西寧曹家堡機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)植被建植技術(shù)研究

王秉璽,黃仲才,朱小波

(中國(guó)民用航空局第二研究所,四川成都 610041)

西寧曹家堡機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)植被建植技術(shù)研究

王秉璽,黃仲才,朱小波

(中國(guó)民用航空局第二研究所,四川成都 610041)

飛行區(qū);水土流失;植被建植;曹家堡機(jī)場(chǎng)

通過對(duì)西寧曹家堡機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)近年氣象條件、植被狀況和土壤理化性質(zhì)的調(diào)研、測(cè)試和分析,探討了原生植被破壞后自然恢復(fù)困難的原因,并結(jié)合機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)對(duì)植被建植的特殊要求,有針對(duì)性地引進(jìn)草種,采用適宜的栽培措施進(jìn)行了栽培試驗(yàn)。通過 4年的試驗(yàn)研究,篩選出了西伯利亞冰草(Agropyron sibiricum)、青海中華羊茅(Festuca sinensis)、冷地早熟禾(Poa crymophila Keng)、星星草(Puccinellia tenuiflora)、扁穗冰草(Agropyron cristatum)、“獵狗 5號(hào)”(Festuca arundinacea)等草種,提出了植被重建的土壤改良方法,確定了適宜的播種期和播種量,為我國(guó)西北地區(qū)機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)的植被建植技術(shù)和水土保持方案提供了有益的探索。

機(jī)場(chǎng)是飛行活動(dòng)的重要場(chǎng)所,是民航經(jīng)營(yíng)管理的主要內(nèi)容。先進(jìn)的設(shè)備和設(shè)施是建設(shè)現(xiàn)代化空港的必要條件,同時(shí)機(jī)場(chǎng)生態(tài)環(huán)境的規(guī)劃、建設(shè)和管理也是其不可缺失的重要內(nèi)容。機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)合理的植被建設(shè),既能有效預(yù)防水土流失,美化機(jī)場(chǎng)環(huán)境,又能對(duì)鳥害防治發(fā)揮積極作用,對(duì)保障飛行安全具有重要意義。

然而,機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)作為保障飛行安全的重要場(chǎng)所,服從于安全管理的要求,其植被建植具有諸多限制因素:一是土壤立地條件的限制。機(jī)場(chǎng)建設(shè)時(shí)大面積施工完全破壞了原生植被和土壤結(jié)構(gòu),并且飛行區(qū)土面會(huì)定期進(jìn)行碾壓,土壤緊實(shí)度較高,不利于植被的自然恢復(fù)和人工建植。二是植被高度和種類的限制。一些超高生長(zhǎng)或鳥類喜食的草種,為鳥類的棲息、覓食和繁殖提供了條件,容易引發(fā)機(jī)場(chǎng)鳥害,因此在適宜草種的選擇上具有局限性。三是栽培和管護(hù)措施的限制。大面積整地、澆水、換土、排鹽等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常用的栽培措施均不能用于機(jī)場(chǎng)飛行區(qū),所選擇的草種必須能適應(yīng)現(xiàn)有的土壤和水分條件,且管理粗放,無需過多的后期管護(hù)。四是機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)的特殊小氣候影響。由于機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)夏季干熱風(fēng)和飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)排放的強(qiáng)熱氣流對(duì)幼苗的傷害很大,因此所選擇的草種需具有較強(qiáng)的抗逆性。此外,我國(guó)西北地區(qū)大部分地方常年干旱缺水且降雨集中,平均氣溫較低,土壤鹽堿化程度較高,導(dǎo)致自然植被稀少,水土流失現(xiàn)象普遍存在,這進(jìn)一步增大了植被建植的技術(shù)難度。

目前,關(guān)于機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)植被恢復(fù)技術(shù)的研究還較為缺乏[1-3],尤其是針對(duì)旱區(qū)或寒區(qū)機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)鹽堿地土壤植被恢復(fù)技術(shù)的系統(tǒng)研究在國(guó)內(nèi)外尚未見有報(bào)道,本研究將彌補(bǔ)這一領(lǐng)域的不足。

本研究選擇在西北地區(qū)具有代表性的西寧曹家堡機(jī)場(chǎng)進(jìn)行,通過對(duì)曹家堡機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)近年來的氣象條件、植被狀況、土壤理化性質(zhì)的調(diào)研、測(cè)試和分析,探討原生植被稀少、自然恢復(fù)困難的成因,結(jié)合機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)對(duì)植被建植的特殊要求,有針對(duì)性地引進(jìn)草種,并采用適宜的栽培措施進(jìn)行栽培試驗(yàn)。通過觀測(cè)不同草種在不同時(shí)期的出苗成苗情況、植株高度、越冬返青和生長(zhǎng)情況等,從而篩選出適宜于該區(qū)域生長(zhǎng)與保存的草種。

1 試驗(yàn)區(qū)自然概況

西寧曹家堡機(jī)場(chǎng)位于西寧市以東 29 km的互助縣高寨鄉(xiāng),地理位置為北緯 36.57°、東經(jīng) 101.85°,海拔約 2 160m,地貌屬青海中部盆地、谷地、中低山丘陵大區(qū)中的河湟谷地小區(qū),以流水侵蝕為主。氣候?qū)儆诟咴瓬貛О敫珊禋夂?年均氣溫 5.7℃,無霜期 120 d,年均降水量 368mm,其中 60%～70%集中在7—9月,年潛在蒸發(fā)量高達(dá) 1 763mm。土壤基質(zhì)為Ⅲ級(jí)自重濕陷性黃土(鹽堿化灰鈣土)。

機(jī)場(chǎng)自 1991年 12月竣工并使用以來,飛行區(qū)土面沒有采取過任何人工植被恢復(fù)措施,當(dāng)前植被多以天然恢復(fù)、更新為主,部分為當(dāng)年飛播牧草時(shí)灑落機(jī)場(chǎng)的種子自然繁殖形成。主要植物種為芨芨草、黃花草木樨、賴草、甘青針茅等,植被蓋度約 30%,呈典型斑塊狀分布。飛行區(qū)有大片的裸露土面,水土流失比較嚴(yán)重。

2 試驗(yàn)區(qū)土壤特性

為全面了解機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)土壤理化性質(zhì)及其肥力狀況,尋找影響植被生長(zhǎng)的主要抑制因子,課題組在飛行區(qū)植被覆蓋地和裸露地分別采集土樣進(jìn)行測(cè)試分析,并將飛行區(qū)土壤與其周邊土壤進(jìn)行對(duì)比分析[4-5],研究結(jié)論如下:

(1)在整個(gè)飛行區(qū)范圍內(nèi),除pH值和全磷值以外,其他養(yǎng)分特征值均存在較大變異,可溶性鹽分總體也呈現(xiàn)出較大差異。這證實(shí)了機(jī)場(chǎng)建設(shè)時(shí)大面積施工完全破壞了土壤結(jié)構(gòu),導(dǎo)致土壤養(yǎng)分分布并不均勻。

(2)飛行區(qū)土壤與其周邊土壤相比較,除速效鉀以外,其他養(yǎng)分特征值均明顯偏小,有機(jī)質(zhì)、全氮和堿解氮含量甚至不及周邊調(diào)查均值的一半。這表明飛行區(qū)土壤肥力狀況較差,但研究表明這并非是決定植被分布狀況的唯一因素。

(3)飛行區(qū)植被覆蓋地與裸露地相比較,二者土壤肥力狀況無顯著差異,但可溶性鹽分值差異顯著,表明土壤可溶性鹽分是導(dǎo)致飛行區(qū)植被難以建植的主要因素。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn),該區(qū)域鹽堿土類型為氯化物鹽土,其中主要是氯化鎂和氯化鈉。

3 引種栽培試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)材料和方法

3.1.1 試驗(yàn)材料

通過研究不同草種的生物學(xué)特性,結(jié)合土壤屬性分析結(jié)果、當(dāng)?shù)囟嗄隁庀筚Y料的綜合分析和機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)對(duì)植被的特殊要求以及種源籌集情況,共選定 12個(gè)供試草種進(jìn)行引種栽培試驗(yàn),見表 1。驗(yàn)小區(qū)按隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),小區(qū)面積為 3m×4m,重復(fù) 3次,12個(gè)草種共設(shè) 36個(gè)小區(qū);每個(gè)小區(qū)內(nèi)另設(shè)一個(gè)固定觀測(cè)樣方,樣方面積 0.25m×0.25m,樣方內(nèi)撒播 100粒種子,觀測(cè)出苗和成苗情況;每個(gè)小區(qū)定苗 20株,觀測(cè)其植株高度,調(diào)查越冬返青情況。

表 1 供試草種的名稱、質(zhì)量和產(chǎn)地

3.1.3 土壤改良

結(jié)合機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)土壤理化測(cè)試分析結(jié)果,在經(jīng)過全面整地或條狀整地的區(qū)域,特別是鹽堿含量高、地表完全裸露的飛行區(qū)土面,施用一定劑量的硫酸亞鐵(約 20 g/m2)和磷酸二銨復(fù)合肥(約 25 g/m2),以降低土壤鹽堿度,改善土壤肥力。

3.1.4 播種管理

在播期選擇方面,考慮到種子發(fā)芽和存活需要適宜的水熱條件,需要當(dāng)年較長(zhǎng)的生長(zhǎng)期以利于植被越冬,根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀髼l件及降雨分布特點(diǎn),選擇在4月下旬至 6月中旬進(jìn)行播種試驗(yàn);在播量設(shè)計(jì)方面,3 mm以下的小粒種子設(shè)計(jì)播種量為 10 g/m2,3mm以上的大粒種子設(shè)計(jì)播種量為 20～30 g/m2,在實(shí)際播種過程中結(jié)合種子的純凈度和發(fā)芽率再作適當(dāng)調(diào)整;在管護(hù)措施方面,為確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和試驗(yàn)成果的可推廣性,試驗(yàn)期間盡可能地避免人為干預(yù),采取粗放的管理方式。

3.1.5 主要觀測(cè)指標(biāo)

(1)出苗和成苗情況。采用固定樣方觀測(cè)方式對(duì)各草種不同時(shí)期的出苗和成苗率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

(2)植株高度。采用定株觀測(cè)方式在小區(qū)中隨機(jī)選取 20株,標(biāo)注編號(hào),在不同時(shí)期測(cè)量其自然株高。

(3)越冬返青和生長(zhǎng)情況。對(duì)各草種的越冬返青和生長(zhǎng)情況,包括覆蓋度、返青情況、高度和長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行全面調(diào)查并進(jìn)行綜合評(píng)定。

3.2 試驗(yàn)結(jié)果和分析

3.2.1 出苗和成苗情況

12 個(gè)草種在不同調(diào)查期的出苗和成苗率見表 2。從表中可以看出,在播種后的第15天前后,各品種的出苗率達(dá)到了峰值。除星星草、“福賜”和冷地早熟禾以外,其余草種的出苗率均接近或超過了 50%。其中,“獵狗 5號(hào)”和“活力”的出苗率相對(duì)較高,調(diào)查期內(nèi)最高分別達(dá)到 89.7%和 88.7%。

3.1.2 試驗(yàn)小區(qū)設(shè)計(jì)

為便于試驗(yàn)和管理,選擇自然植被相對(duì)稀少以及近 5年之內(nèi)不會(huì)有施工建設(shè)的飛行區(qū)圍場(chǎng)路附近區(qū)域作為試驗(yàn)區(qū)。試

表 2 12個(gè)草種在不同調(diào)查期的出苗和成苗率

受土壤立地條件、氣象條件和機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)環(huán)境的影響,大部分草種調(diào)查后期的成苗率均不太理想,尤其是 6月26日之后的三次調(diào)查,大部分草種的成苗率均明顯下降甚至降為零。相比之下,“獵狗 5號(hào)”、“活力”、西伯利亞冰草和扁穗冰草表現(xiàn)出了較強(qiáng)的存活率,最后一次調(diào)查的成苗率分別為 25.0%、18.7%、37.7%和 18.7%。

綜上所述,從當(dāng)年的出苗和成苗情況來看,“獵狗 5號(hào)”、“活力”、西伯利亞冰草和扁穗冰草均表現(xiàn)出了較強(qiáng)的適生性。

3.2.2 植株高度

對(duì)當(dāng)年出苗和成苗情況較好的“獵狗 5號(hào)”、“活力”、西伯利亞冰草和扁穗冰草進(jìn)行了定株觀測(cè),考察了 4個(gè)草種共12個(gè)小區(qū)定株觀測(cè)的植株高度,統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表 3。結(jié)果顯示,西伯利亞冰草在所有調(diào)查期內(nèi)植株高度均值最高,扁穗冰草次之,“獵狗 5號(hào)”和“活力”相對(duì)最低;4個(gè)草種在 6月調(diào)查時(shí)植株高度最高,在 7月和 8月調(diào)查時(shí)植株高度明顯下降,在9月調(diào)查時(shí)植株高度又明顯提高。調(diào)查表明,4個(gè)草種當(dāng)年生長(zhǎng)高度均未超出機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)對(duì)植被高度的限制要求。

3.2.3 越冬返青和生長(zhǎng)情況

2007— 2009年 3年間,分別對(duì) 2006年種植的 12個(gè)草種的越冬返青及生長(zhǎng)情況進(jìn)行了全面調(diào)查,統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表 4。結(jié)果顯示,西伯利亞冰草和冷地早熟禾表現(xiàn)出了良好的抗逆性,能較好地適應(yīng)干旱、鹽堿和強(qiáng)烈擾動(dòng)的貧瘠土壤環(huán)境以及西北地區(qū)極端的氣候環(huán)境,在整個(gè)季節(jié)都能正常生長(zhǎng);星星草和青海中華羊茅在種植當(dāng)年的出苗、成苗情況一般,但具有較好的越冬能力;扁穗冰草在當(dāng)年的出苗、成苗情況良好,但抗低溫能力較差,越冬返青情況一般。此外,當(dāng)年出苗、成苗率較高的“獵狗 5號(hào)”和“活力”抗低溫能力較差,越冬情況并不理想。

表 4 12個(gè)草種越冬返青和生長(zhǎng)情況及綜合評(píng)定

4 結(jié)論和建議

(1)通過 4年的引種栽培試驗(yàn),篩選出了耐旱、耐寒、耐鹽堿且滿足飛行區(qū)植被建植要求的西伯利亞冰草、青海中華羊茅、冷地早熟禾、星星草、扁穗冰草、“獵狗 5號(hào)”等 6種草種,確定了適宜的播種期和播種量,提出了植被重建的土壤改良方法。這些草種大多數(shù)具有較高的出苗、成苗率,在 3年內(nèi)的越冬返青和生長(zhǎng)情況良好,并且管理粗放,養(yǎng)護(hù)成本低,能較快形成植被群落,并能有效阻止飛行區(qū)水土流失,可作為西北地區(qū)機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)綠化的種植品種。

(2)在機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)天然植物種中,甘青針茅表現(xiàn)出了形成穩(wěn)定植物群落的趨勢(shì)和優(yōu)良的水土保持性能,屬典型的鄉(xiāng)土適生草種,但采種比較困難,建議進(jìn)一步開展其人工栽培和繁育技術(shù)的研究。

[1]徐澤榮,張剛,徐澤堂.綿陽南郊機(jī)場(chǎng)專用道邊坡綠化技術(shù)及防護(hù)效益的研究[J].四川草原,2005(3):8-11.

[2]顏艷,杜建良.白云機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)土壤綜合治理與植被恢復(fù)研究[J].廣東園林,2007,29(B09):111-114.

[3]陳本建,周鑫,江能遠(yuǎn),等.貴陽龍洞堡機(jī)場(chǎng)砂石山地植被恢復(fù)措施[J].四川林勘設(shè)計(jì),2000(3):37-39,42.

[4]王秉璽,曹先.西寧曹家堡機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)土壤養(yǎng)分特征的初步研究[J].中國(guó)沙漠,2008,28(1):137-141.

[5]王秉璽,王軍,黃仲才.西寧曹家堡機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)植被分布與土壤可溶性鹽分特征的關(guān)系研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2008,21(3):695-698.

S688.4

A

1000-0941(2011)05-0056-03

王秉璽(1968—),男,甘肅會(huì)寧縣人,高級(jí)工程師,從事水土保持和農(nóng)業(yè)航空研究。

2010-12-12

(責(zé)任編輯 徐素霞)