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摘要辽宁省西部地区降水量小且年降水变幅大，历年造林保存率均不高，因此适地适树尤为重要。该研究对辽宁8个常用造林树种的叶片角质层厚度、细胞内外水比例、叶片保水能力以及根深度、根系吸水能力进行了调查检测，按各指标对干旱耐受力的不同影响程度分别采用YAAHP软件进行分层次多因素分析及采用坐标综合评定法进行计算。结果表明，侧柏是辽宁西部瘠薄山地中最好的造林树种，在土壤较薄的地区适宜种植山杏，在土壤瘠薄的山地不宜种植刺槐、沙棘、柠条。
关键词辽宁西部；耐旱能力；造林树种选择
中图分类号S725.7文献标识码A文章编号0517-6611（2014）01-00139-02
作者简介杨占（1982-），男，江苏溧阳人，工程师，从事林业调查规划研究，Email：[email protected]。
收稿日期20131209近年来辽宁省西部年降雨量均不足500 mm，且分布不均，6～8月降水量占全年的65%左右。而年平均蒸发量1 500～1 800 mm ，为常年降水量的3～4倍。随着人口的增长，地下水开采也越来越多，地下水位不断下降，导致该区域土壤水分亏缺十分严重，造成生态恢复难、地区造林难，直接影响了经济的发展和居民的生活质量。“十一·五”期间，辽西北地区共完成困难立地造林89 666.67 hm2，目前保存33 866.67 hm2，保存率仅37.8%，平均成活率58.7%[1]。
该研究对辽宁8个常用造林树种的叶片角质层厚度、细胞内外水比例、叶片保水能力以及根深度、根系吸水能力进行了调查检测，按各指标对干旱耐受力的不同影响程度采用YAAHP软件进行了分层次多因素分析，并采用坐标综合评定法进行计算，为今后造林树种选择提供参考依据。
1对比研究用树种的确定
该研究选用了被普遍认为抗旱能力较强、对辽西自然环境较为适宜的8个树种进行对比分析，具体见表1。
2各树种抗旱性指标
为全面地评价树种的抗旱性及其生理机制，对8个树种分别从叶片解剖结构、叶片水分生理特点及根系分布特点3个方面进行了研究。
2.1叶片解剖结构通常认为角质层能有效地减少植物体内水分的散失，其厚度反映植物体控制水分能力的大小[2]。故该研究对备选植物成熟叶片进行了解剖分析，发现其均具备中生植物结构，叶片栅栏组织和海绵组织都较为发达，都具有不同发达程度的角质层，故对其角质层进行了测量，结果见表2，发现不同树种间角质层厚度有明显差异，最厚为山杏，达到4.30 μm，最小为沙棘，仅为1.10 μm。
2.2叶片水分生理特点植物叶片的水分状况和水分生理功能直接关系其抗旱性的强弱，因此测定与抗旱性关系密切的水分生理指标，就能了解和判断树种的抗旱性。为此该研究主要测定了叶片保水能力以及叶片束缚水与自由水的比值。
保水力是反映树木抗旱能力一个重要指标，是叶片自身保持水分不被散失的能力。保水力强的树种在同等自然条件下散失水分的速度缓慢，在干旱条件下能保持较多的水分，维持其正常的生理活动，该研究采用自然干燥法测定保水力[3]（表2），从测定结果看，针叶树明显强于阔叶树，最优为侧柏，达到262 h，最差为刺槐，仅22 h。
叶片中的水包括束缚水和自由水2部分。自由水是叶片内细胞间的水分子。束缚水是被吸附于细胞壁内的水分子，束缚水与自由水的比值是反映树木抗旱性的常用指标之一。比值越大，则细胞原生质粘滞性及原生质亲水性越强，可吸附更多的水分，不易散失，故而抗旱能力更强。该研究采用《植物生理生化实验原理和技术法》一书中的方法[4]测定（表2），结果表明针叶树细胞内外水比例普遍较高，侧柏最高，为1.702，刺槐最低，仅为0.596。
2.3根系的吸水能力植物体内水分总体上是处于动态平衡之中，其叶片散失水的同时，根系则在吸收水分。因此根系的吸水能力和树木的抗旱能力密切相关。该研究对根深度及其根水势进行对比研究。
根水势越低，越有利于吸收水分[5]。该研究采用小液流法测定树木根水势，每个树种根样本取样5组，取其均值，测试结果见表2，侧柏水势最低，-22.5×105 Pa，刺槐水势最高，为-13.02×105 Pa。
根系深度体现了树木对水吸水范围的大小。在辽西干旱少雨的地区，根系越深，其优势越大，对土壤表层水的依赖也越小。该研究采用直接测量法，选取各树种成熟植株测量其均值，测量结果见表2。蒙古栎根深度最大，为6.0 m，侧柏最小，仅为0.8 m。
3各树种抗旱能力综合评价
该研究选取坐标综合评定法和YAAHP分层次多指标评定法对8个树种分别进行评定。
3.1采用坐标综合评定法坐标综合评定法[6]是应用多维空间En多向量理论对多指标进行综合评定的数学模型。处理过程如下：①将测定的8个树种5个指标的数值组成矩阵A1；②将矩阵每列中的最高值（水势取其最小值）作为其标准值，其他数值和其相比得其相对位置值，由此得矩阵A2；③计算第i个处理到标准点的距离，公式为：Pi=PJ=1（1-aij）2；Pi为i个处理到标准点的距离，aij为i个处理中1，2，……，j个指标值；④比较各个Pi的大小，将Pi2排序，小者为优。各树种抗旱能力排序结果如下：山杏1.794，刺槐2.871，油松0.432，蒙古栎1.661，侧柏0.889，樟子松0.257，沙棘3.053，柠条2.495。结果表明樟子松最优，油松次之，最差为沙棘。
3.2采用YAAHP软件进行多指标分层次评定YAAHP软件是较为方便直观的多指标分层次分析软件。按各指标对干旱耐受力的不同影响程度，采用YAAHP0.6软件构建结构模型，然后根据各项指标的客观对比，确定其判断矩阵并将其输入。利用软件设置各树种耐旱性能力总体为1，则不同树种所占权重即为其综合抗旱性能力指标，最后得出各树种的抗旱能力指标为：山杏0.144 6，刺槐0.049 3，油松0.166 3，蒙古栎0.167 4，侧柏0.195 6，樟子松0.198 1，沙棘0.033 4，柠条0.045 3。计算结果表明：樟子松抗旱能力最强，侧柏次之，最差为沙棘。
4结论与讨论
（1）经计算分析结果表明，针叶树种樟子松、油松、侧柏均为抗旱能力较好的树种。就实际情况考虑，油松和樟子松解剖结构相似，且为辽西地区的主要乡土树种，但其随着年龄的增加，叶量增长快，水分蒸腾量大，辽西地区土壤较为瘠薄，大部分地区樟子松、油松较难发挥其根系深的优势，很容易出现早衰现象。而通过测定数据看出，侧柏为浅根性树种，其根水势最小，吸收能力极强，在干旱条件下能维持正常水分代谢和稳定生长。故笔者认为在瘠薄的低山阳坡，特别是在瘠薄的碱性石灰质山地中，侧柏是最好的造林树种。
（2）阔叶树中蒙古栎和山杏的抗旱能力最佳，其叶片解剖都具有明显偏旱生结构，束缚水自由水比值大，保水力强且根系分布深，根水势中等，在干旱情况均具有较强的生存能力。由于蒙古栎生物量远大于山杏，从充分发挥其生态作用考虑，可在土壤相对较厚的地方栽植蒙古栎，发挥其根系深的特点；在土壤较薄的地区栽植山杏。
（3）刺槐、沙棘、柠条抗旱能力相对较差，其主要特点为角质层相当薄，叶面积较大，蒸腾量大，不能在土壤瘠薄的地方造林。
参考文献
[1] 何武江，李宁，胡丹. 辽西北困难立地造林绿化现状、问题与对策[J].辽宁林业科技，2013（1）：51-53.
[2] 梁文斌，李志辉，许仲坤，等.桤木无性系叶片解剖结构特征与其耐旱性的研究[J].中南林业科技大学学报，2010（2）：16-21.
[3] 刘建锋，史胜青，江泽平.几种引进柏树的抗旱性评价[J].西北林学院学报，2011，26（1）：13-17.
[4] 李合生，孙群，赵世杰，等.植物生理生化实验原理和技术[M].北京：高等教育出版社，2000：134-138.
[5] 盛成发，苏建伟，宣维健，等.关于害虫生态防治若干概念的讨论[J].生态学报，2002，22（4）：597-602.
[6] 程金花，张洪江，王伟，等.重庆四面山5种人工林保土功能评价[J].北京林业大学学报，2009（6）：33-37.
关键词辽宁西部；耐旱能力；造林树种选择
中图分类号S725.7文献标识码A文章编号0517-6611（2014）01-00139-02
作者简介杨占（1982-），男，江苏溧阳人，工程师，从事林业调查规划研究，Email：[email protected]。
收稿日期20131209近年来辽宁省西部年降雨量均不足500 mm，且分布不均，6～8月降水量占全年的65%左右。而年平均蒸发量1 500～1 800 mm ，为常年降水量的3～4倍。随着人口的增长，地下水开采也越来越多，地下水位不断下降，导致该区域土壤水分亏缺十分严重，造成生态恢复难、地区造林难，直接影响了经济的发展和居民的生活质量。“十一·五”期间，辽西北地区共完成困难立地造林89 666.67 hm2，目前保存33 866.67 hm2，保存率仅37.8%，平均成活率58.7%[1]。
该研究对辽宁8个常用造林树种的叶片角质层厚度、细胞内外水比例、叶片保水能力以及根深度、根系吸水能力进行了调查检测，按各指标对干旱耐受力的不同影响程度采用YAAHP软件进行了分层次多因素分析，并采用坐标综合评定法进行计算，为今后造林树种选择提供参考依据。
1对比研究用树种的确定
该研究选用了被普遍认为抗旱能力较强、对辽西自然环境较为适宜的8个树种进行对比分析，具体见表1。
2各树种抗旱性指标
为全面地评价树种的抗旱性及其生理机制，对8个树种分别从叶片解剖结构、叶片水分生理特点及根系分布特点3个方面进行了研究。
2.1叶片解剖结构通常认为角质层能有效地减少植物体内水分的散失，其厚度反映植物体控制水分能力的大小[2]。故该研究对备选植物成熟叶片进行了解剖分析，发现其均具备中生植物结构，叶片栅栏组织和海绵组织都较为发达，都具有不同发达程度的角质层，故对其角质层进行了测量，结果见表2，发现不同树种间角质层厚度有明显差异，最厚为山杏，达到4.30 μm，最小为沙棘，仅为1.10 μm。
2.2叶片水分生理特点植物叶片的水分状况和水分生理功能直接关系其抗旱性的强弱，因此测定与抗旱性关系密切的水分生理指标，就能了解和判断树种的抗旱性。为此该研究主要测定了叶片保水能力以及叶片束缚水与自由水的比值。
保水力是反映树木抗旱能力一个重要指标，是叶片自身保持水分不被散失的能力。保水力强的树种在同等自然条件下散失水分的速度缓慢，在干旱条件下能保持较多的水分，维持其正常的生理活动，该研究采用自然干燥法测定保水力[3]（表2），从测定结果看，针叶树明显强于阔叶树，最优为侧柏，达到262 h，最差为刺槐，仅22 h。
叶片中的水包括束缚水和自由水2部分。自由水是叶片内细胞间的水分子。束缚水是被吸附于细胞壁内的水分子，束缚水与自由水的比值是反映树木抗旱性的常用指标之一。比值越大，则细胞原生质粘滞性及原生质亲水性越强，可吸附更多的水分，不易散失，故而抗旱能力更强。该研究采用《植物生理生化实验原理和技术法》一书中的方法[4]测定（表2），结果表明针叶树细胞内外水比例普遍较高，侧柏最高，为1.702，刺槐最低，仅为0.596。
2.3根系的吸水能力植物体内水分总体上是处于动态平衡之中，其叶片散失水的同时，根系则在吸收水分。因此根系的吸水能力和树木的抗旱能力密切相关。该研究对根深度及其根水势进行对比研究。
根水势越低，越有利于吸收水分[5]。该研究采用小液流法测定树木根水势，每个树种根样本取样5组，取其均值，测试结果见表2，侧柏水势最低，-22.5×105 Pa，刺槐水势最高，为-13.02×105 Pa。
根系深度体现了树木对水吸水范围的大小。在辽西干旱少雨的地区，根系越深，其优势越大，对土壤表层水的依赖也越小。该研究采用直接测量法，选取各树种成熟植株测量其均值，测量结果见表2。蒙古栎根深度最大，为6.0 m，侧柏最小，仅为0.8 m。
3各树种抗旱能力综合评价
该研究选取坐标综合评定法和YAAHP分层次多指标评定法对8个树种分别进行评定。
3.1采用坐标综合评定法坐标综合评定法[6]是应用多维空间En多向量理论对多指标进行综合评定的数学模型。处理过程如下：①将测定的8个树种5个指标的数值组成矩阵A1；②将矩阵每列中的最高值（水势取其最小值）作为其标准值，其他数值和其相比得其相对位置值，由此得矩阵A2；③计算第i个处理到标准点的距离，公式为：Pi=PJ=1（1-aij）2；Pi为i个处理到标准点的距离，aij为i个处理中1，2，……，j个指标值；④比较各个Pi的大小，将Pi2排序，小者为优。各树种抗旱能力排序结果如下：山杏1.794，刺槐2.871，油松0.432，蒙古栎1.661，侧柏0.889，樟子松0.257，沙棘3.053，柠条2.495。结果表明樟子松最优，油松次之，最差为沙棘。
3.2采用YAAHP软件进行多指标分层次评定YAAHP软件是较为方便直观的多指标分层次分析软件。按各指标对干旱耐受力的不同影响程度，采用YAAHP0.6软件构建结构模型，然后根据各项指标的客观对比，确定其判断矩阵并将其输入。利用软件设置各树种耐旱性能力总体为1，则不同树种所占权重即为其综合抗旱性能力指标，最后得出各树种的抗旱能力指标为：山杏0.144 6，刺槐0.049 3，油松0.166 3，蒙古栎0.167 4，侧柏0.195 6，樟子松0.198 1，沙棘0.033 4，柠条0.045 3。计算结果表明：樟子松抗旱能力最强，侧柏次之，最差为沙棘。
4结论与讨论
（1）经计算分析结果表明，针叶树种樟子松、油松、侧柏均为抗旱能力较好的树种。就实际情况考虑，油松和樟子松解剖结构相似，且为辽西地区的主要乡土树种，但其随着年龄的增加，叶量增长快，水分蒸腾量大，辽西地区土壤较为瘠薄，大部分地区樟子松、油松较难发挥其根系深的优势，很容易出现早衰现象。而通过测定数据看出，侧柏为浅根性树种，其根水势最小，吸收能力极强，在干旱条件下能维持正常水分代谢和稳定生长。故笔者认为在瘠薄的低山阳坡，特别是在瘠薄的碱性石灰质山地中，侧柏是最好的造林树种。
（2）阔叶树中蒙古栎和山杏的抗旱能力最佳，其叶片解剖都具有明显偏旱生结构，束缚水自由水比值大，保水力强且根系分布深，根水势中等，在干旱情况均具有较强的生存能力。由于蒙古栎生物量远大于山杏，从充分发挥其生态作用考虑，可在土壤相对较厚的地方栽植蒙古栎，发挥其根系深的特点；在土壤较薄的地区栽植山杏。
（3）刺槐、沙棘、柠条抗旱能力相对较差，其主要特点为角质层相当薄，叶面积较大，蒸腾量大，不能在土壤瘠薄的地方造林。
参考文献
[1] 何武江，李宁，胡丹. 辽西北困难立地造林绿化现状、问题与对策[J].辽宁林业科技，2013（1）：51-53.
[2] 梁文斌，李志辉，许仲坤，等.桤木无性系叶片解剖结构特征与其耐旱性的研究[J].中南林业科技大学学报，2010（2）：16-21.
[3] 刘建锋，史胜青，江泽平.几种引进柏树的抗旱性评价[J].西北林学院学报，2011，26（1）：13-17.
[4] 李合生，孙群，赵世杰，等.植物生理生化实验原理和技术[M].北京：高等教育出版社，2000：134-138.
[5] 盛成发，苏建伟，宣维健，等.关于害虫生态防治若干概念的讨论[J].生态学报，2002，22（4）：597-602.
[6] 程金花，张洪江，王伟，等.重庆四面山5种人工林保土功能评价[J].北京林业大学学报，2009（6）：33-37.