全 文 ：樟子松人工固沙林衰退的主要特征*
吴祥云1, 2* *
姜凤岐1
李晓丹2
薛
杨2
邱素芬2
( 1 中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳 110016; 2辽宁工程技术大学,阜新 123000)
摘要
针对辽宁省章古台地区樟子松人工固沙林出现的衰退枯死现象, 系统地研究了樟子松人工固沙
林衰退的主要特征. 结果表明,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
4~ 16
5个, 成熟种子千粒重为 6
96~ 7
39 g, 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,但 N、P 含量下降, K 含量明显增高, 表明养分循环失调; 衰退林分 2
年生针叶叶绿素含量较高, 健康林分 1 年生较高且增幅较大. 松枯梢病的侵害是樟子松人工固沙林衰退的
最明显标志. 林分衰退后,树高和胸径生长量下降明显,林分胸径分布结构! 左移∀ (径级小的株数增多) ,衰
弱(亡)木数量增加了 15
9% ~ 27
2% ; 根量分别减少了 22
9% ~ 28
9% ,其中吸收根减少量最大.
关键词
樟子松
人工固沙林
衰退特征
松枯梢病
文章编号
1001- 9332( 2004) 12- 2221- 04
中图分类号
S718
文献标识码
A
Major features of decline of Pinus sy lvestris var. mongolica plantation on sandy land.WU Xiangyun1, 2 , JIANG
Fengqi1 , L I Xiaodan2, XUE Yang 2, Q IU Sufen2 ( 1 I nstitute of App lied Ecology , Chinese A cademy of Sciences ,
Shenyang 110016, China; 2Liaoning Technical Univer sity , Fux in 123000, China) . Chin. J . A pp l . Ecol. ,
2004, 15( 12) : 2221~ 2224.
In view of the decline of manmade sandfixation forest of Pinus sy lvestr is var . mongolica in Zhanggutai sand
land of Liaoning Province, this paper studied the major characteristics of the decline. T he appearance of the de
clining manmade sandfix ation forest of Pinus sylves tr is var. mongolica was grey gr een, its needle leaf was very
thin, the blooming and fruiting rate was low, the aver age quantit y of cones per tr ee w as only 10. 4~ 16. 5, wit h
only 6. 96g to 7. 39 g per thousand seeds, and ther e were many empty and astringent seeds. T he seasonal dynam
ics of nutr ients in 2yearold pine needle leaf was similar, i. e. , the N and P contents decreased, while K content
incr eased, showing that the nutrient cycle w as imbalance. The chlorophyll content in 2yearold needle leaf of de
clined forest was high, w hile that in 1yearold healthy forest w as also high but w ith a w ide increasing range. The
infected harm of shoot blight was the clear est mark to t he decline of manmade sandfix ation forest o f Pinus
sylvestr is var . mongolica. A fter t he forest declined, the height and the DBH of the pine trees decreased evidently ,
and t he structur e of DBH distribution moved ! left∀. T he quantity of weak pine trees increased by 15
9% ~
27
2% , the roots decreased by 22
9% ~ 28
9% , and the absorbing roots ( diamet er < 0
5 cm) decreased most
seriously.
Key words
Pinus sylv estris var. mongolica, Sandfix ation plantation, Decline tr aits, Shoot blight.
* 国家! 十五∀科技攻关项目( 2001BA517A0904)、中国科学院知识创
新工程重要方向项目 ( KZCX3SW48) 和辽宁省自然科学基金资助
项目( 20032145) .
* * 通讯联系人.
2004- 05- 24收稿, 2004- 09- 09接受.
1
引

言
樟子松( Pinus sylvest ris var. mongolica)天然分
布于我国呼伦贝尔沙地和大兴安岭北部山地, 具有
抗旱、耐寒、耐瘠薄等优良特性[ 6, 18] . 1955年, 其在
科尔沁沙地东南缘的辽宁省彰武县章古台沙地上引
种成功,开创了樟子松治沙造林的先例[ 19] ;之后, 特
别是 1978年东北、西北、华北(简称!三北∀)防护林
工程建设启动以来,樟子松在三北风沙区开始被大
规模引种栽植. 据统计, 樟子松已在三北地区 13 个
省(区、市) 300多个县推广应用,面积已超过 3
0 #
105 hm2[ 2, 16] , 樟子松已成为我国三北防护林工程和
防沙治沙工程的主要造林树种.近几年来,章古台地
区樟子松人工固沙林出现了大面积的衰退枯死现
象,其他部分地区也出现了类似情况[ 14] . 据调查,辽
宁省 3
83 # 104 hm2 樟子松人工固沙林中有 2
5 #
104 hm2 发生衰退, 约占 65
27%. 樟子松人工固沙
林的衰退已严重危害林分的正常生长, 如继续发展
下去,将给我国∀三北∀防护林体系工程建设造成巨
大损失, 治理衰退的樟子松人工固沙林已成为巩固
三北防护林体系建设成就的重要问题.为此,系统地
开展樟子松衰退相关研究,对巩固三北防护林体系
建设成果,提高樟子松人工固沙林的稳定性,指导樟
子松在我国三北防护林地区适当发展均有重大的理
应 用 生 态 学 报
2004年 12 月
第 15 卷
第 12 期





























CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY , Dec. 2004, 15( 12)∃2221~ 2224
论和实践意义. 本文以章古台地区为例,研究了樟子
松人工固沙林衰退的主要特征, 旨在为探寻樟子松
人工固沙林衰退成因和采取有效的防治策略提供理
论依据.
2
研究地区与研究方法
2
1
研究地区概况
研究地区位于科尔沁沙地东南部彰武县北部的章古台
镇( 42%43&N, 122%22&E) ,海拔 226
5 m. 年均气温 6
2 ∋ , 年
降水量 450 mm, 年蒸发量 1 300~ 1 800 mm,冬春两季多大
风且持续时间长,每年 4 级以上大风多达 200 余次, 风速为
4
5~ 5
0 m(s- 1, 无霜期 150 d, 植物生长期( 5 ∋ 以上)为
180 d, 属于亚湿润干旱季风气候. 根据章古台及相邻的甘旗
卡和彰武 3个气象站气候资料统计, 与 20 世纪 50 年代相
比,该地区 90 年代气温增高 0
1~ 0
5 ∋ , 年降水量减少 10
~ 30 mm,年均风速由 3
7 m(s- 1增至 4
6 m(s- 1(章古台) ;
土壤主要为生草固定风沙土和流动风沙土, 植被以沙生植被
为主,主要群落有中华萎陵菜( Potentilla anserina)群落、中
华隐子草 ( Cleistogens chinensis )小白蒿( A r temisia f rigida)
群落、野古草( A rundinella hir ta )山杏 ( A rmeniaca sibir ica)
群落、兴安 胡枝子 ( L espedeza davurica ) 苦参 ( Sophora
f lav escens)群落、差巴嘎蒿 ( A r temisia halodendron )小黄柳
( Salix gordej ev ii)群落、蒺藜梗( Agr iophyllum areuar ium )群
落等[ 7] .
2
2
研究方法
2
2
1 固定标准地设置与观测
1998 年在章古台大一间房
樟子松固沙林内设置立地条件相同, 林分密度和衰退程度不
同的固定标准地 3 块(表 1) ,面积为( 20 m # 25 m) 0
5 hm2.
表 1
樟子松林分标准地基本情况
Table 1 Main situation of the plots of typical Pinus sylvest ris var. mongol ica
标准地
Plot
立地条件
S ite condition
地下水位
Underground
w ater level
( m)
林龄
Age
( yr)
林分密度
Density
( plant(hm- 2)
树高
Height
( m)
胸径
DBH
( cm)
感病指数
Index of
infection
衰退状况
Situation
of decline
) 沙丘下部 Under the dune 4
3 28 1 095 8
4 14
6 33
5 轻 Slight
∗ 沙丘下部 Under the dune 4
3 28 1 185 7
5 13
5 49
0 重 Serious
CK 沙丘下部 Under the dune 4
3 28 705 8
7 16
4 16
2 健康 Healthy
)
衰退林分) Decline I; ∗
衰退林分∗ Decline ∗ ; CK:健康林分Healthy plantat ion.下同 The same below .


对每块固定标准地林木分别进行每木检尺, 测量其树
高、胸径、冠幅,记载生活力,并伐取林分平均木进行树干解
析[ 1] .每块固定标准地随机选择 2 年生针叶 50 束, 测量针叶
长度求百叶干重; 10 月中旬采摘 10 株样木球果, 统计球果
数量,计算平均结果量, 随机抽取 30 个成熟球果并调制出种
籽,测试千粒重、饱满状态.在生长季( 4月下旬~ 10 月下旬 )
内,每 15 d 采集一定量的不同感病等级针叶样品( 1 年生、2
年生叶) ,测定针叶主要营养成分 ( N、P、K)含量及叶绿素含
量. N 用半微量凯氏法测定; P 用钼蓝比色法测定; K 用火焰
光度法测定;叶绿素测定见文献[ 17] .
2
2
2 根系分布及生物量调查
根据标准地每木检尺统计
结果, 结合树干解析, 伐取平均木 3~ 5 株, 并采用分离根系
的干掘法[ 20]挖掘根系, 调查根系水平、垂直分布特征, 分粗
根( > 1
5 cm)、小根( 0
5~ 1
5 cm)、吸收根( < 0
5 cm)测试
生物量,现场绘制根系形态图.
2
2
3 感病等级划分、感病指数的求算
将樟子松划分为 5
个感病等级. )级木: 未感病的健康木; ∗级木:感病树冠面
积占整个树冠面积的 25%以下; +级木: 感病树冠面积占整
个树冠面积的 25% ~ 50% ; ,级木:感病树冠面积占整个树
冠面积的 50% ~ 75% ; −级木: 感病树冠面积占整个树冠面
积的 75% ~ 100% .
感病指数= . (病级株数# 代表值) /总株数# 最高代表
值.
3
结果与分析
3
1
樟子松人工固沙林衰退的林相特征
樟子松人工固沙林衰退后, 明显地观察到其景
观呈灰绿色,林冠不整, 针叶一般比较细弱,丧失了
活力.这一特征在 8~ 9月份表现最为明显,树冠中
下部部分枝条针叶开始变黄干枯, 随后逐步向树冠
顶端发展、蔓延, 严重者可导致整株树冠枯梢死亡.
樟子松 2年生的针叶长度, 衰退林分 )、∗分别比健
康林分缩短 18
5%和 29
7%,表明樟子松衰退越严
重,松针长度越短.百束松针重量差异也有相同的特
点,衰退林分 )、∗分别比健康林分松针重量下降
21
9%和 29
7%(表 2) .
表 2
樟子松林分发育状况
Table 2 Frui tage numbers of average tree and thousand kernel weight of
Pinus sylvest ris var. mongolica
标准地
Plot
松针长度
Length
( cm)
松针重量
Weight
( g/ per 100
needles)
平均单株球果数
Cone numbers
of average tree
( ind
/ plant)
种子千粒重
T housand kernel
weight
( g )
) 6
59 2
83 16
5 7
39
∗ 6
02 2
66 10
4 6
96
CK 7
81 3
45 27
0 8
60
3
2
樟子松人工固沙林林木生长发育特征
解析木分析结果表明,樟子松衰退显著影响树
高和胸径生长.衰退较重的樟子松林分 ∗树高生长
28年内平均降低 120 cm, 年平均生长量只有 39
cm ,比健康林分低 8
4%; 胸径生长仅为健康林分的
32
7% .
樟子松人工固沙林衰退后, 严重地影响了樟子
2222 应
用
生
态
学
报

















15卷
松生育期的开花结实, 尤其是对分布在树冠中下部
花粉的影响,受精过程受到伤害,造成开花不结果或
少结果,成熟期采集的种子空粒和涩粒较多. 由表 2
可见,衰退林分 )、∗单株球果数量分别比健康林分
减少了 10
5个和 16
6个;种子千粒重分别较健康
林分降低了 16
3%和 23
5% .
3
3
樟子松人工固沙林群落结构特征
松枯梢病是一种发病广、危害大、历史久的寄主
主导病害. 病原菌具腐生性, 为兼性寄生菌[ 8~ 13, 15] .
健康的樟子松树冠上也存在潜伏的病原菌, 只有其
树势明显减弱后才能侵染致病[ 3~ 5] .樟子松人工固
沙林衰退后,林木生活力开始减弱,最明显的一个标
志是松枯梢病的侵染发生与危害. 统计分析表明, 樟
子松衰退林分 )、∗的衰弱 (亡) 木比例分别为
31
4%和 42
7%, 比健康林分高 15
9%和 27
2% ;
从林分胸径分布状态( 1 cm 为一径级)来看(图 1) ,
与健康林分相比,衰退林分 )、∗直径分布均左偏,
平均胸径都有所降低.
图 1
樟子松人工固沙林林分胸径分布
Fig. 1 DBH dist ributions of Pinus sylv estri s var. mongol ica plantat ion.
)
衰退林分)Decline ) ; ∗
衰退林分∗Declin e ∗ ; CK: 健康林分
Healthy plantat ion.


研究结果表明,林龄在 24年以前, 3 种林分材
积生长进程和生长差异并不十分显著, 25年生以后
差异才逐渐产生.这和现实林分在 30年生以上林分
感病较重相吻合,说明樟子松固沙林在衰退枯死之
前(以感病为标志) , 树势已开始衰弱.
3
4
樟子松人工固沙林针叶养分含量和叶绿素含
量变化特征
在立地条件相同情况下, 针叶养分浓度的差异
性可反映出不同衰退程度樟子松对 N、P、K 选择吸
收上的差异性; 生长季内 2年生松针内营养元素季
节变化规律相似, 针叶中 N 浓度在 1
276% ~
2
400%, P浓度在 0
073% ~ 0
126%, 均低于健康
林分,而 K 浓度含量在 0
178% ~ 0
293% , 明显高
于健康林分, 且感病等级越重的林分 K 含量越高.
表明樟子松衰退后, 受枯梢病的影响,树木营养元素
吸收不平衡,生物循环失调.
在生长季内, 健康林分 2 年生针叶叶绿素 a、b
含量都低于衰退林分,而 1年生针叶叶绿素含量却
高于衰退林分;从 7月下旬开始, 1 年生针叶叶绿素
含量都显著高于 2年生针叶叶绿素含量, 但以健康
林分增幅最大,表明健康林分樟子松光合作用能力
强,物质积累速率快,而衰退林分由于针叶感病, 光
合作用器官活力减弱, 针叶叶绿素分解总量降低,使
物质积累速率减慢.
3
5
樟子松人工固沙林根系的分布及衰退特征
对根系的剖析发现,樟子松根系分布层次浅,主
根不发达,属典型的侧根型根系. 28 年生樟子松根
系水平分布范围可达 6
5 m , 2
5 m 范围内为根系
的集中分布区;樟子松根系在0~ 0
5 m 垂直范围内
分布最为集中,初始主根一般在 1
5~ 2
5 m 处停止
生长.樟子松发生衰退后, 其根系生物量明显减少
(表 3) . 与健康林分相比,衰退林分 )、∗总根系生
物量分别减少了 22
9%和 28
9%,其中吸收根减少
最为严重,分别减少了 56
6%和 86
3%. 樟子松生
长所需水分和养分主要是通过吸收根从土壤中获
取,通过小根、粗根沿木质部向上运输供光合器官合
成的有机物质.吸收根量的严重减少和衰退将导致
水分和养分供应短缺失衡, 从而胁迫林木生长.
表 3
樟子松人工固沙林根系生物量分配
Table 3 Distribution of root biomass of Pinus sylvest ris var
mongol ica
plantation
标准地
Plot
粗
根
Thick root
( > 1
5 cm )
小 根
Thin root
( 0
5~ 1
5 cm)
吸收根
Absorbing root
( < 0
5 cm)
合
计
T otal
( t(hm- 2)
) 56
192 17
758 6
409 80
359∗ 54
805 16
413 5
387 76
605
CK 64
093 24
636 10
036 98
765
4
结

论
4
1
樟子松人工固沙林衰退后, 林相呈灰绿色, 针
叶纤细,针叶长度缩短,百针重下降; 开花结实率低,
林分平均单株球果数量为 10
4~ 16
5个,成熟种子
千粒重为 6
96~ 7
39 g ,种子空粒、涩粒较多.
4
2
生长季内衰退林分 2年生针叶营养元素季节
变化规律相似, N、P 含量下降, K 含量显著增高,养
分循环失调; 2年生针叶叶绿素 a、b 含量是衰退林
分较高, 1年生针叶叶绿素含量则健康林分较高;从
7月下旬开始, 1年生叶叶绿素含量显著高于 2年生
叶叶绿素含量,且以健康林分增幅最大.
4
3
松枯梢病的侵染危害是樟子松人工固沙林衰
退的一个最明显标志. 林分衰退后,树高和胸径生长
222312 期












吴祥云等: 樟子松人工固沙林衰退的主要特征











量显著下降,林分胸径分布结构!左移∀(小径级株数
增多) , 林冠不整, 衰弱 (亡) 木增加; 根量减少了
22
9%~ 28
9% , 其中吸收根减少最明显, 降低了
56
6%~ 86
3% .
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作者简介
吴祥云, 男, 1962 年生, 博士, 教授, 主要从事荒
漠化防治及恢复生态学等研究, 发表论文 30 余篇. T el:
04183334589; Email: wuxyun2003@ yahoo. com. cn
2224 应
用
生
态
学
报

















15卷