全 文 ：书第 38 卷 第 6 期 东 北 林 业 大 学 学 报 Vol. 38 No. 6
2010 年 6 月 JOURNAL OF NORTHEAST FORESTRY UNIVERSITY Jun. 2010
山杏混交林花果期小气候特点及其对坐果率的影响1)
刘明国 王 威 贺 江 王 玲 雷明雷
(沈阳农业大学，沈阳，110161) (辽宁省北票市蒙古营乡林业站) (沈阳农业大学)
摘 要 为了探讨混交林对山杏花果期低温冻害的影响，采用野外连续观测的方法，开展了山杏混交林花果
期小气候特点及其对山杏坐果率影响的研究。结果表明:山杏刺槐混交林对山杏花果期小气候的改善作用优于山
杏纯林，混交林内的白天气温及地温低于纯林，夜间气温高于纯林，空气相对湿度高于纯林，风速低于纯林。山杏
花果期气温不稳定，经常出现大幅度降温现象，在 2009 年 4 月 27日的大幅度降温过程中，山杏纯林温度降到－0. 87
℃，已低于临界冻害温度，而山杏混交林的夜间最低气温为 0. 52 ℃，高于临界冻害温度。混交林内山杏花期推迟2 ～
3 d，花果期冻害轻，发生的机率小，坐果率比纯林高 10. 2%。
关键词 小气候，坐果率，花果期，山杏刺槐混交林
分类号 S662. 2
Microclimatic Characteristics of Mixed Siberian Apricot Forest During Flowering and Early Fruiting and Its
Effect on Fruit Setting Rate /Liu Mingguo，Wang Wei(School of Forestry，Shenyang Agricultural University，Shenyang
110161，P. R. China) ;He Jiang(Forestry Station of Mengguying Township in Beipiao City，Liaoning Province) ;Wang
Ling，Lei Minglei(Shenyang Agricultural University)/ / Journal of Northeast Forestry University. －2010，38(6). －28 ～30
In order to probe into the effects of mixed forest on the freezing injury of Siberian apricot at the period of flowering and
early fruiting，microclimatic characteristics of the mixed forest of black locust and Siberian apricot as well as its effect on
fruit setting rate were studied through continuous field observation. During flowering and early fruiting，the mixed Siberian
apricot forest had a greater effect on microclimate compared with the pure Siberian apricot forest judging from the lower air
temperature and surface soil temperature in daytime，higher air relative humidity，lower wind speed，and higher air tem-
perature at night in the mixed forest. During the period，air temperature was unstable and rapid temperature drops often oc-
curred. For instance，on April 27th 2009，the air temperature in the pure forest fell to 0. 87 degrees C below zero，below
the critical temperature for freezing injury，but that in the mixed forest was 0. 52 degrees C，above the critical temperature
for freezing injury，which means that mixed forest can diminish the probability of freezing injury. Compared with the pure
forest，the flowering period of Siberian apricot in the mixed forest was delayed for 2 ～ 3 days，and the fruit setting rate in-
creased by 10. 2% .
Keywords Microclimate;Fruit setting rates;Flowering and fruiting period;Mixed forest of black locust and Siberian
apricot
山杏(Prunus sibirica)是亚洲特有的生态经济型树种，其
生态特性为喜光、抗旱、抗寒、耐瘠薄，是干旱半干旱地区造林
绿化的先锋树种，具有优良的水土保持和防风固沙功能。山
杏经济价值较高，杏仁含多种营养成分，广泛应用于食品、医
药及工业等领域。目前山杏生产中杏仁产量低而不稳的问题
成为制约山杏产业发展的主要瓶颈，其中花期和幼果期霜冻
害的频繁发生为其重要原因［1］。开展山杏花果期霜冻害预
防技术研究是实现丰产稳产的重要途径。
大量研究成果表明，混交林可明显改善林分小气候，如赵
荣慧等对辽西地区油松混交林研究表明，油松针阔混交林在
夏季空气相对湿度较油松纯林可提高 3% ～ 11%，空气温度
可降低 1 ～ 4 ℃，夜间温度高于纯林［2］。对落叶松混交林［3］、
杉木混交林［4］、马尾松混交林［5］、杨树混交林［6］、桉树混交
林［7］、挪威云杉［8］混交林的小气候效应研究也都得出了相同
或相似的结论，即混交林具有降低温度变幅、增大林内空气湿
度的作用。目前关于混交林的研究主要限于各地区重要用材
树种，未见山杏混交林的研究报道。笔者拟通过山杏混交林
花果期小气候特点及其对山杏坐果率影响的研究，明确混交措
施防治山杏花期霜冻害的效果，为山杏丰产栽培提供理论与
技术依据。
1)辽宁省“十一五”科技攻关项目(2006207001)。
第一作者简介:刘明国，男，1964 年 9 月生，沈阳农业大学林学
院，教授，博士。
收稿日期:2010 年 3 月 17 日。
责任编辑:戴芳天。
1 试验地概况
试验地位于辽宁省北票市蒙古营乡西山，地理坐标为北
纬 41°54′，东经 120°52′，海拔高度为 239 m。地处辽西半干旱
地区，气候为大陆性季风气候，年平均气温 8. 3 ℃，夏季炎热，
极端最高气温达 40. 7 ℃，冬季寒冷，极端最低气温达－26. 4
℃，全年无霜期 145 ～ 150 d。年降水量为 450 ～ 550 mm，70%
集中在 7、8 月份，年蒸发量 2 000 mm，为降水量的 3 ～ 4 倍。
土壤是在各种岩石风化物残积母质及黄土、红土母质上发育
的淋溶褐土、褐土性土、碳酸盐褐土及典型褐土，也有部分地
区为棕壤和风沙土。本区域内植被以草原植被与森林植被为
主，木本植物以油松(Pinus tabulaeformis)、刺槐(Robinia pseu-
do-acacia)、蒙古栎(Quercus mongolica)、山杏(Prunus sibiri-
ca)、大扁杏(Prunus dabian)、大枣(Zizyphus jujuba var. iner-
mis)、沙棘(Hippophae rhamnoides)、荆条(Vitex chinensis)、酸枣
(Zizyphus jujube var. spinosa)和虎榛子(Ostryopsis davidiana)
等为主。草本植物以野古草(Arundinella hirta)、隐子草
(Cleistogenes polyphylla)、和羊胡子草(Aneurolepidium chinen-
sis)等为主。
实验林位于东北坡向，坡度约 11°，土壤为砂壤土，土层
厚度 20 ～ 30 cm，pH=7. 0 ～ 7. 2。实验林为山杏刺槐带状混交
林，2004 年春季造林，林龄为 5 a，面积约为 3 hm2。林带走向
与等高线平行。其中刺槐 5 行一带，株行距为 1 m×3 m，树高
4. 0 m，胸径 6. 3 cm。山杏 3 行一带，株行距为 1 m×3 m，树高
1. 3 m，冠幅 1. 4 m，刺槐与山杏相邻行间距为 3 m;对照林分
为山杏纯林，与混交林处于同一坡面，高度位置、立地条件相
同。林龄为 5 a，株行距为 1 m×3 m，树高 1. 2 m，冠幅 1. 2 m。
2 研究方法
在山杏刺槐混交林试验地内选择有代表性的地段布设标
准地，面积为 20 m×30 m，3 次重复。同时选设相同条件下的
山杏纯林和无林地作为对照，山杏纯林标准地面积为 20 m×
30 m，3 次重复。在每块标准地内随机设置 3 个小气候观测
点，于 2009 年 4 月 15 日—5 月 4 日(山杏的花期和幼果期)
进行小气候观测。森林小气候采用常规观测方法，观测内容
包括空气温度、相对湿度、风速和地表温度。仪器的布设主要
参照《地面气象观测规范》［9］，在林内 1. 5 m 高处测定气温、
相对湿度和风速。温度、湿度的测定采用 BL－6 干湿球温湿
度计，风速测定采用 DEY IV型风速仪，地温的测定用半导体
点温计。各项因子从 8 时—16 时每隔 2 h 观测 1 次，夜间温
度、湿度采用 U23－001 HOBO 自动温湿仪进行观测。用 8:00、
10:00、12:00、14:00、16:00、18:00 各时刻的 20 d 平均值进行
各气象因子的日变化规律分析。
在山杏开花和幼果期的 4 月 15 日—5 月 4 日，对山杏刺
槐混交林和山杏纯林内的样木进行物侯观察，记载现蕾期，始
花期(5%的花蕾绽开)、盛花期(50%的花蕾绽开)、末花期
(5%的花花瓣开始凋落)、展叶期(第 1、2 片叶展开)。
每块标准地随机选取 10 株样木，在样木上按结果状况选
取标准枝，该枝上的幼果数量与花朵数量(花量)之比即为坐
果率。
3 结果与分析
3. 1 小气候
3. 1. 1 气温
由表 1 可知，白天无林地气温最高，山杏纯林次之，山杏
混交林最低，1. 5 m 高度处日平均气温分别为 23. 76、21. 38、
20. 70 ℃，混交林比纯林、无林地分别低 3. 2%和 12. 9%。经 t
检验，混交林与纯林白天气温差异不显著(显著性概率 =
0. 572>0. 05) ，混交林、纯林与无林地差异分别为显著和不显
著(显著性概率分别为 0. 044<0. 05;0. 198>0. 05)。从气温日
变化规律看，早晨由于光照弱、气温低，山杏混交林内气温与
山杏纯林及无林地气温相近。白天随着光照增强，气温升高，
山杏混交林与山杏纯林及无林地间气温差异逐渐变大，14:00
气温升到最高时，气温差异也达到最大，此时混交林温度为
24. 40 ℃，纯林为 25. 23 ℃，无林地为 28. 88 ℃。而后随着温
度降低，温差变小，16:00 以后温度差异又趋于缓和。由表 2
知，夜间温度混交林要高于纯林和无林地，1. 5 m 高度处夜间
平均气温分别为 9. 16、8. 58、7. 31 ℃，混交林比纯林、无林地
分别高 6. 8%和 25. 3%。混交林、纯林及无林地夜间气温变
化趋势基本一致，从 20:00—0:00，气温下降幅度较大，从 0:00—
6:00，气温变化比较平缓，最低气温出现在 4:00。
3. 1. 2 夜间最低气温
山杏开花早，花果期易遭受晚霜低温危害。而晚霜及低
温冻害又常发生于夜间，所以对花果期夜间最低气温进行观
测是非常必要的。
表 1 不同林型白天气温的变化 ℃
时刻 刺槐山杏混交林 山杏纯林 空旷地
8:00 15. 08±1. 09 15. 58±2. 63 16. 80±2. 93
10:00 20. 29±1. 81 21. 11±1. 36 24. 95±4. 21
12:00 23. 19±0. 32 24. 03±3. 13 28. 28±0. 54
14:00 24. 40±2. 83 25. 23±0. 97 28. 88±2. 37
16:00 22. 64±2. 22 23. 26±1. 13 24. 08±3. 59
18:00 18. 61±1. 14 19. 07±2. 00 19. 55±0. 91
平均值 20. 70±0. 77 21. 38±1. 75 23. 76±1. 40
表 2 不同林型夜间气温的变化 ℃
时刻 刺槐山杏混交林 山杏纯林 空旷地
20:00 14. 12 13. 75 11. 91
22:00 12. 56 11. 93 11. 38
0:00 7. 34 6. 64 5. 16
02:00 7. 14 6. 78 5. 24
04:00 6. 53 5. 63 4. 14
06:00 7. 27 6. 72 6. 02
平均值 9. 16 8. 58 7. 31
观测结果表明，山杏混交林的夜间最低气温最高，山杏纯
林次之，无林地最低，分别为 6. 44、5. 88、4. 78 ℃，混交林比山
杏纯林、无林地分别高 9. 5%和 34. 7%。由表 3 可知，山杏花
果期气温不稳定，波动频繁，经常出现大幅度降温现象。在观
测期内发生两次较大幅度降温，第一次发生于 2009 年 4 月 22
日，山杏混交林、纯林及无林地的夜间最低温分别降到 2. 10、
1. 87、0. 19 ℃，但各林型林内气温均在 0 ℃以上。第二次出现
2009 年 4 月 27 日，山杏混交林、纯林及无林地的夜间最低气
温分别降到 0. 52、－0. 87、－2. 33 ℃，此时山杏纯林气温已低于
临界冻害温度，而混交林内气温仍保持在 0 ℃以上。
表 3 不同林型夜间最低气温 ℃
日期
刺槐山杏
混交林
山杏
纯林
空旷
地
日期
刺槐山杏
混交林
山杏
纯林
空旷
地
04－15 7. 12 5. 91 3. 65 04－26 1. 72 1. 70 0. 72
04－16 7. 02 6. 58 4. 57 04－27 0. 52 －0. 87 －2. 33
04－17 7. 24 6. 67 4. 64 04－28 6. 26 4. 74 2. 82
04－18 6. 43 6. 38 5. 28 04－29 6. 38 6. 26 6. 15
04－19 6. 59 6. 56 6. 01 04－30 10. 04 9. 34 9. 02
04－20 6. 97 6. 91 6. 61 05－01 9. 14 9. 00 8. 14
04－21 6. 22 5. 87 5. 49 05－02 8. 94 8. 49 8. 19
04－22 2. 10 1. 87 0. 19 05－03 10. 22 8. 87 6. 82
04－23 4. 87 4. 35 3. 00 05－04 10. 51 8. 93 7. 00
04－24 5. 28 5. 08 5. 08 平均值 6. 44 5. 88 4. 78
04－25 5. 23 4. 97 4. 14
3. 1. 3 地温
由表 4 可知，山杏混交林、纯林及无林地的地温(0 ～ 10
cm处)变化规律与 1. 5 m 高度处气温变化规律相似，空旷地
地温﹥山杏纯林地温﹥山杏混交林地温，其日平均值分别为
22. 57、21. 14、19. 93 ℃，混交林的地温比纯林、无林地分别低
5. 7%和 11. 7%。经 t 检验，混交林与纯林地温差异不显著
(显著性概率=0. 104>0. 05) ，混交林、纯林与空旷地差异分
别为显著(显著性概率=0. 022<0. 05)和不显著(显著性概率=
0. 336>0. 05)。地温日变化规律为，白天随着光照的增强，各
林型地温升高，14:00 后开始降低。混交林与山杏纯林的差
异变化不大，在 0. 6 ～ 1. 6 ℃。
表 4 不同林型地温的日变化 ℃
时刻 刺槐山杏混交林 山杏纯林 空旷地
8:00 13. 5±0. 87 14. 9±0. 52 15. 5±3. 67
10:00 16. 6±3. 21 17. 9±0. 53 19. 4±0. 70
12:00 21. 5±0. 46 23. 1±1. 87 25. 5±1. 97
14:00 25. 0±0. 20 25. 9±1. 27 27. 1±0. 66
16:00 23. 4±1. 35 24. 0±4. 40 25. 3±1. 85
18:00 19. 5±1. 04 21. 1±0. 72 22. 6±1. 60
平均值 19. 93±1. 04 21. 14±0. 54 22. 57±0. 73
3. 1. 4 空气相对湿度
由表 5 可知，山杏混交林的空气相对湿度﹥山杏纯林相对
湿度﹥无林地相对湿度，日平均值分别为 28. 54%、27. 79%和
20. 41%，混交林分别比纯林、无林地高 2. 7%和 39. 8%。经 t
检验，混交林与纯林空气相对湿度差异不显著(显著性概率 =
0. 324>0. 05) ，混交林、纯林与无林地差异都为极显著(显著
92第 6 期 刘明国等:山杏混交林花果期小气候特点及其对坐果率的影响
性概率值均为 0. 000 1)。空气相对湿度的日动态呈 U 型变
化，与温度呈负相关，即温度越高林内湿度越小，混交林、纯林
和无林地的相对湿度在 8:00—14:00 随时间变化而逐渐下
降，14:00达最低点，14:00以后逐渐上升。混交林空气相对湿度
在17. 97% ～46. 68%，纯林空气相对湿度在17. 57% ～46. 12%，无
林地空气相对湿度在 13. 30% ～33. 45%，变幅较大。
表 5 不同林型空气相对湿度的日变化 %
时刻 刺槐山杏混交林 山杏纯林 空旷地
8:00 46. 68±1. 09 46. 12±1. 16 33. 45±0. 41
10:00 35. 27±1. 94 34. 21±0. 95 20. 1±1. 63
12:00 22. 55±2. 61 21. 29±2. 03 14. 25±1. 18
14:00 17. 97±0. 51 17. 57±1. 08 13. 30±2. 27
16:00 21. 01±1. 31 19. 83±1. 65 15. 77±1. 46
18:00 27. 76±0. 41 27. 73±1. 11 25. 6±0. 98
平均值 28. 54±0. 92 27. 79±0. 22 20. 41±0. 44
3. 1. 5 风速
由表 6 可知，山杏混交林内的 1. 5 m 高度处风速﹤山杏
纯林 1. 5 m高度风速﹤无林地 1. 5 m 高度风速，日平均值分
别为 1. 52、1. 70、2. 03 m /s，混交林内风速比纯林、无林地降低
了 10. 6%和 25. 1%。经 t检验，混交林与纯林内风速差异不
显著(显著性概率 = 0. 495>0. 05) ，混交林、纯林与无林地差
异均不显著(显著性概率分别为 0. 293、0. 498)。风速的日变
化无规律性。
表 6 不同林型的风速日变化 m·s－1
时刻 刺槐山杏混交林 山杏纯林 空旷地
8:00 1. 40±1. 82 1. 60±0. 93 1. 90±0. 96
10:00 1. 20±1. 63 1. 40±0. 82 1. 90±1. 04
12:00 1. 70±1. 91 1. 90±1. 01 2. 40±1. 40
14:00 1. 50±1. 31 1. 70±0. 52 2. 00±0. 95
16:00 1. 70±1. 01 1. 80±0. 32 2. 20±0. 91
18:00 1. 60±0. 87 1. 80±0. 78 1. 80±0. 10
平均值 1. 52±0. 53 1. 70±0. 78 2. 03±0. 52
3. 2 物候及坐果率
表 7 表明，山杏混交林的现蕾期、始花期、盛花期和末花
期均晚于山杏纯林 2 ～ 3 d;而展叶期则早于山杏纯林 2 d。山
杏纯林从现蕾期到展叶期需要 20 d，而山杏混交林则比山杏
纯林所需要的时间为 16 d。
表 7 不同林型的山杏物候期
物候期 刺槐山杏混交林 山杏纯林 物候期 刺槐山杏混交林 山杏纯林
现蕾期 04－09 04－07 末花期 04－22 04－20
始花期 04－15 04－12 展叶期 04－25 04－27
盛花期 04－16 04－13
根据试验地内山杏混交林及纯林的观测记录计算得出，混
交林中的山杏坐果率为 16. 7%，纯林中的山杏坐果率为 6. 5%，
混交林坐果率比纯林高 10. 2%。
4 结论与讨论
森林小气候是在森林植被影响下形成的特殊小气候，是
森林中水、气、热等各种气象要素综合作用的结果，它受到地
形地势、树种组成、树木生长状况、天气状况等的影响。对森
林小气候的变化规律进行研究，达到通过改变森林组成要素
来调节森林小气候的目的，为确定合理的经营措施、种植模式
和栽培措施提供理论依据和实践指导［10］。
研究结果表明，山杏刺槐混交林对山杏花果期小气候的
改善作用优于山杏纯林，混交林内白天 1. 5 m 高度处气温及
地温(0 ～ 10 cm处)低于纯林，夜间气温高于纯林，空气相对
湿度高于纯林，风速低于纯林。山杏花果期气温不稳定，经常
出现大幅度降温现象，在 2009 年 4 月 27 日的大幅度降温过
程中，山杏纯林夜间最低温度降到－0. 87 ℃，已低于临界冻害
温度，而山杏混交林的夜间最低温度为 0. 52 ℃，高于临界冻
害温度。混交林内山杏花期推迟 2 ～ 3 d，花果期冻害轻，发生
的机率小，坐果率比纯林高 10. 2%。
森林的存在降低了热量和水分的林内外交换强度，形成
了林内温差小、空气相对湿度大、风速低的小气候特点。混交
林因具多层次林冠层、叶面积指数大，改善小气候的作用要明
显大于纯林。混交林小气候效应的以往研究都集中于树木生
长季节，得出的结论也高度一致，即混交林温差小、湿度大，有
利于光合作用，从而促进林木生长［10］。而对于混交林非生长
季小气候效应的研究则非常鲜见，赵荣慧等对辽西油松阔叶
混交林的研究表明，同油松纯林相比，在非生长季混交林内空
气相对湿度增大，白天有增温趋势，夜间相近。本研究在混交
林温度效应方面与上述研究结果不一致，原因在于实验对象
不同，产生的温度效应机理不同。油松阔叶林属针阔混交林，
在非生长季阔叶树处于落叶状态，白天遮光较差，林内受光量
较油松纯林大，所以混交林白天温度较油松纯林提高;山杏刺
槐混交林属阔叶混交林，在山杏花果期基本上处于落叶状态
(观测期内刺槐尚未放叶，山杏先花后叶，在观测期的后半段
才进入展叶期)。相对于山杏而言，刺槐林带树体高大，对于
山杏林分起到防护林带作用，遮阴挡光、阻止林分内外热量和
水分的交换，从而降低了白天林内气温，提高了夜间气温，增
加了林内空气相对湿度，降低了林内风速。
本研究还探讨了混交林小气候对山杏开花坐果的影响。
由于混交林内白天气温和地温的降低，推迟了山杏花期，对于
避开晚霜低温危害有一定作用。由于混交林内夜间最低温度
的提高，降低了低温冻害的机率和危害程度。以往研究表明，
杏花蕾期冻害危险温度为－1. 1 ℃，幼果期为 0 ℃。花蕾期临
界冻害温度为－3. 9 ℃，盛花期为 －2. 2 ℃，幼果期为 －0. 6
℃［11］。在本研究观测期内共发生两次大幅度降温，第一次降
温各林分林内气温均在 0 ℃以上，未发生明显冻害;第二次降
温山杏纯林、混交林的夜间最低温分别降至－0. 87 ℃和 0. 52
℃，此时山杏已进入幼果期，混交林中山杏幼果冻害不明显，
而纯林冻害严重，混交林中山杏坐果率明显高于纯林。这一
研究结论为山杏抗晚霜低温冻害、丰产稳产栽培提供了借鉴
和参考。
参 考 文 献
［1］ 赵桂玲，刘明国. 山杏生产的制约因子及研究目标的确定
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03 东 北 林 业 大 学 学 报 第 38 卷