沙地不同造林模式固沙效果研究

王愛軍，楊福貴，翟金玲

（1.張家口市林業(yè)局，河北 張家口 075000；2.宣化縣國營林場，河北 宣化 075100）

沙地不同造林模式固沙效果研究

王愛軍1，楊福貴2，翟金玲1

（1.張家口市林業(yè)局，河北 張家口 075000；2.宣化縣國營林場，河北 宣化 075100）

通過對典型的沙漠化區(qū)域-黃羊灘不同造林模式植被類型的固沙效果的調(diào)查研究，結(jié)果表明：喬灌草造林模式林間有機土壤層平均厚度為14.6mm，起沙風(fēng)速為24.8m/s，為固沙效果最好的造林模式。

沙地;造林;固沙效果;起沙風(fēng)速

黃羊灘位于河北省宣化縣黃羊山腳下，系永定河上游的一個特大沙灘，總面積9733hm2，主要為流動、半流動沙丘及固定沙丘，與北京直線距離僅138km，距離官廳水庫庫區(qū)55km。過去由于歷史原因，黃羊灘生態(tài)環(huán)境遭受到了嚴(yán)重破壞，成為典型的沙漠化區(qū)域。黃羊灘地處北京市西北方向上風(fēng)口，冬春時節(jié)，狂風(fēng)裹挾著沙塵直逼京、津，每年從黃羊灘卷走的沙土約2.57萬t；遇到暴雨，洪水將灘內(nèi)泥沙大量帶入洋河，最終淤積到下游的官廳水庫，每年沖走泥沙約65萬t。黃羊灘的風(fēng)沙、泥沙成為北京空氣質(zhì)量下降和官廳水庫淤積的主要因素，對兩地生態(tài)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。從本世紀(jì)初開始，宣化縣國營林場在有關(guān)部門的支持下投入巨資開展了大規(guī)模的人工造林治沙，在沙地治理模式上進行了試驗探索，多種治理模式各自表現(xiàn)出不同的防風(fēng)治沙效果。

1 試驗材料和方法

1.1 試驗地基本情況

試驗地選在宣化縣國有林場黃羊灘林區(qū)流動沙丘區(qū)，平均海拔高度600m，年均降水336mm，年均蒸發(fā)量1998mm。近10a來，通過造林種草治沙，大部分流動沙丘上已形成植被群落，由于植被的新陳代謝和保護作用，地表上已形成一層有機土壤層，其下為沙地，與流動沙丘結(jié)構(gòu)無明顯區(qū)別。

1.2 材料

林達(dá)牌6MF-30A型便攜式風(fēng)力滅火機：發(fā)動機功率4.5kw，發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速7000r/min，出口風(fēng)流量0.48m3/s，出口風(fēng)流速100.5m/s，距風(fēng)機2.5m處風(fēng)流速31m/s。

DEM6型輕便三杯風(fēng)向風(fēng)速表：測量風(fēng)速范圍1～30m/s，旋杯啟動風(fēng)速小于0.8m/s，風(fēng)速測量誤差小于0.4m/s，風(fēng)向測量誤差小于±10°。

1.3 不同造林模式的選擇

（1）模式A—喬灌草造林模式：主要植被為胡楊（Populus euphratica）、側(cè)柏（Platycladus orientalis Franco）、小葉錦雞（Caragana microphylla）、胡枝子（Lespedeza bicolorTurcz）、大戟科植物及禾本科雜草為主，其中胡楊、側(cè)柏、檸條為10a生，草本植物主要為當(dāng)年生，植被蓋度為70%。

（2）模式B—喬木純林造林模式：造林樹種為白榆（Ulmus pumilaL.），其它植被以1a生禾本科雜草為主，包括洽草、堿草、白草等，白榆為10a生，植被蓋度為40%。

（3）模式C—喬木混交造林模式：造林樹種為新疆楊（var.pyramidalisBge.）、白榆，地表植被主要以1a生禾本科雜草為主，包括洽草、堿草、白草等，其它還有菊科中的蒿類及藍(lán)刺頭等。新疆楊、白榆均為10a生，植被蓋度為55%。

（4）模式D—灌木純林造林模式：造林樹種為紫穗槐（AmorphafruticosaL.），10a生，地表植被主要包括銀背鳳毛菊、北方馬蘭、飛蓬，豆科的胡枝子、扁苜蓿、甘草等，紫葳科的角蒿及禾本科的1a生草本，如長芒草、披堿草等，植被蓋度為60%。

（5）模式E—灌木混交造林模式：主要灌木為蒙古巖黃耆（別名揚柴）（Hedysarum mongolicum），其他地表植被主要包括1a或多年生禾本科雜草及豆科類植物，如直立黃芪、胡枝子等，菊科的蒿類、藍(lán)刺頭等。小葉錦雞、蒙古巖黃耆均為10a生，地表植被蓋度為60%。

（6）模式F—喬灌混交造林模式：側(cè)柏、小葉錦雞，樹齡為10a生，其他地表植被主要為大戟科植物及禾本科雜草為主，植被蓋度為60%。

（7）模式G—灌草混交造林模式：造林樹種為沙柳（Salix cheilophila）、沙打旺（Astragalus adsurgensPall.），其它植被主要以1a生禾本科雜草為主，沙柳為10a生，沙打旺為5a生，植被蓋度為70%。

（8）模式H—草地模式：以1a或多年生禾本科雜草為主，其它還有豆科、菊科、傘形科植物。但這類模式受降雨量等自然因數(shù)影響較大，群落變化較大。植被蓋度為80%。

（9）模式I—半固定沙丘模式：由自然落種形成植物群落，主要以禾本科雜草為主，植被蓋度為30%。

（10）模式J—流動沙丘模式：地表無固定植物，沒有形成有機土壤層，地表為松散的沙粒，當(dāng)風(fēng)大于其起沙風(fēng)速時，沙丘開始流動。

1.4 試驗時間及方法

2010年5月6日進行不同造林模式下有機土壤厚度和起沙風(fēng)速的測量，測量方法如下：

（1）有機土壤厚度的測量。每種造林模式各選擇主栽樹種12株，分別在每株的東、南、西、北4個方向距樹干10、60、110cm處用游標(biāo)卡尺測量有機土壤層厚度，其平均值視為該株的有機土壤層厚度，12株有機土壤層厚度平均值即為該模式的有機土壤層厚度。

（2）起沙風(fēng)速的測量。在10種不同造林模式試驗地中，選取無坡度的林間空地，在不破壞林間地表結(jié)構(gòu)的情況下，用風(fēng)力滅火機模擬自然風(fēng)，從西北方向東南方（當(dāng)?shù)刈匀伙L(fēng)向多為西北風(fēng)），風(fēng)力由低到高逐漸增強，直至地表自然沙土結(jié)構(gòu)被風(fēng)破壞而吹走時，保持固定風(fēng)速，并用風(fēng)向風(fēng)速表記錄起沙風(fēng)速，每種造林模式重復(fù)6次，取其平均值。

表1 不同造林模式固沙效果

2 試驗結(jié)果

2.1 不同造林模式林間有機土壤層厚度分析

不同造林模式林間有機土壤層厚度見表1，其中模式A—喬灌草造林模式有機土壤層平均厚度最大，為14.6mm；流動沙丘表層沒有有機土壤層形成，其值為0。

2.2 不同造林模式林間地表起沙風(fēng)速

不同造林模式林間起沙風(fēng)速見表1，其中模式A—喬灌草造林模式起沙風(fēng)速最大，其值為24.8m/s；模式J—流動沙丘模式起沙風(fēng)速最小，其值為5.2m/s。

3 結(jié)論與建議

3.1 小結(jié)

通過試驗調(diào)查發(fā)現(xiàn)，不同造林模式下，有機土壤層厚度和起沙風(fēng)速呈明顯的正相關(guān)，有機土壤層厚度大，其起沙風(fēng)速高。喬灌草造林模式的固沙效果明顯好于其它造林模式，其林間有機土壤層平均厚度和起沙風(fēng)速值均為最高；喬灌混交造林模式和灌草造林模式的固沙效果明顯好于灌木純林造林模式和草地治沙模式，分析其原因：喬灌草造林模式、喬灌混交造林模式和灌草造林模式既可以降低植物高度內(nèi)的風(fēng)速，使塵土得到沉降，地表低矮植物又可以阻擋地表浮土和動植物新陳代謝產(chǎn)物的流動，形成較厚的有機土壤層，從而提高了林間的起沙風(fēng)速。

3.2 建議

該試驗僅對喬灌草不同的混交造林模式和純林造林模式固沙效果進行了試驗調(diào)查研究，得出了初步結(jié)論，對喬灌草混交造林不同樹種的搭配造林的治沙效果研究需進一步開展。

［1］海春興，劉寶元，趙燁.土壤濕度和植被蓋度對土壤風(fēng)蝕的影響［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2002，13（8）:1057-1058.

［2］邢存旺，馬增旺，趙廣智，等.宣化縣黃羊灘現(xiàn)有人工固沙林生長狀況調(diào)查［J］.河北林業(yè)科技，2008，（8）：22-25.

［3］孫立元，任憲威.河北樹木志［M］.北京：中國林業(yè)出版社，1997.

S727.23

A

1002-3356（2010）04-0018-02

2010-05-21

張家口市2008年科學(xué)技術(shù)研究與發(fā)展指導(dǎo)計劃項目“京北風(fēng)沙源造林治沙模式研究”（項目編碼：0801062C）