辛云玲 赵国平 吴普侠 董 强 魏晓莲
（陕西省林业科学院，陕西 西安 710082）
阿里地区地处藏北高原，生态环境较脆弱，引种驯化抗逆性较强的植物是改善生态环境的有效手段。沙地柏(Sabina vulgaris)是柏科圆柏属常绿匍匐针叶灌木，别名叉子圆柏、新疆圆柏，具有抗性强、耐干旱、耐瘠薄、抗虫害、四季常青等优良性状，其主根不明显，侧根发达，主要分布在10～60 cm的沙层中，纵横交错，根系网强大，地面覆盖能力强，枝条沙埋后即可萌发不定根不断扩大种群，具有很好的遮蔽地表作用[1]，在城镇园林建设、水土保持、荒漠化防治等方面应用广泛。主要分布在华北和西北地区，包括新疆天山至阿尔泰山、宁夏贺兰山、内蒙古、青海东北部、甘肃祁连山北坡及古浪、景泰、靖远以及陕西北部榆林等地，沙地柏引种的最高海拔界限为西藏自治区拉萨市（平均海拔3 600 m），主要应用在在拉萨河谷两岸及城市园林绿化，生长状况良好。本研究首次将沙地柏引种至平均海拔4 500 m以上的阿里地区，通过设置保水、混交、覆土越冬对比试验，对沙地柏生长适应性和土壤改良作用进行研究，以期为提高阿里地区植被多样性，改善生态环境提供理论依据和实践经验。
西藏阿里地区位于西藏自治区西部，平均海拔4 500 m以上，号称“世界屋脊的屋脊”。地带性土壤以亚高山草甸土和高山荒漠草原土等为主。地带性植被为温带草原，属高原植被类型，主要建群种有禾本科的针茅属（Stipa）、羊茅属（Festuca L.）和莎草科的嵩草属（Kobresia）等高原种类，植物资源十分匮乏，全区仅有11科31种，主要绿化树种为班公柳(Salix bangongensis)和秀丽水柏枝(Myricaria elegans)，生态环境极为脆弱。阿里地区属于二类风区，大风8级以上天数在149天左右，狮泉河镇年均气温不足零度，冬季终年低温严寒，极端低温-41℃，夏季最高气温21℃，昼夜温差大。全年降雨稀少，多年平均降水量为70～100 mm，集中在5～9月，平均降雨天数仅为36天，多年平均大风天数为66天。考虑到引种物种生活环境应与原生环境相似，2015年在西藏阿里狮泉河镇开展榆林沙地柏引种栽培试验。
2.1 试验材料
2015年4月，引种沙地柏营养袋苗（2～3年生）800株，高50～60 cm,主根30 cm以上，北沙柳(Sabina pingii var.wilsonii)扦插条100株，香柏(Salix psammophila)实生苗（3～5年）100株。将沙地柏营养袋苗剥离营养袋和根系土球，20株为一捆蘸泥浆后根系用塑料袋包裹，5月3日起苗，装箱托运至阿里地区狮泉河镇。沙地柏和北沙柳苗木均来自陕西省林科院榆林治沙所，香柏苗由西藏林木科学研究院提供。
2.2 试验设计
试验于2015年5月至2018年底进行，试验区位于阿里地区狮泉河镇林业局苗圃，面积约为2000亩，土壤类型为次生砂砾化盐碱戈壁滩，经人工改造后，地表覆盖有盐碱化程度较高的风沙土10～20 cm，pH8.0～9.0。试验设计（表1）包括沙地柏栽培保水技术试验，每个试验小区栽植沙地柏60株；
沙地柏当年覆土作业处理和连续两年覆土作业对比试验；
沙地柏混交试验，分别与北沙柳、香柏、紫穗槐混交，每种混交方式种植沙地柏50株；
对照组。主要观测数据包括苗木成活率、高生长量、越冬存活率。
表1 试验处理
2.3 数据来源及处理
植物生长量数据为栽植当年9月测量，气象数据来自国家气象科学数据中心，利用Excel软件进行数据整理，SPSS软件中进行单因素方差显著性分析。
3.1 不同处理方式对植物生长的影响
由表2可以看出，保水试验组与混交试验组中的沙地柏成活率显著高于对照组，分别为90.99%、87.39%、74.09%，表明水分和适当混交对于植物成活具有一定的促进作用，沙地柏和乡土树种的混交更是极大提高了引种成活率，与香柏混交试验小区沙地柏成活率达到99.06%。从植物的最大生长量来看，2个处理组数值也显著高于对照组，表明水分与混交对植物生长有促进作用。混交处理组的生长量最小值和平均生长量都显著高于保水组和对照组，主要是沙地柏与香柏的混交竞争促进了生长。
表2 苗木成活率和生长量
在高寒高旱高海拔区，越冬是引种植物保存的关键环节[2]。由表3可知，沙地柏当年越冬时，经过覆土作业后，第1年越冬最大保存率达88.05%，最小保存率可达76.53%；
次年，平均保存率可达80%以上，而对照组平均保存率仅为14%，表明基于阿里地区冬季寒冷干燥风强的自然条件，当年种植后覆土越冬可以显著提高沙地柏保存率。仅栽植当年覆土的沙地柏在之后2年的保存率都趋于稳定，均值分别为96.25%、92.50%，2016年冬季只对5～8小区继续覆土越冬，2017年连续越冬的5～8小区保存率有所下降。究其原因，可能是由于第2年在没有排土的情况下进行了春灌，导致土壤板结，沙地柏缺氧窒息，其枝条颜色明显发红，因此导致死亡，2018年保存率又恢复到90%以上。
表3 不同越冬处理沙地柏保存率
3.2 不同处理方式对土壤基质变化的影响
2017年5月，沙地柏栽植2年后对引种试验基地不同试验小区土壤pH、有机质、土壤养分等指标进行取样检测，根据检测结果，阿里地区土壤pH高达9.75，主要原因是当地地貌类型以次生砂砾化戈壁风沙滩地为主，形成的土壤基质大多数为高寒高山荒漠草原盐碱土，因此盐碱含量较高。沙地柏两年生长改善了土壤盐碱化程度，pH值为9.66，比对照组降低了0.09。据王彦武[3]等人研究，毛乌素沙地裸沙地地表pH平均可达9.3左右，引种试验基地经过耐盐、耐寒植物生长改造后，土壤pH将逐渐趋向于毛乌素沙地裸沙地。有机质是土壤中最重要的有机组分,维系着土壤肥力[4]。由表4可以看出，野外沙土与毛乌素沙地裸沙土壤有机质含量基本相当，分别为1.35、1.13 g/kg，沙地柏小区土壤有机质达到2.88 g/kg，表明引种沙地柏有效增加了土壤有机质含量，长期生长可以改善土壤物理性质，为更多植物引种提供可能。
表4 土壤pH、有机质和养分变化
阿里地区土壤中速效N、K含量显著高于毛乌素沙地，分别为26、43.75 mg/kg，是后者的4.36倍、1.56倍，速效P含量均为2 mg/kg，阿里地区土壤养分优于毛乌素沙地，但是植物存活和生长艰难，表明在高海拔地区，土壤养分不是制约植物长势的决定性因素。沙地柏栽植2年后，土壤中速效养分均有小幅增加，速效N增加了3.9 mg/kg、速效P和K分别增加了1、3.75 mg/kg。
3.3 引种成活关键气候因素分析
3.3.1 气温因子对比
植物的生理活动、生化反应必须在一定温度条件下才能进行，当日平均气温稳定在5～10℃时是木本植物起苗、移栽和定植的最适合温度[6]。狮泉河和榆林地区年均气温、＞5℃积温、＞10℃及日照时数几个因素差异比较显著。狮泉河终年寒冷，1996～2015年年均温为0.635℃，最高温度2.34℃，主要分布在0℃附近，4月下旬或5月初日均温才能达到5℃，时间持续到10月初，5月下旬到6月初日均温可达10℃，这一平均温度可持续到9月下旬。榆林地区年均温可达9.26℃，最高年均温10.29℃，一般在3月下旬到3月初日均温即可达到5℃，时间可持续到11月中下旬，3月中旬日均温即可达到10℃，时间持续到10月下旬或11月初。以5℃作为植物生长最低温度，阿里地区与榆林地区相比，＞10℃积温相差2 000～3 000℃，可生长温度时间区间少3～4个月，对于植物生长产生极大影响。
图1 气温、积温对比
3.3.2 降雨量对比分析
降水是沙地柏生长的关键影响因素，从降雨量来看，狮泉河年均降雨量显著低于榆林地区（图2），平均值分为别78.81、408.12 mm，最大值出现在2015年，为176.54 mm，因此，狮泉河地区引种需要克服的主要难题为低温和干旱。
图2 狮泉河阿里历年降雨量对比
4.1 施用保水剂和混交都可以提高沙地柏引种成活率，适当混交可以优化植被群落结构，增强植物体本身争夺养分的能力，乡土树种是长期自然选择的结果，对当地自然条件具有较为突出的适应能力，抗逆性优良[7]，沙地柏与乡土树种香柏混交表现出了较好的存活能力。沙地柏当年种植后覆土越冬可以显著提高保存率，第二年越冬时如不进行排土会导致土壤板结，沙地柏缺氧窒息造成死亡。土壤养分是表征土壤自然肥力的重要指标[8]，引种沙地柏后有效降低了土壤pH，增加了土壤有机质含量。
4.2 与榆林地区相比，阿里狮泉河地区平均降雨量只有榆林地区约1/5，气温差异显著，＞5℃积温不足榆林地区1/2，对沙地柏生长产生严重影响，榆林地区起苗时间要比阿里狮泉河地区早2个月左右。榆林沙地柏栽植后3月下旬到4月初叶色即可转绿，4月下旬叶芽已完全开放，新梢在5月中旬开始生长，6～7月为生长全盛期，半流动沙地沙地柏新梢年生长量约19.12 cm[9]，阿里狮泉河地区生长季远少于榆林地区，沙地柏年生长量不足10 cm。经过长期实践总结，高海拔高旱高寒地区沙地柏栽培要点在于保水保温，长期无降雨时浇水周期为10～15天；
在土壤结冻前，需覆土防寒，先在幼苗上苫盖一层纱布，再覆盖沙土，覆土厚度8～10 cm，顺苗木倾斜方向覆土，避免逆向苗干弯曲而折断，翌年春季，土壤解冻20 cm左右时，撤防寒土。在各地区引种首先考虑到的是周边生态相似地区物种，通过梯度引进，循序渐进方式使物种逐步适应当地气候[5]，未来应继续监测沙地柏在阿里地区生长适应情况，以及生态学特性的变化情况，为阿里地区引种其他植物提高生物多样性提供基础依据。