摘要:通过对毛白杨成龄树结果习性、飘絮现象的观察以及毛白杨雌株飘絮现象的调查和研究,摸清了毛白杨种实发育规律,绒絮飘落机理,飘絮对环境的污染规律,找出了树龄对毛白杨飘絮量的关系,提出了减少毛白杨飘絮现象的有关技术措施和建议。
关键词:毛白杨;飘絮;环境污染;
毛白杨(Populus tomentosa Carr.)为杨柳科、杨属落叶大乔木,生长快,适应性强,树干通直挺拔,树形优美,是一个优良的造林绿化树种,广泛应用于城乡绿化。随着植树造林的不断发展,毛白杨的数量也不断增加,在为大地增添绿色的同时,春季毛白杨飘絮现象骤增,对环境的污染也越来越重,并逐渐为人们所关注。为此,我们自2000年以来对毛白杨的飘絮现象进行了观察和研究,以期摸清毛白杨飘絮现象的原因,找出解决的办法。
1 材料与方法:
选择毛白杨成年树作为观察对象,春季自发芽开始,对毛白杨雌雄株的花芽萌发、花穗生长、果实成熟、种絮飘落、果穗脱落等发育过程及时间进行详细的观察、记录;并对不同年龄的毛白杨单株的结果数量、种絮飘落量等进行调查;在种絮飘落期重点观察种絮的散落过程和每天飘落的数量,以及对环境的污染状况等。
2 结果与分析
2.1 毛白杨的数量分布
我市的毛白杨约有1332万株,占全市乔木树种总株数的7.3 %,立木蓄积量89.9万立方米,占全市乔木树种总蓄积的12.9 %。在这些毛白杨中,树龄30年以上的占0.05 %,20-30年生的占0.5 %,10-20年生树占25 %,5-10年生树占45 %以上,5年生以下的占30 %。
我市毛白杨的分布,主要是平原地区的农田林网、公路绿化、村镇四旁绿化及部分成片林等,在山丘地区公路绿化、四旁绿化中也有较多分布。在栽植数量上,农田林网栽植占52 %,公路绿化占20 %,村镇四旁绿化占15 %,成片栽植占13 %。
2.2 毛白杨的品种与飘絮现象
目前栽培的毛白杨品种较多,除当地原有毛白杨品种外,主要还有河北易县毛白杨品种、冠县毛白杨、窄冠毛白杨品种以及最近新引进的三倍体毛白杨(三毛杨)品种。
20年生以上的大树基本为当地毛白杨,当地原有毛白杨品种绝大多数是雄株,占95%,雌株极为稀少,只占5%,因此在八十年代以前毛白杨飘絮现象几乎不存在。
10至20年生的毛白杨,为八十年代至九十年代以来,大量引种和推广的河北毛白杨和冠县毛白杨。河北毛白杨为雌株品种,因当时着重考虑了生长快、适应性强、树形美观等材质指标,对雌性单株的种子飘絮对环境的污染问题考虑不足,以至在当地大量繁衍推广开来。目前春季干线公路、城市、乡村等造成大范围扬絮集中飘舞、污染严重的地段,多数是此期间用河北毛白杨品种造林的。该龄段的毛白杨雌雄株比例各占一半;
10年生以下的毛白杨为河北毛白杨、窄冠毛白杨、当地毛白杨以及近几年来新引种的三倍体毛白杨(三毛杨)。其数量比例为:当地品种占30%;河北毛白杨雌株占40%以上;窄冠毛白杨品种占10%左右;三倍体毛白杨占20%,且有迅速扩大之势。该期间的毛白杨雄株占20%,而雌株占80%;五年生以下的毛白杨雌株比例更高。
通过春季对毛白杨结果和飘絮现象的观察和调查发现,在当地现有的栽培和分布的毛白杨中,属于雄株的成龄树中主要是当地毛白杨品种,幼龄树中则主要是当地毛白杨和窄冠毛白杨品种。最近新引种并迅速推广的三倍体毛白杨(三毛杨),根据有关材料查证及专家介绍,该品系的六个系号均为毛白杨雌性单株,生长到树木个体生理成熟以后,照样也会开花结果并形成飘絮现象。
2.3 毛白杨种絮的形成及飘落的机理
毛白杨为雌雄异株的树种,通过对毛白杨成龄树2年的观察结果(见表1)表明,花芽于上一年秋天形成,春天花芽先于叶芽于3月初开始萌发,经10-15天形成柔荑状花序,外被红褐色鳞片,3月15日前后雄株雄花穗开放后直接脱落,不形成飘絮现象。而毛白杨雌株的雌花穗则继续发育、生长,3月18日前后当花穗伸长到10-16厘米时,鳞片逐渐脱落,果穗由红褐色变为鲜绿色。每个果穗上生有小硕果230-270个,小硕果长约3毫米,呈锥形,在果穗上呈环形排列,一般为25-30圈,每圈有小硕果9个左右。
表1 毛白杨飘絮过程观察记录表
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物候 |
特征 |
2000年 |
2001年 |
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花芽萌发 |
雌、雄花芽开始萌发 |
3月1日 |
3月3日 |
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雄穗始落 |
雄花穗开始脱落 |
3月18日 |
3月21日 |
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雄穗全落 |
雄花穗全部脱落 |
3月20日 |
3月23日 |
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雌穗鳞片始落 |
雌穗褐色鳞片开始脱落 |
3月18日 |
3月21日 |
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雌穗鳞片落完 |
雌穗鳞片全落,果穗由褐色变为翠绿色 |
3月20日 |
3月25日 |
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叶芽萌发 |
雌、雄株叶芽开始萌发 |
4月5日 |
4月1日 |
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始展叶 |
雌、雄株叶片开始展叶 |
4月8日 |
4月6日 |
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始扬絮 |
雌株果实由绿变黄,逐渐成熟,并开始扬絮 |
4月12日 |
4月12日 |
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扬絮盛期 |
毛白杨飘絮盛期 |
4月16日 |
4月15日 |
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扬絮末期 |
扬絮结束 |
4月19日 |
4月18日 |
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雌穗始落 |
扬絮后的雌穗开始脱落 |
4月20日 |
4月19日 |
|
雌穗全落 |
雌穗全部脱落 |
4月23日 |
4月24日 |
4月12日前后,小硕果逐渐发育成熟,果穗由绿色变为灰褐色,果皮由中缝开裂成2片并由于逐渐失水使小硕果果皮向外弯曲呈钩状,开口不断加大,小硕果内的种絮露出,弯曲呈束状,随之由于风和高温的作用,使之迅速失水,絮丝由曲变直,结构由紧变松,整个果絮在1-2分钟内便迅速膨胀并翻出,由原来直径1.5毫米、长3毫米的絮丝状,膨胀成为直径1-1.5厘米的绒球,遇风则进一步发散飘落。
据观察毛白杨飘絮,一般从4月12日开始,到4月19日结束,需要7天左右的时间。前2天扬絮量较小,第3天明显增多,第4—5天达到扬絮高峰,毛白杨树周围几十米甚至上百米的范围内好像大雪飘舞,树下避风处白色绒絮聚集形似积雪。第6天起飘絮明显减少,第7天扬絮结束。然后经过3—5天果穗全部脱落,整个扬絮过程结束。在此期间,天气越好,温度越高,种絮散落越快,越集中。如遇雨天,则种絮随雨水而下,飘絮量明显减少。
随着各年气温回升速度的不同,同一地区的毛白杨飘絮时间也有所差别,但差别不大,一般前后差别在3天以内。
不同地区的毛白杨飘絮时间,在我省范围内,自西向东呈规律性延后现象,潍坊地区的毛白杨飘絮时间一般比济南地区的要晚5到7天。
2.4 影响毛白杨飘絮量的因素
2.4.1 毛白杨的开花年龄。
对不同品种、不同栽培方式的毛白杨进行观察,发现毛白杨的开始开花年龄一般在5年生左右,早的3年生即开始开花,晚的6年生时才开始开花。通过调查发现,毛白杨开始开花的年龄与幼树单株的生长势有直接的关系。
生长势强的幼树单株,长势旺盛,主梢明显,开始开花的时间较晚,一般在5-6年生时才开始开花,且开花数量较少。
生长势弱的幼树单株,栽后在原苗干上部形成卵园形小树冠,主梢不明显,甚至没有主梢,花芽分化较早且多,一般在3年生时即开始开花,且开花数量较多。
2.4.2 树龄对毛白杨单株飘絮量的影响。
对5—17年毛白杨雌株于果穗发育期间调查其单株果穗数量,小硕果量及扬絮的数量,从而计算出各单株在春季5—7天的时间内能散发飘落出多少绒絮,平均每天多少。调查结果见表2。
表2 不同树龄毛白杨单株飘絮量调查表
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树龄 |
果穗总数(个) |
小硕果总数
(万个) |
果絮膨胀散落
体积(立方米) |
平均每天扬絮
体积(立方米) |
|
5 |
140 |
3.5 |
4.2 |
0.60 |
|
6 |
225 |
5.6 |
6.75 |
0.96 |
|
7 |
310 |
7.8 |
9.3 |
1.33 |
|
8 |
560 |
14.0 |
16.8 |
2.40 |
|
9 |
960 |
24.0 |
28.8 |
4.11 |
|
10 |
1310 |
32.8 |
39.3 |
5.61 |
|
11 |
2210 |
55.3 |
66.3 |
9.47 |
|
12 |
3100 |
77.5 |
93 |
13.29 |
|
13 |
5260 |
131.5 |
157.8 |
22.54 |
|
14 |
7460 |
186.5 |
223.8 |
31.97 |
|
15 |
10260 |
256.5 |
307.8 |
43.97 |
|
16 |
14010 |
350.3 |
420.3 |
60.04 |
|
17 |
18910 |
472.8 |
567.3 |
81.04 |
通过2表可以看出,随着树龄的增大和树冠枝叶量的增加,毛白杨雌株结果穗数和小硕果数也明显增多,单株飘絮量也迅速增加,两者呈正相关关系。如在春季7天的时间内,一株10年生毛白杨雌性单株,可向空中散落39.3立方米的绒絮,15年生单株可向空中散落307.8立方米的绒絮。通过计算分析发现毛白杨的单株飘絮量与树龄之间存在着指数回归关系,其关系方程式为:y = 3.0926 e 0.4182x,相关系数R2=0.9943(详见图1)。
2.4.3 毛白杨的社会飘絮量
社会飘絮量 = 毛白杨雌株数量*平均单株扬絮量*飘絮系数。
飘絮系数的大小,与风力大小、毛白杨扬絮期的降水多少、周围地面灌溉与否、及水面多少等有关。
飘絮期的降水,可使飘散在空中的绒絮迅速下落,甚至尚未飘落就在树上遇雨水沾贴在枝条上。同时降水可使汇集在地面上的飘絮附着于湿润的地表或水面,不形成再飘移。若降水少,空气干燥,毛絮在空中飘游的时间加长,同时由于空气、土地、地表干燥可使已飘落到地表的绒絮遇风形成再飘移,造成多次飘絮现象,从而加重飘絮的总量。
2.5 毛白杨飘絮对环境的污染
毛白杨雌株果絮的集中飘落时间是在4月12日至4月19日,约一周的时间。在这段时间内,凡是有毛白杨雌性单株大树生长的地方,周围地区的飘絮犹如鹅毛大雪,在空中纷纷飘舞。尤其是公路两侧,树龄较大的雌株毛白杨集中分布,其飘絮现象更为严重。
毛白杨雌株飘落的绒絮,是毛白杨种子的绒毛,毛白杨种子又多不育,仅有种皮,无种籽,因此本身极轻,一遇风吹便随风飘舞,无孔不入。首先它极易钻入人们的眼、耳、鼻及口中,甚至随人们的呼吸通过口鼻进入呼吸道中,使人感到奇痒难当,并对人体健康产生一定危害。再者公路、城区、村镇等地段密集的飘絮,会影响机动车驾驶员的视觉,并通过绒絮对人们口鼻的剌激,分散、干扰驾驶员的注意力,从而影响交通安全。
3 结论与建议
3.1 通过对毛白杨飘絮现象二年的观察,发现雌性毛白杨单株由于种子轻且具绒毛,果实成熟后小硕果开裂,果实内种子上的绒毛伸展膨大形成绒球,遇风向空中飘落形成飘絮现象。雄性单株无飘絮现象。
3.2 毛白杨雌株种絮的集中飘落时间是在4月12日至4月19日,约一周的时间。在此期间,毛白杨雌性单株生长地的周围区域,形成似飞雪的飘絮现象,雌性毛白杨成龄树集中的地方尤为严重,犹如鹅毛大雪空中飘舞,形成严重的环境污染,不利于人们的生活和健康。
3.3 毛白杨树龄越大,其树冠枝叶量就越多,结果量也越大,因此形成的单株飘絮量也就越多。在春季7天的时间内,1株10年生毛白杨雌性单株,可向空中散落39.3立方米的绒絮,1株15年生单株可向空中散落307.8立方米的绒絮。
3.4 随着全民环境保护意识的不断提高,在今后的造林绿化树种选择上,不仅要考虑树木的生长特性,而且更重要的是要考虑树木在环境保护方面的特性,大力发展无污染的树种,对环境有污染的树种要有针对性地进行控制。在毛白杨的发展上,要把雌株的飘絮污染作为一个重要指标进行考虑,从苗木繁育到植树造林都要多选用毛白杨雄株品种,少用或不用毛白杨雌株,尤其在城镇、市郊、公路等人为活动集中的地区和地段,应禁止新栽毛白杨雌株品种,以减少和杜绝毛白杨飘絮对环境的污染。
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