生理生态组毕业博士刘艳艳为第一作者,研究员郝广友为通讯作者,次生林组研究员朱教君等为共同作者。该研究得到了中科院“百人计划”、国家自然基金委优秀青年基金、中科院前沿重点研究项目(QYZDJ-SSW-DQC027)等的支持。

  樟子松为高大常绿乔木,高者可达30m,2004年在红花尔基调查一株樟子松胸径达1.5m。樟子松树干通直、木材较松软,抗性强,耐腐朽,可供建筑、坑木、枕木、电杆等用,立木可采松蜡。

樟子松生物学特性及发生衰退病的主要特征。樟子松,常绿乔木,树高5-20m,最髙30m, 又名海 拉尔松、蒙古赤松、西伯利亚松、黑河赤松。樟子松是我国三北地区主要优良造林树种之一,嗜阳光,喜酸性土壤,主要分布在我国的大兴安岭北部 ,多生长在海拔高300-900m的向阳陡坡或阳坡。樟子松耐寒性强,能忍受零下40-50度的低温,旱生,不苛求土壤水分,在养分贫瘠的风沙土上及土层很薄的山地石砾土上均能生长良好。

论文链接

  樟子松为针叶树种,2针1束,粗硕、常微扭曲,一般长7-9cm。针叶先端较尖锐,横断面为半圆形,维管束2个,树脂道7~11个,一般靠近表皮,叶鞘永存。

樟子松以其抗寒、抗旱和速生性等优点成我国北方防风固沙的首选树种,可是20世纪90年代以来,早期引种的樟子松林出现的哀退现象。

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  树冠卵形至广卵形;老树皮黑褐色,鳞片状开裂,树干上部树皮呈褐黄色或淡黄色,片状脱落。1年生枝淡黄褐色,2-3年生枝灰褐色。5月下旬至6月上中旬开花,1年生球果下垂,翌年9-10月成熟;球果长卵形,黄绿色,鳞盾常肥厚隆起向后反曲,鳞脐小,疣状凸起,有短刺,易脱落。

衰退的樟子松人工固沙林外貌景观呈灰绿色, 针叶纤细,开花结实率低,平均单株球果数量为 10-15个,种子空粒、涩粒较多,生长季内2年生针叶营养元素季节变化规律相似。松枯梢病的侵害是樟子松工固沙林衰退的最明显标志,林分衰退后,树高和胸径生长下降明显,林分胸径分布结构“左移”,其屮吸收根减少量增大。

图1. 人工林与天然林中不同胸径大小的沙地樟子松枝条的边材比导率(Ks)和叶比导率(*K*l)

  二、樟子松生态学特性

二、樟子松衰退病的成因分析与防治对策

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  樟子松耐寒、耐旱、耐瘠薄,是我国北方地区主要的速生用材、之一,树干通直,树形优美且生长较快,材质良好,用途广泛。其材质力学性质可与东北木材之王红松媲美,是防风、固沙、绿化的优良树种。

、樟子松衰退病常见原因分析

图2. 人工林与天然林沙地樟子松胸高断面积增长量随胸径的变化趋势,显示人工林个体的树茎生长速率显著低于天然林个体

  大兴安岭林区和呼伦贝尔沙地草原为其天然分布区。1949年以后,人工造林发展很快,先后在东北各地造林成功,长势良好。在辽宁章古台流动沙丘上栽植,现已郁闭成林,防风固沙作用显著。

1.樟子松树势衰弱是衰亡的初始直接原因。感病树木在发病前早已衰弱,感病树木速生期短,衰老快。树势衰弱一般林龄在27年左右,引起树势衰弱的主导原因是由于树林密度大,林木生长水分失衡。

  樟子松耐寒性极强,是中国松属树种中最耐寒的松树,能耐-40(-50)℃低温或更低,对温度上限不很敏感。塞罕坝林场于1985年5月28日遭遇寒流袭击,樟子松幼苗和刚抽生的新梢均未受影响,生长基本正常。而云杉幼苗受害率达到15%以上。

2..枯梢病是樟子松枯死的直接职因,但不是根本原因,枯梢病流行是樟子松衰退的标志之一,枯梢病主要对引种到天然分布区之外的树木构成威胁,很少在天然林内发生。樟子松是欧洲赤松的一个地理变种,位丁欧洲赤松天然分布区的东部边缘. 范围比较狭小,出于缺乏经验和资料,人们对掉子松 抗病性认识不足,加之经营失当,导致樟子松早衰、感病枯死。

  同时,它的耐旱性也很强,对土壤水分和大气湿度苛求不严。其抗旱性突出表现在它可以最大限度地减少叶面蒸腾和随着土壤水分状况调节其根系分布。樟子松具有旱生植物的叶面构造,叶面有较厚的角质层,气孔深深凹陷在叶组织内部,使蒸腾量显著减少。

樟子松衰退病属于常见的突发性林业有害生物灾害,根据《森林病虫害防治条例》的相关规定,在综合治理措施上采取以预防为主,防、治结合的方针。具体措施是:

  塞罕坝林场于1980年遭遇特大旱灾,6-7月份降水量为87.2mm,比往年减少89.7mm,仅相当于历年平均值的49.3%,6、7月份气温分别比历年偏高1.2℃和0.8℃,地温分别偏高1.6℃和2.1℃。通过调查1亩的落叶松、樟子松混交林发现:77株樟子松一株未死,而15株落叶松死亡6株,落叶松的高生长比上年减少29.3cm,樟子松反而比上年增加6.5cm。

、预防措施

  樟子松根系非常发达,其根系可分布在20-150cm的土层中,随着土壤水分的多少,可自行调节主侧根的比例和深度。根据黑龙江林业研究所进行耐旱性沙培试验,樟子松2年生全根苗耐旱临界水分为2.0%。

樟子松衰退病灾害发生的主要原因是:林分密度过大,树木长势趋弱,松沫蝉连续危害造成松梢枯病的暴发成灾。因此,樟子松衰退病的有效预防措施应从营林措施入手。首先,在造林方面,要尽量避免营造樟子松纯林,在立地条件选择方面:山脊、阳坡、半阳坡及砂石裸露,土层较薄的造林地避免营造樟子松纯林或混交林。其次,当樟子松人工林郁闭后应及时进行抚育管理,扩大林木生长的营养空间,提高林木长势,提高林分抗病能力。

  樟子松适应性强。在风积沙土、砂壤、黑钙土、淋溶黑土、白浆土上都能生长。辽宁省章古台在沙地上曾先后栽植了针叶、阔叶树种30多种,唯有樟子松生长发育良好。据甘肃张掖、山西河曲等地对樟子松、杨树、油松、侧柏混交林生长量进行对比调查,樟子松高达4.54m,是杨树的3倍,油松的1.43倍,侧柏的1.25倍。

2.、营林措施

  在大兴安岭林区排水良好的酸性和中性土壤上生长较好。有弱度耐盐力,在黑龙江省林科院肇东试验林场薄层碳酸盐草甸黑钙土上pH值7.6-7.8,总盐量0.08%,生长发育均良好。但是如pH值超过8,含碳酸氢钠盐量超过0.1%,或季节性积水地方对其生长即有不良影响。

林分抚育

  对土壤质地的排水性、通气性要求很严,在黏重的水湿地不能生长,喜中性或微酸性土,不耐盐碱。

对生长过密,林分郁闭度在0.8以上的幼令林要及时抚育间伐,以伐除病害木、被压木,采伐蓄积强度控制在15-20%,达到降低病情指数、改善林分质量、提高抗病能力的目的。

  生长快,人工造林在6-7年生时即可进入高生长旺盛时期。立地条件的不同,其生长发育的情况相差悬殊。如辽宁章古台防护林试验站在沙丘上造林,在水分条件好,风蚀小的丘间低地,20年生树高达8.5m,胸径12.7cm;但在风蚀较大,较干燥的流动沙丘上,20年生树高为7.45m,胸径9.2cm。

卫生伐

  樟子松人工林一般在15年生开始结实,20年生普遍结实。但是丰歉趋势明显,丰年间隔一般为3-5年。对松梢螟、松干蚧及松针锈病具有一定的抗性。但在幼林阶段容易遭受鼠害。

对林木受害株率在30%-80%、死亡率在20%-40%、20年以上染病林分实行卫生伐。以伐除衰弱木、病害木为主,采伐蓄积强度可在30%左右。伐后辅以化学防治,改善林分卫生状况,提高林分抗病能力。

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林分改造

皆伐除治法,适用于感病株率在75%以上的林分,林木死亡率55%以上中、重灾林分。主要方法是:对受害林分先皆伐,然后对迹地进行认真清理,清除幼树、枝桠,烧除枯落枝叶,再更新以落叶松、红松、云杉柞树、椴树等为主要树种的针阔混交林。

3.化学防治措施

打孔注干防治松沫蝉

5月中旬至6月上旬,在松沫蝉若虫期采用40%氧化乐果5倍液2毫升/株进行打孔注干,或用10倍液干基刮皮涂环,对若虫致死率可达90%以上。

烟剂防治松沫蝉

在7月上旬和下旬松沫蝉绝大多数成虫羽化后、产卵前,采用“林敌”烟剂防治松沫蝉成虫,要在日落后或日出前、气压低、无风或微风,有露水条件下采用流动放烟方式放烟。用量15公斤/公顷,防效可达90%以上。

喷雾、烟剂防治松梢枯病

在6月中旬分两次采用50%多菌灵500倍液或其它铜制剂喷冠防治枯梢病。或在在6月中下旬,林间释放百菌清杀菌烟剂,要在日落后或日出前、气压低、无风或微风,有露水条件下采用流动放烟方式放烟。用量最高可以20公斤/公顷。

化学预防松枯梢病

对于樟子松衰退病发生林分附近1.5公里范围内18年生以上轻度及未发生樟子松人工林,采取人工释放百菌清烟剂进行预防,尽可能降低该部分林分的发病机率,提高治疗效果。

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