中国西北小叶杨资源概述

第12卷　第5期　　　　　　　　　世　界　林　业　研　究　　　　　　　　Vol.12　No.51999年8月　　　　　　　　　　WorldForestryResearch　　　　　　　　　Oct.1999中国西北小叶杨资源概述杨自湘¹　李钢铁º　高志华»(¹中国林业科学研究院,北京100091)(º内蒙古林学院,呼和浩特市010019)(»“三北”局009项目,通辽市028000)摘要　小叶杨是我国特有乡土树种,小叶杨抗风沙,耐瘠薄,在砂荒及黄土高原能生长,最适宜的则是湿润肥沃的黄土和冲积土,是培育“三北”地区新栽培无性系的最佳亲本之一。作者调查西北4省,发现沿山系的沟谷、河滩还大量生长着小叶杨,它们大多是50～60年代用种子繁殖的人工林,百年小叶杨老树很少见。荒凉贫瘠的沟谷、河滩地上的小叶杨比其它树种,比其它杨树品种生长得好,是一些林场重要的经济来源。这些小叶杨形态各异,蕴藏着丰富的基因资源。关键词　中国西北　小叶杨　资源小叶杨是我国北方地区重要的乡土树种,在我国分布很广,北至黑龙江,南至四川,东至辽宁,西至青海,共12个省、市曾有过小叶杨自然分布。据《远东地区乔木树种及其利用》一书报道,“小叶杨在前苏联远东地区,分布于边疆滨海地区的平原。适生于黑土地带,耐大气干燥和土壤干旱”。小叶杨属森林草原偏湿的旱生发育型树种,种内形态差异多样。分类学家在种内分出了好几个变种与变型,甚至分出其它种。小叶杨分布区的气温变化幅度大,冬季最低到-41℃,夏季最高到+43℃,小叶杨比青杨派其它树种耐大气干燥及夏季(40℃以上)的高温,也耐冬季极度低温。小叶杨耐干旱,在年降雨量400～700mm,相对湿度为50%～70%,土壤含水量为15%～20%的环境中生长良好。小叶杨抗风沙,耐瘠薄,在砂荒及黄土高原能生长,最适宜的则是湿润肥沃的黄土和冲积土。小叶杨对土壤酸碱适应范围较大,弱变盐渍化土壤上能正常生长。但不宜生长在pH值为8以上的重盐碱地上。据研究,小叶杨具有耐干旱特性的原因是:(1)它有发达的根系,大树的粗根大而长,主根深达1.5m以下,细根多而密,侧根长可达4m以上。(2)小叶杨叶形小而厚,叶皮细胞小,叶肉组织排列极紧密,叶背气孔少,叶脉密度大,小枝上有木栓质突起,以减少蒸腾。小叶杨蒸腾耗水量为30t/(d.hm2),而I-214为90t/(d.hm2);小叶杨的临界含水率只为I-214的74%。蒸腾耗水量低,除可适应于干旱地区生长外,还有利于保护干旱地区地下水资源,不致因种植树木而丧失过多地下水分,引起地下水位下降。小叶杨是“三北”地区珍贵的树种资源,广为栽种,也一直被育种学者视为培育“三北”地区新栽培无性系的最佳亲本之一,如目前在“三北”地区表现好的小钻系号,小黑杨系号,小美旱及昭林系号,白城系号中某些无性系,都是小叶杨为亲本之一,近年南京林业大学用小叶杨与美洲黑杨杂交也获得了成功。由于森林被破坏,农田在扩大,人工培育的无性系被广为栽种,天然的小叶杨资源正在迅速消亡。不少省区天然小叶杨林分荡然无存,濒近灭绝。我国小叶杨尚存状况很不清楚,为此“三北”造林局的国际合作研究009项目组织了我国西北小叶杨资源考察,将在此基础上进行小叶杨改良。X收稿日期:1998-08-14X5　0　　　　　　　　　　　　世　界　林　业　研　究　　　　　　　　　　　　　　第12卷1　青海天然小叶杨主要分布在青海省东北部、东部高原的河谷地区,50年代时黄河上游两岸是小叶杨滩,五六十年代沿岸林场都采种育苗,发展小叶杨,小叶杨成材后大量被砍伐,现只有祁连山南坡的黑河、八宝河、大通河的河岸旁作为水源涵养林被成片的保留下来,在湟水及黄河滩地还有人工小叶杨林及散生树,其间百年老树也偶尔可见。青海湖东北部沙漠中央尚保留一小片生长不好的稀疏天然小叶杨,大约有1hm2,在都兰县香日德河南面,昆仑山余脉的2个河谷滩地生长有与小叶杨相近的青甘杨。1.1　祁连县林场:祁连县林场位于祁连山南坡前河谷地,北纬38°～38°30′,东经99°31′～100°30′,分别发源于祁连山东西两端的八宝河及黑河流经林场,沿祁连山断裂带向北流入甘肃。祁连林区是青海省最北的林区,气候寒冷,年平均气温0.6℃,植物生长期150天左右,年平均降水量390mm。林区内山坡生长青海云杉(Piceacrassifolia)、祁连圆柏(Juneprus.prezwalshiiKom),沿八宝河、黑河及其支流两旁,海拔一般为2700～3000m间,都有小叶杨生长,面积有399.2hm2,基本是天然生或天然次生林,高山柳(SalixcupularisRehd.)及沙棘(Hippophae)混生其中。小叶杨林分大多遭受过破坏,郁闭度0.6～0.7,树龄一般在40年以上,也有百年大树散生其中,胸径50～122cm,林下更新差,但近河岸边有种子更新的幼林,树龄有10～30年生。祁连县城内行道树及宅院旁尚保留有40年生以上的小叶杨大树。祁连林区的小叶杨形态基本与中国植物志上描述的垂枝小叶杨相同,其枝细而下垂。1.2　互助县北山林场:该林场位于青海东北隅,是祁连山支脉的冷龙岭南坡、达坂山北坡的大通河下游地段,大通河贯穿全林场,共有大小支沟16条。北山林场终年受西风带控制,属高原寒温性半湿润气候类型,夏季降水较多,年降水470～560mm,年平均气温0℃～3.8℃,无霜期50～150天。北山林场共保留小叶杨片林5片,约33.33hm2,分布区海拔2100～2800m,主要在大通河及其上游的沟岔旁,村庄旁及道路旁有散生,树龄在20～70年生不等,生长较好,胸径在18～105cm之间,常与红桦(Betulaal-bo-sinensis)、冬瓜杨(P.purdomii)混生,郁闭度0.5～0.7,土壤为冲积河滩森林土,土层厚40～100cm,林中下木层稀疏。靠近村庄的小叶杨多是用野生的小叶杨的侧枝插条繁殖,据了解,门源县境内的大通河旁也有40年以上的小叶杨残存林分。北山的小叶杨同为垂枝小叶杨。1.3　西宁市:在西宁市内及郊区,沿湟水、北川河、西川河两岸原有的天然小叶杨逐渐被砍伐殆尽,还残存有60年代用种苗发展的小叶杨林,生长很好,树高20m以上,胸径45cm以上,这些小叶杨也是垂枝小叶杨类型。1.4　都兰县:都兰县地处青藏高原北部高原山地向高原主体过渡地段上,属柴达木盆地东南隅,海拔在2625～5442m,为典型的高寒大陆性气候,冬季干燥寒冷,极端最低温度为-29.8℃,夏季受东南暖气流侵入影响,这里植被种类从盆地周围向中心有规律的更替。在昆仑山系余脉的布尔汗布宗加巴隆乡境内,有一片怪石嶙峋、草木难生的戈壁叫乌拉斯泰,它的南面有2条沟谷叫杨树沟,长满杨树。19世纪末俄国人Przewalshii曾在Sci.Sr.Petersb最早报道了在青海都兰县白杨沟采集的标本并定名青甘杨(P.przewalshii)。至今这里还保留散生的已生长100～200年的杨树约1000多株,树高平均5m,平均胸径20cm,最大的有80cm以上,树皮厚可达7～8cm,被偷伐杨的树桩每年萌生大量1年生枝条,有些根桩被洪水冲击,因而河滩到处有丛生的小叶杨幼苗,但很少能长成大树形成独特的景观。根据我们的初步调查,这里的青甘杨分布在海拔3200～3320m的荒漠山沟,生长在卵石层上厚薄不一的冲积土层里,靠间歇性洪水和很少量的泉水供给其对水分的要求,该处树高平均5m,平均胸径20cm,最大的有80cm以上,杨树皮厚可达7～8cm。被偷伐杨的树桩每年萌生大量1年生枝条,因而河滩到处有丛生的小叶杨幼苗,但很少能长成大树,一是由于干旱断水,枝条枯死;二是嫩枝被牲畜啃吃。《中国植物志》将青甘杨作种处理,其与小叶杨的差异仅在叶脉及果柄有无毛,我们在现场所看到的幼苗和大树的枝条及叶形很难与小叶杨区分,只是树皮呈红色,似有一层薄砖红色光滑的皮包裹在树皮外。但我们在都兰县看到的青杨,其树皮也微泛红,只是不如青甘杨红,泛红的树皮是否与这里的生境有关,有待进一步研究。沟中青甘杨有3种类型:一是垂枝类型,二是树冠呈抱头状,三是叶片较小叶杨叶第5期　　　　　　　　　　　　杨自湘等:中国西北小叶杨资源概述　　　　　　　　　　　51　大一些;根桩上萌条的叶片也明显有大、小2种,小叶类叶长为4～6cm,大叶类叶长10～12cm。经过这次现场调查,我们认为将青甘杨作为小叶杨的一个生态类型更合适,青甘杨的抗逆性更好于小叶杨,是值得研究的育种资源。解放前马步芳时代开始就有人从乌拉斯泰地区采种育苗,因而在县城里的片林、行道树中都有青甘杨生长,我们在都兰县林场的一片青甘杨与青杨混生的人工林中,明显看出青甘杨生长好于青杨。从都兰县到日月山口(青藏公路)段,行道树中大部分是青甘杨。2　甘肃省小叶杨在甘肃省天然分布十分广泛,由河西到陇东,自陇南至中部。50年代甘肃省第1个发展的人工林树种是小叶杨,这些小叶杨又长成材,成为80～90年代用材的主要来源。现在小叶杨集中分布于子午岭及甘东现代侵蚀沟底和宽谷阶地:平凉地区及子午岭地区,另外星散分布在:甘南山原高寒灌丛,草甸地区及河西走廊东段绿洲地区。2.1　平凉地区:本地区包括静宁、庄浪、华亭、平凉、崇信、灵台、泾川等7县,属黄河中游的黄土丘陵沟壑区与高原沟壑区,东部为泾河水系,西部为渭河水系。由于长期水土流失的塑造作用,使本区形成沟谷侵蚀及侵蚀残余。本区气候较暖,年平均温度8℃,年降水量565.8mm,每年大于和等于0℃的天数为262天。本区的河谷台地土壤肥沃,是小叶杨适生地区。50～60年代又重点发展小叶杨,70年代以后小叶杨林分逐渐被油松、落叶松替代,但在高原脚下,河谷两旁及台地不适合松杉,又不适合农业及果树种植,而杂种杨也因栽培条件跟不上,只有继续发展小叶杨人工林。进入90年代以来,针叶树种生长缓慢,其它可利用的森林资源又枯竭,林场无收入,又为了促使油松林生长,继续砍伐小叶杨是较好的办法。我们到本区调查时看到许多胸径不大的小叶杨被伐倒。据说这已是近年来第3次采伐小叶杨,小叶杨资源迅速消亡。2.2　子午岭地区:子午岭位于黄土高原中部,地跨华池、合水、宁县、正宁4县。属六盘山支脉,是洛河与泾河水系的分水岭。黄土高原被风蚀、水蚀后,形成无数沟川,林区内有10多条大川与沟壑。本区气候属温带半湿润气候,年平均气温7.4～8.3℃,年无霜期110～150天,年降水量590mm。沟谷、河岸主要生长着小叶杨和柳树。这里天然小叶杨生长好,可长成大树,胸径1～2m,甚至更粗。50～60年代曾大力发展小叶杨,据1987年开展的林区二类资源调查的记载,在河谷中生长的小叶杨,面积为11924hm2,占全林地面积的7.3%,而立木蓄积量为760824m3,已占全林业局总量的9.6%。由于小叶杨比栎类、侧柏、油松生长快,又能较山杨与白桦长成大径材,小叶杨成为了重要树种,在河谷中耐荫、耐湿、耐盐碱、耐瘠薄,在草滩、流水地都能较好地生长,这是许多速生品种杨树,如北京杨等所不能代替的,所以该林业局认为小叶杨是本林业局重要的经济支柱树种,这些年不断砍伐小叶杨,获取效益,是小叶杨养活了林场。目前,林业局每年依旧采种,育苗4hm2,发展小叶杨。在林区深处,沟、河两岸还保存不少百年小叶杨大树,胸径100cm以上,这些老树仍然郁郁葱葱,每年照旧开花结实。2.3　甘南山原高寒灌丛,草甸地区:本区范围在东经101°02′～103°05′,北纬33°30′～34°35′,海拔1400～4000m,属高寒湿润气候,年平均气温3～1℃,最冷月-7～-13℃,极端低温-30℃,最热月10～13℃,极端高温25℃,平均降水量500～800mm。土壤以亚高山草甸草原土、高山灌丛草甸土、高山草甸土为主。小叶杨分布于甘南州的卓尼、临潭、迭部及舟曲等地的沟谷两岸,海拔1400～2400m。同样,小叶杨曾作为本区重要的用材树种大量被砍伐,而没有作为主要树种被更新,目前只偶尔可找到成材的小叶杨大树,甚至百年大树,而找不到片林,只在靠近村庄旁、道路旁找到老百姓用插大干方法繁殖的小叶杨,20年生左右胸径只长到13～17cm。2.4　河西走廊东段绿洲地区:该区大致在东经98°32′～102°50′,北纬37°13′～39°44′,海拔1300～2500m,本区属温带荒漠气候,年平均温度5～8℃,最冷月温度-12.7～-8.6℃,最热月温度16.1～23.2℃,年平均降水量100～200mm,蒸发量1900～2600mm,土壤属灰棕荒漠土。小叶杨分布在起源于祁连山5　2　　　　　　　　　　　　世　界　林　业　研　究　　　　　　　　　　　　　　第12卷北麓的河流两岸及沟叉、低地的绿洲中,这些地区被划为祁连山水源涵养保护区,大胸径的小叶杨林逐渐被人工用种子繁殖的小叶杨林代替,树龄40年左右,胸径24～35cm。3　陕西几乎全省各地都有过小叶杨分布,尤其属于六盘山脉及其支脉范围的陕西西部、中北部的黄土高原及陕北丘陵地区的沟壑都曾有成片小叶杨生长,在这些地方生长良好,一般认为这里是小叶杨适生区。现在主要在桥山、桥北、劳山及黄龙山林区及关山林区的河谷及沟叉地方还保留少量天然小叶杨。同时这些林区从60年代以来不断砍伐成材小叶杨的同时每年都要采种育苗,在立地状况不好的山凹、沟壑种植小叶杨,只是砍伐量大于种植,而陕北黄土丘陵地区的散生小叶杨则是群众用插大干的方法繁殖而来。3.1　桥山林区:桥山林业局位于黄陵县境内,地处陕北黄土高原南部,与渭北高原北部相连。有2条水系流经,由于长期水蚀风化,冲刷淤积等,形成残塬和梁峁沟壑地貌,属暖温带半湿润气候区,年平均温度3.42～11.90℃,降水量677.4mm,无霜期190天。小叶杨主要分布在林区2条水系侧旁的沟壑,本林区天然小叶杨已基本无存,只在沟壑深处偶尔可见散生小叶杨大树,五六十年代用种苗种植的小叶杨也大量砍伐,所剩不多,在林场的一条小沟旁尚存少数生长不良的小叶杨。3.2　桥北林业局:桥北林业局位于延安西南部,富县西部,葫芦河的中、下游,同属六盘山支脉,地处陕北黄土高原南部,是黄土高原沟壑与丘陵沟壑区交错过渡地带。气候属温暖半湿润气候区,由于受大陆性温带季风气候影响,光照充足,日差较大,四季分明,雨热同季,适于林木生长,无霜期124～141天。土壤有机质的积累丰富,土壤钙化、粘化不甚明显,同样适于小叶杨生长。大部分河谷、川道及道路两旁都有人工栽培或天然生的小叶杨生长,小面积片林及散生相连,面积较大,这里的林场及农民每年仍旧要采种,育苗,发展小叶杨,因而其遗传基础日渐狭窄。3.3　劳山林业局:位于延安地区中部,东部有劳山,西有子午岭,洛河在两山之间,由西北向东南流过,洛河两岸长期水蚀、风蚀等逐渐形成沟壑纵横,梁峁起伏。该林区处于东部季风湿润区与内陆干旱区过渡地带。该区年平均温度8.6℃,无霜期148天,年平均降水量561.3mm,年平均日照时数2487.7h,气候特点为光照充足,湿热同期,有利于林木生长。小叶杨属本区优势树种,多分布在洛河的支流河谷与山脚下,本地区也是小叶杨最适生长区,远山、深山的沟谷尚保留有百年生天然及天然更新的小叶杨,近山、浅山的沟谷多是用种子育苗造林的人工林。据1992年二类资源清查记载,全局尚有小叶杨林分285hm2,活立木蓄积17530m3,其中成熟林244hm2,过熟林30hm2,没有中、幼林。目前小叶杨产出木材为林区经济的支柱之一。我们在甘泉县东南部检沟、大延长沟、南沟等地进行调查时看到山沟里及山坡下,30年生小叶杨胸径多在35～50cm,树干圆满通直。3.4　绥德,米脂县:这里属陕北黄土丘陵地,主要以农田及果树为主,没有设林场与林业局,在陕北,老乡称小叶杨为白达木或水桶树,是当地群众的主要用材树种,盖房,做家具,做水桶最好,在无定河流域,主要在绥德以北,米脂一带和河源地区多为天然实生,现在还保留不少,从绥德到米脂的公路两旁都有天然小叶杨生长。由于小叶杨抗旱、耐瘠薄,深受当地人民欢迎,在村旁沟壑地有农民采用插大干的办法繁殖的小叶杨。我们在杨家沟乡调查了10株小叶杨,树高16～20m,胸径35～54cm,都正值生长旺盛期。此次考察西北4省,宁夏自治区因光肩星天牛[Anoplophoraglabripennis(Motsch)]严重危害,所有青杨派(P.tahamahaca)树种全部伐去,全省只留下新疆杨(P.albavar.phramidalis),目前正大量用青杨派树种的根桩嫁接毛白杨。其余3省的部分地区都有天然小叶杨、天然次生小叶杨以及人工采种繁殖的小叶杨生长。在青海祁连县、互助县一带作为水源涵养,将会被保留下来。在甘肃平凉、子午岭及陕西的黄土高原区,由于是小叶杨适生区,是主要速生树种而成为各林场的主要经济来源,各林场都将继续种植。但在其第5期　　　　　　　　　　　　杨自湘等:中国西北小叶杨资源概述　　　　　　　　　　　53　它地区零星小叶杨将会逐渐消亡。这3省的小叶杨从叶形看有几种类型:有大倒卵形、小倒卵形,冠部小枝有下垂型、上举型。详细形态的区别、性状的多样性及遗传分化将在下一段进行研究。参　考　文　献1　王战,方振富.中国植物志,第20卷,第2分册.科学出版社,1984.2　中国林业科学研究院.林业科学研究所遗传选种研究室.杨树.中国林业出版社,1959.3　中国林业科学研究院.林业科学研究所树木遗传选种研究室组.杨树选种学.科学出版社,1960.AnSurveyforPopulusSimoniiResourcesinFourProvincesofNorthwestChinaYangZixiang　LiGangtie　GaoZhihuaAbstract　PopulussimoniiisoneofthemostimportantnativetreespeciesinChina,andwidelydis-tributedfromHeilongjiang(north)toSichuan(south),andfromLiaoning(east)toQinghai(west)andenduretodroughtconditions.Itisanxerophilousspeciesinslightwetforest-steppebeltwithvariousphenotypes,andalotofvariantsorotherspeciesareclassifiedwithinthespeciesbytaxonomist.InthenaturalrangeofP.simonii,thetemperaturechangessharplyandthemaximumandminimumtemperaturesare43℃and-41℃respectively.Itsdryatmosphere,maximumandminimumtempera-turesenduringismorethanthatofotherspeciesinP.Cathayanasection.Ithasthickandlongmainrootsandsmallandthickleaveswithsmallcellsonthesurface,closemesophylltissue,fewstoma,anddensevein,woodenrashesonthetwigsetc.P.simoniiisnotonlyoneoftheimportanttreespeciesandwidelycultivatedinnorth(includingnorth,northeastandnorthwestofChina),butalsoabestparentofthesuperiorclonesplantedinthere-gion.Asthewoodsgotowreck,farmlandisenlargedandonlyfewclonesareplanted,thenaturalP.si-moniiresourcesdisappearedrapidly.Itisreportedthatsomeprovincesarewithoutanyindividualsofthespecies.SincelittlewasknownaboutP.simoniiresourcesinChina,theanthorssurveyedtheP.si-moniiresourcesinfourprovinces(Qinghai,Gansu,ShanxiandNingxia)inthenorthwestofChina.AccordingtotheinvestigationonP.simoniiinthefourprovinces,theleavesarelargeorsmallin-vertedovums,thebranchesarependenceorholdingup.Thedetaileddiversification′sinmorphologyandgeneticswillbestudiedinthenearfuture.Ms.YangZixiangisfromChineseAcademyofForestry,Beijing100091,China.