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1.形态学特征

胡杨为落叶乔木,高10~20 m。主干多数明显,树冠开展;树皮厚,灰黄或灰褐色,深纵条裂;树枝光滑,灰绿或黄褐色。叶形多变,在幼树、成年树基部萌生条及长枝上呈条形,全缘或具疏波状齿,先端尖;成年树上叶有披针形、卵形和阔卵形(特别是花枝叶为阔卵形),叶缘则由微锯齿到深锯齿状。葇荑花序,雄花序平均着生25~28朵花,雌花序平均着生20~30朵花;子房长卵形,常由3心皮组成;子房被短绒毛或无毛,柱头2~3裂。蒴果长椭圆形或卵圆形。种子细小,黄褐或红棕色,椭圆形或橄榄形,长1~1.2 mm,中部直径0.5~0.7 mm,种子上有白色短毛,种子基部着生多数白色丝状毛。花期4月,果期7~8月。从形态特征来看,胡杨与其他各派杨树显著的区别是幼树与成年树的叶形明显不同,以及同一株成年树的树冠上部和下部叶形也不同,所以有“异叶杨”之称。胡杨的基因组大小约为511.3Mb,染色体数目2n=38。

2.生长特征

胡杨1~5年生长很缓,树高约1~1.5 m,树高与根系之比为1:2。在10龄以后生长渐快,10~12龄时树高生长出现高峰;到25~30龄时树高生长逐渐趋缓慢,而胸径生长持续增加。胡杨60~65龄进入成熟期,立地条件不良的情况下的萌蘖胡杨林,从30~40龄后树干易患心腐病。胡杨和灰杨个体发育可以划分为以下几个阶段:

(1)幼年阶段:从种子发芽到3~4年生的幼株。此阶段特征为:地上部分生长慢,地下根系生长快,尤以前1~2年为甚。在第一年中,地上部分生长约6~8 cm,地下部分根系长15~20 cm。第二年和第三年地上部分高度分别为20~30 cm、30~40 cm;地下部分根系长分别为40~60cm、60~80 cm以上。叶形为条形。

(2)干材阶段:4~14年生,为胡杨高生长期。一般高达4~7 m,胸径6~10 cm。树冠为狭卵形,树顶端为尖塔形。这一时期在土壤水分条件好、盐碱较轻的情况下,树叶的形状绝大部分还是披针形,只有树冠边缘间或出现少数叶缘有疏而小的锯齿;但随着生境条件的变差,带锯齿的叶片随之提早出现,并相应地数量增多。

(3)中年阶段:15~35年生,为胡杨干径生长期。在土壤水分条件较好的情况下,树高达10~14 m,胸径15~30 cm。树冠为阔卵形,顶为尖塔形。中部出现卵形和阔卵形的叶子,顶部嫩枝上的叶为阔披针形。

(4)成熟阶段:35~60年生,树高14~18 m,胸径30~50 cm。树皮粗糙,有很厚的栓皮层,纵裂深,部分成条状剥落。树冠为圆卵形,圆顶或钝顶。主干下部枝条枯死,特别是林木郁闭度大的环境下,自然整枝枯死现象强烈,叶多呈阔卵形。

(5)老熟阶段:60~80年生,如在良好的水土条件下,可延续到100年。树高可达20 m,胸径50~70 cm,最大可达100 cm以上。树皮极粗糙,厚者可达10 cm以上,深纵裂,剥落。主干上很少有小枝(或枯枝)存在,树冠稀疏破裂,不甚对称。心材常枯腐甚至中空(特别是立地条件差的情况下),生长缓慢甚至近干停顿。

(6)衰老(或死亡)阶段:树冠枯顶或全部枯死。树干僵立,经久不倒。在良好自然条件下,胡杨的天然寿命可达150年以上,树高可超过25 m,胸径达130 cm。 胡杨寿命的长短和生长发育,主要取决于生境条件的优劣,其中土壤盐分和水分的变化起着主导作用。如果在良好的土壤条件(主要是土壤盐分含量低、水分充足)下,它们能够顺利地通过各个发育阶段,长成良材。在不同的发育阶段,它们抵御环境胁迫的能力强弱不同。就抗旱能力而言,干材阶段不如中年阶段,在土壤变得极端干旱时,首先枯死,而成熟阶段的植株,则在长时间内仍能继续生存。

3.花果物候期

胡杨是先花后叶的风媒植物。胡杨从开花到种子成熟期间历时长达150天,各物候期中开花期持续时间最短,果熟期持续时间最长,可达141 天。在新疆,胡杨每年5月下旬开始花芽分化,至下年3月上旬花芽分化成熟,3月下旬花芽萌动进入开花期,近4月中旬花期结束。蒴果7月~8月成熟。

4.根系特征

在土壤水分条件较好的情况下,胡杨的主根不发达,长仅50~80 cm,而侧根发达呈水平扩展生长,长可达十几米,各级侧根密集于地表土层30~50 cm,构成强大的根系网。胡杨的水平根系具有很强的根蘖能力,灌溉、挖沟、断根常促使水平根上根蘖苗大量繁殖,这种特性是促进胡杨恢复更新和发展的途径之一。在极度干旱的土壤条件下,胡杨的主根又能扎得很深。在塔里木河故道,当挖到地下水位13.5m时,仍见胡杨根系。发达的根系是胡杨能适应各种立地条件的重要保障。

5.自然繁殖方式

种子繁殖:胡杨种子成熟的7~9月正是气候炎热、河流洪水漫溢的时候。大量带有冠毛的种子随风飘散到河流两岸的河漫滩、积水湖泊的浅滩、潮湿的干沟底部和农区新修输水渠道边坡水线上。这些种子迅速萌发生长,与其他伴生植物一起,形成带状和片状的森林群落。

根蘖繁殖:在干旱荒漠条件下,胡杨种子繁殖有限,根蘖繁殖则是普遍的。在土壤水分条件较好、盐碱不太重的情况下,胡杨能依据其发达的水平根系上产生不定芽进行根蘖繁殖,成为胡杨自然繁殖的主要方式。一棵胡杨母树周围20~30米以内,可见根蘖繁殖数十株甚至更多的后代,形成团状的幼林。这些团状的幼林经多年生长,可以长成茂密的次生林。在许多地方,构成了胡杨林特殊的林相。