干旱半干旱地區(qū)抗旱造林技術(shù)探討

李 超

(青海省江源水土保持科技開發(fā)有限公司,青海西寧 810001)

我國干旱半干旱區(qū)面積 455萬 km2,占國土總面積的47%[1]。該區(qū)域位于歐亞大陸中心地帶,遠(yuǎn)離海洋,屬極強(qiáng)大陸性氣候,自然環(huán)境條件異常惡劣,冬春干冷而漫長,夏秋酷熱而短促,早晚溫差大,氣候極干燥,風(fēng)大沙多。水資源極其貧乏,存在明顯的地帶性和地域性差異,地下、地表水可利用數(shù)量少,大氣降水少而集中,雨季降水一般以暴雨的形式出現(xiàn),極易產(chǎn)生地表徑流,使大量降水流失;有效降水少,降水的有效利用率極低。這樣的氣候條件造成該地區(qū)植被稀疏,大部分地區(qū)荒漠化和水土流失嚴(yán)重,生態(tài)環(huán)境脆弱,加之多年來人為活動的干擾,使得本來就脆弱的生態(tài)系統(tǒng)遭到了更為嚴(yán)重的破壞,水土流失、土地退化、生物多樣性降低、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能弱化等生態(tài)問題已經(jīng)讓這一區(qū)域成為我國荒漠化發(fā)展最嚴(yán)重的地區(qū)。因此,對干旱半干旱地區(qū)的生態(tài)進(jìn)行恢復(fù)和建設(shè)具有重大意義。

近 30年來,政府積極開展這一區(qū)域的生態(tài)恢復(fù),植被建設(shè)取得顯著成效,探索出許多具有區(qū)域特色的恢復(fù)模式,積累了大量的造林經(jīng)驗。但許多工程建設(shè)沒有遵循自然法則,片面追求人工林草的高覆蓋率、高生長量、高經(jīng)濟(jì)效益,恢復(fù)模式、技術(shù)并不合理。因此,在這一缺水地區(qū),提高造林成活率和保存率、恢復(fù)森林植被的關(guān)鍵,是要認(rèn)真執(zhí)行植被區(qū)劃的原則、量水種植原則、生物多樣性原則、可行性原則,靈活運用“適地適樹,適樹適地”原則,充分利用有限的水資源,同時吸收、借鑒各地區(qū)先進(jìn)的抗旱造林技術(shù)。

1 立地類型的確定

土壤是植物生活的基質(zhì),是植物的一個重要生態(tài)因子。立地類型的確定是干旱區(qū)造林的首要任務(wù),只有摸清了土壤情況才能夠進(jìn)行林種的選擇、樹種的確定。干旱半干旱地區(qū)由于地形起伏差異大,鹽堿、沙化問題嚴(yán)重,所以立地類型十分復(fù)雜。陳何盾在對干旱半干旱地區(qū)的土地類型進(jìn)行研究時將這一區(qū)域的土地劃分為 20個立地類型[2],見表1。

2 樹種的確定

苗木的選擇要堅持適地適樹同農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、農(nóng)民增收致富相結(jié)合,根據(jù)立地條件和造林目的,優(yōu)先選用鄉(xiāng)土樹種、具有開發(fā)價值的樹種和抗旱、抗逆性強(qiáng)的優(yōu)良樹種。根據(jù)前人的造林經(jīng)驗將適合于不同立地條件的樹種簡單歸納于表1中。

3 造林時間的確定

干旱半干旱地區(qū)土壤水分的季節(jié)性變化規(guī)律大致可以分為下述幾個主要階段:①土壤水分凝結(jié)累積階段(土壤凍結(jié)后到解凍前);②土壤水分大量蒸發(fā)階段(土壤解凍后到降雨前);③土壤水分大量蓄積階段(降雨集中的7、8月份);④土壤水分緩慢蒸發(fā)階段(9、10月份)[3]。干旱半干旱地區(qū)造林時間應(yīng)選擇在土壤水分較多的土壤解凍時期和土壤水分緩慢蒸發(fā)時期。開春后,隨著氣溫的回升,土壤水分有一個反漿期,土壤深層的水分向上聚集,這時的土壤墑情較好,應(yīng)立即搶墑造林。這一區(qū)域春季降水少、風(fēng)大,所以春季造林宜早不宜遲[4]。9月份,經(jīng)過雨水澆灌的土壤含水量較高,這一時期也是造林的好時期。但是在雨季播種造林要注意給幼苗留足夠的生長期,以保證幼苗能安全越冬。

4 造林密度的確定

植被恢復(fù)應(yīng)確定合適的植被蓋度,要建立在當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境能夠支撐的基礎(chǔ)上。在干旱半干旱區(qū),水是最重要的限制因子,所以該地區(qū)的植被恢復(fù)合理蓋度應(yīng)該建立在該地區(qū)水資源容量的基礎(chǔ)上。在干旱半干旱區(qū)通常不能維持大面積的高密度森林植被,密度過大超越了水資源的承載力,會導(dǎo)致林分水分平衡嚴(yán)重失調(diào),不僅成為“小老頭林”,而且易引起嚴(yán)重的土壤干化,甚至?xí)?dǎo)致地下水位下降,從而使得植物因缺水而大片死亡[5]。該區(qū)域開展的許多大規(guī)模的林業(yè)生態(tài)恢復(fù)工程缺乏合適的植被蓋度信息,存在密度過大的問題。

許多學(xué)者多年來在降水量為 400 mm左右的黃土半干旱區(qū)的研究表明,針葉樹種 1 200～1 500株/hm2、闊葉樹種 750～ 900株/hm2、經(jīng)濟(jì)樹種 500株/hm2的造林密度比較合理[6]。

表1 不同立地類型適宜樹種

5 配置模式

目前在干旱半干旱區(qū)域的生態(tài)恢復(fù)工程建設(shè)模式多種多樣,以控制水土流失為核心的模式主要有坡面恢復(fù)模式、侵蝕溝恢復(fù)模式,以恢復(fù)天然植被為核心的模式主要有梁峁頂部恢復(fù)模式,以水土保持與經(jīng)濟(jì)效益同時并舉的模式主要為喬灌草多樹種生態(tài)經(jīng)濟(jì)型防護(hù)林體系配置模式。生態(tài)經(jīng)濟(jì)型防護(hù)林體系配置模式具有較強(qiáng)的適用性,易于掌握和推廣,并且兼具生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益,因此目前應(yīng)用較多,其突出特點是:山頂檸條、沙棘、山桃戴帽,山腰山杏、花椒、仁用杏纏繞,川臺地及“四旁”梨、杏、蘋果鑲嵌營造,退耕坡地山杏、山桃與紫花苜蓿隔帶立體復(fù)合栽培,水平梯田檸條、山桃、杞柳、仁用杏、接杏、花椒、黃花菜地埂保護(hù),侵蝕溝沙棘溝沿鎖邊,檸條、沙棘、山桃護(hù)坡,刺槐、臭椿攔水保底,形成一個既有巨大的水土保持功能,能實現(xiàn)“土不下山,水不出溝,山清水秀”的生態(tài)目標(biāo),又能輸出優(yōu)質(zhì)林果產(chǎn)品的流域多功能生態(tài)經(jīng)濟(jì)型防護(hù)林體系[7]。

6 抗旱造林方法

6.1 截干栽植

在干旱半干旱地區(qū),對萌芽力強(qiáng)的樹種如刺槐、花椒、元寶楓、黃櫨、臭椿等可采用截干法,將苗木截去地上大部分枝干后栽植,這樣可以減少地上部分在成活發(fā)芽過程中的水分蒸騰,使水分養(yǎng)分集中在根系和近地面的 2～3個芽上,有利于苗木成活生長。截干高度:視苗木情況而定,截去地上部分的 1/3或 2/3,通常在距根頸 20～25 cm處截干,栽植時以截干處高出地面 10～15 cm為好。這種方法多應(yīng)用于因意外情況造成苗木失水或苗木傷根過重時,據(jù)內(nèi)蒙古林學(xué)院等單位進(jìn)行的栽植試驗,把外地運來而傷根較重、冠根比率過大的小葉楊、箭桿楊進(jìn)行截干造林,成活率可達(dá) 70%～80%;嚴(yán)重失水的新疆楊,采取截干與不截干進(jìn)行栽植對比,結(jié)果截干栽植的成活率在 90%以上,而未截干的成活率僅 38%[8]。

6.2 高桿造林

高桿造林具有牲畜危害輕、耐沙埋、耐干旱高溫、成材快、及早起到防風(fēng)沙作用的優(yōu)點。高桿造林主要采用萌發(fā)力強(qiáng)的旱柳,也可采用楊樹。高桿一般用 3～4年生的粗壯枝干,長2.5～4 m,小頭粗 3～4 cm、大頭粗 4～6 cm。為了抗旱和提高造林成活率,在清明前10～15天砍下,將大頭浸入水中,至清明前后,天氣轉(zhuǎn)暖,再將枝干散開平放在水里全浸 25～35天,使其充分吸水,待樹皮出現(xiàn)白色或淺黃色凸起后,取出栽植。在流動沙地造林通常用于有適度積沙又不至埋壓過度的緩起伏沙地,或高度 3m以下的流動沙丘、背風(fēng)坡腳和丘間低地。地下水埋深不到 2 m的沙地,深栽 0.8～1 m;地下水埋深大于 2 m的沙地,深栽 1～1.2 m。隨挖坑隨栽,用濕土分兩層埋,再用锨把搗實。為防止沙埋后再出現(xiàn)風(fēng)蝕,每隔 10多 m再栽 2行沙柳灌木帶,以提高固沙作用。

牧區(qū)造林成活和保存的關(guān)鍵是解決牲畜危害問題,高桿形成的樹冠羊啃不著,而且旱柳高桿的樹皮比較粗糙,所以可避免牲畜啃食危害,造林后封禁 3～5年可再開放為羊的牧場。在流動沙地上,大量栽植的高桿旱柳,保存率一般在 80%～90%,生長旺盛,起到了防風(fēng)固沙、保護(hù)灘地草場和減輕酷暑、嚴(yán)寒對牲畜危害的作用[9]。

6.3 沙地徑流造林和滴灌節(jié)水造林

從經(jīng)濟(jì)實用的角度著手,徑流的有效利用采取下述兩種方式:能夠產(chǎn)生徑流的區(qū)域利用天然徑流;不能產(chǎn)生徑流的區(qū)域前期采用滴灌措施,促進(jìn)地表結(jié)皮的形成,產(chǎn)生徑流后,依靠天然徑流。據(jù)對毛烏素沙地的調(diào)查,利用滴灌系統(tǒng)進(jìn)行徑流滴灌,種植大扁杏、無刺大果沙棘、樟子松等,成活率均達(dá) 90%以上。在能產(chǎn)生徑流的區(qū)域,利用蓄水溝、魚鱗坑收集自然徑流種植山杏、扁杏,成活率在 90%以上。在治沙中引入滴灌技術(shù),可以節(jié)水并提高造林成活率。滴灌造林雖然一次性投入較高(6 750～12 000元/hm2),但具有節(jié)水(70%左右)、不用平沙整地(可隨沙丘起伏設(shè)置毛管)、排鹽、防鹽(濕潤范圍內(nèi)的土體形成淡化空間)、造林成活率高(成活率可達(dá) 85%～90%)、減少灌溉管理用工等優(yōu)點,一般 1～2年即可收回滴灌系統(tǒng)的全部投資[10-11]。

6.4 利用沙地濕沙層進(jìn)行固沙造林

干旱半干旱沙地雖然降水稀少、蒸發(fā)強(qiáng)烈,但因沙土的良好透水性和保水性,普遍存在著濕沙層。利用沙地濕沙層進(jìn)行固沙造林的關(guān)鍵是消除干旱年份春季地表干沙層的不良影響,確保苗木的成活。在少雪春旱的年份要保證沙丘造林成功,必須設(shè)法消除種植苗木根系深度的干沙層?？梢栽诙┫谇?在沙地上按一定面積(一般為 20～30 m2)將沙地表面上的積雪掃成堆,待雪堆全部消融后立即造林;或者在冬雪全部消融后立即挖坑植樹,但挖坑時必須挖透干沙層,坑內(nèi)徑要求在 60 cm以上,栽植時一定要把樹坑周圍的表層濕沙填入坑內(nèi)并踏實,不可將挖出的干沙填回樹坑內(nèi)。據(jù)測定,春季造林時植樹坑內(nèi)各沙層含水量為 4%～9%,到苗木萌芽生根期坑內(nèi)各沙層含水量仍保持在 4%以上[12]。

6.5 覆膜栽植

覆膜栽植即將塑料薄膜裁成一定寬度覆蓋在造林地上。覆膜技術(shù)簡單、操作方便、成本低,可以提高土壤含水量 3～5百分點,使造林成活率、保存率都有明顯提高,雖然費用增加,但能省水、省除草和灌溉等用工,經(jīng)濟(jì)效益顯著[13-14]。

6.6 根部注水栽植

根部注水栽植是在樹木根系附近用鐵釬子穿孔至根系分布深度,然后把注水管順入孔中注水,相隔一定距離再穿孔,再把注水管順入孔中注水。這種方法不僅節(jié)省水分,而且水分能夠直達(dá)根系分布層,大大提高了造林成活率和保存率,經(jīng)濟(jì)并易于推廣[15]。

6.7 瓶栽法

沙漠地區(qū)造林也可采用瓶栽法,即利用竹桶、可降解塑料瓶等易分解的容器裝滿水,把苗木根系浸在瓶中,然后一起栽植在造林沙地上,苗木成活率較高。

[1]張鴻雁,王百田,鄒麗玲.半干旱黃土區(qū)保水劑使用濃度的研究[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報,2003,25(2):14-17.

[2]陳何盾.半干旱風(fēng)沙區(qū)立地類型劃分與抗逆樹種選擇[J].山西林業(yè)科技,2009,38(3):29-32.

[3]赫琳.北方干旱半干旱地區(qū)造林關(guān)鍵性技術(shù)[J].內(nèi)蒙古林業(yè),2009(4):14-15.

[4]白紅霞,高延珍.陜北干旱半干旱地區(qū)造林技術(shù)探析[J].陜西林業(yè),2007(3):24-25.

[5]溫曉紅.造林密度的作用及其應(yīng)用[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,16(5):128-129.

[6]楊維西.黃土高原人工造林的三大技術(shù)措施[J].水土保持通報,1995,15(3):61-64.

[7]董立國,李生寶,潘占兵,等.半干旱黃土丘陵區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)模式與技術(shù)體系的探討[J].中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報,2008,10(6):35-41.

[8]韓蕊蓮,景維杰,侯慶春,等.黃土高原人工整地與抗旱造林技術(shù)研究進(jìn)展[J].西北植物學(xué)報,2003,23(8):1 331-1 335.

[9]張耀,張治來,柳忠勇,等.陜北地區(qū)節(jié)水抗旱造林實用技術(shù)探討[J].陜西林業(yè)科技,2006(3):83-85.

[10]賈忠奎,徐程揚,馬履一.干旱半干旱石質(zhì)山地困難立地植被恢復(fù)技術(shù)[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2004,26(4):559-565.

[11]孫麗敏,侯旭光.干旱、半干旱地區(qū)植被治沙造林技術(shù)措施[J].防護(hù)林科技,2005(4):90-92.

[12]李劍凌,羅治理,任志剛.干旱風(fēng)沙區(qū)退耕地樹種選擇和抗旱造林技術(shù)[J].防護(hù)林科技,2009(5):114-116.

[13]章岳濤,賈黎明,翟明普,等.干旱半干旱地區(qū)雨水資源利用技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用[J].世界林業(yè)研究,2009,22(1):34-40.

[14]劉玉琴,陳忠源,林卓強(qiáng),等.干旱半干旱地區(qū)抗旱造林及其撫育管理技術(shù)[J].中國西部科技,2009,8(7):69-70.

[15]曹世雄,冷平生,陳莉,等.黃土丘陵區(qū)穴襯膜造林技術(shù)[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報,2005,27(3):1-6.