汶川地震災(zāi)區(qū)輻射松覆蓋保水造林試驗(yàn)研究

吳宗興，徐 惠，王澤亮，宋小軍，熊 量，李長(zhǎng)生，林 英

(1.四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川 成都 610081;2.汶川縣林業(yè)局，四川 汶川 623000)

前言

輻射松(Pinus radiata D.Don)原產(chǎn)于美國(guó)的加尼福利亞，屬常綠針葉喬木，樹(shù)高可達(dá)30 m;針葉為3 針1 束，稀2 針、4 針、5 針1 束;主干明顯，冠幅較小，分枝力強(qiáng)，自然整枝能力差，枝繁葉茂，每年可抽2次～3次主梢，生長(zhǎng)期長(zhǎng)達(dá)11個(gè)月;主根明顯，側(cè)根較多，根系發(fā)達(dá)，有菌根菌，適應(yīng)性強(qiáng)，耐鹽漬、耐干旱貧瘠，抗銹病、赤枯病能力特強(qiáng)，速生、豐產(chǎn)性能極佳、材質(zhì)好、產(chǎn)量高(40 a 生蓄積量每公頃可達(dá)600 m3)、用途廣(木材廣泛應(yīng)用于造紙、建筑等行業(yè))。由于輻射松的特殊林學(xué)特性，世界上先后有幾十個(gè)國(guó)家和地區(qū)進(jìn)行引種造林試驗(yàn)，其中引種到北半球表現(xiàn)最好的國(guó)家屬西班牙，引種到南半球表現(xiàn)最好的國(guó)家屬新西蘭、澳大利亞、智利和南非。九十年前，新西蘭從世界各地引進(jìn)上百個(gè)地理種源，經(jīng)過(guò)選育馴化，篩選繁育出適宜的品種，采取高度集約化經(jīng)營(yíng)，其單位面積生長(zhǎng)量以及造林面積都超過(guò)原產(chǎn)地，僅占森林面積16%的輻射松林，生產(chǎn)了占全國(guó)產(chǎn)量94%的木材，一躍成為木材出口大國(guó)，為新西蘭林業(yè)生產(chǎn)、乃至整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到極大的促進(jìn)作用。

“5·12”汶川特大地震造成汶川、理縣、茂縣、北川等地山區(qū)大量山體滑坡、泥石流等災(zāi)害發(fā)生后，該區(qū)農(nóng)民將進(jìn)行移民搬遷，會(huì)閑置大量土地，急需快速開(kāi)展生態(tài)治理、植被恢復(fù)。在災(zāi)后重建中，輻射松作為首選樹(shù)種，被廣泛應(yīng)用于宜林地、地質(zhì)災(zāi)害移民后的退耕地的植被恢復(fù)中，同時(shí)，廣大群眾急需實(shí)用的輻射松栽培技術(shù)指導(dǎo)和示范，為全省輻射松產(chǎn)業(yè)發(fā)展，農(nóng)民增收，特別是地震災(zāi)區(qū)災(zāi)后重建形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

1 試驗(yàn)區(qū)概況及研究方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

1.1.1 汶川縣威州鎮(zhèn)，地處31°31'，103°36'，海拔1 330 m，年均降水量516 mm，年均蒸發(fā)量1 858 mm，蒸發(fā)量為降水量的3 倍多，5月～10月為雨季，降水量占全年的82.4%，11月至翌年4月為旱季，降水量占全年17.6%，平均相對(duì)濕度69%，年均風(fēng)速2.9 m·s－1，年均氣溫12.7℃，極端最高氣溫34℃，最高氣溫≥30℃平均32.7 d，極端最低氣溫－8.6℃，低溫≤0℃平均37.8 d，平均氣溫日較差9.9℃，年平均日照時(shí)數(shù)1 705.5 h。土壤為灰褐土，pH 值7.4～8.1，海拔1 350 m，坡度20°～25°。優(yōu)勢(shì)植被為白刺花(Sophora viciifolia Hence)、鐵桿蒿(Artemisia glauca)、金花蚤草(Puliearia chrysanha Ling)等，蓋度50%，土壤為坡積灰褐土。立地類型為陰坡潮潤(rùn)亞貧瘠——矮灌型。造林樹(shù)種為輻射松(Pinus radiata D.Don)，2009年3月?tīng)I(yíng)造，初植密度為3 300株·hm－2，幼樹(shù)平均樹(shù)高31.4 cm，平均地徑0.3 cm。

1.2 研究方法

1.2.1 覆蓋保水造林試驗(yàn)，每處理均采用大樣本50株以上，隨機(jī)區(qū)組，3次重復(fù)。

1.2.2 在每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)，挖具有代表性的土壤剖面兩個(gè)，詳細(xì)進(jìn)行剖面觀察記載，并分層取樣，采用常規(guī)方法分析測(cè)定土壤的水分變化規(guī)律。

1.2.3 選擇生長(zhǎng)中等具有代表性的地段設(shè)置10 m×10 m 的樣地，定時(shí)、定位調(diào)查輻射松幼林高、徑、生物量。

1.2.4 對(duì)各試驗(yàn)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，統(tǒng)計(jì)分析方法采用百分?jǐn)?shù)比較法和方差分析及q 檢驗(yàn)。

2 研究結(jié)果及分析

2.1 覆蓋對(duì)輻射松幼樹(shù)成活和生長(zhǎng)的影響

為了充分利用天然降水，提高造林成活率，促進(jìn)幼樹(shù)的生長(zhǎng)，對(duì)輻射松幼樹(shù)進(jìn)行塑料薄膜覆蓋，石塊覆蓋和對(duì)照(分別用甲、乙、CK 表示)的處理試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)連續(xù)3 a 試驗(yàn)，輻射松成活率、保存率、苗高、地徑年均生長(zhǎng)量如表1，方差分析如表2，多重比較如表3。

表1 輻射松成活率保存率、苗高、地徑年均生長(zhǎng)量表

表2 輻射松幼樹(shù)不同覆蓋處理方差分析表

表3 輻射松幼樹(shù)不同覆蓋處理的成活率、保存率、苗高、地徑生長(zhǎng)量、平均數(shù)的差值表

從表2可以看出，覆蓋對(duì)輻射松幼林的成活率，保存率及苗高、地徑生長(zhǎng)量有極顯著的影響，說(shuō)明覆蓋對(duì)造林保存率、成活率及苗高、地徑生長(zhǎng)量有極顯著的促進(jìn)作用。各處理之間進(jìn)一步作多重比較，用q 檢驗(yàn)法如表3。

從表3可以看出，覆蓋處理對(duì)輻射松幼樹(shù)的成活率，保存率苗高、地徑生長(zhǎng)量有極顯著的影響?？梢钥闯鏊芰细采w和石塊覆蓋之間的成活率，保存率、苗高生長(zhǎng)量之間不顯著，只有地徑之間差異極顯著，塑料覆蓋比石塊覆蓋的地徑生長(zhǎng)量提高0.18cm，說(shuō)明塑料覆蓋比石塊覆蓋更有利于提高地徑生長(zhǎng)量。

2.2 覆蓋對(duì)土壤水分的影響

經(jīng)過(guò)連續(xù)3 a 的造林試驗(yàn)覆蓋處理的土壤含水量統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表4，土壤水分變化曲線如圖1。

表4 輻射松幼林土壤不同覆蓋措施的土壤含水量統(tǒng)計(jì)表

圖1 輻射松幼樹(shù)覆蓋措施下0～60 cm 土壤絕對(duì)含水量年季節(jié)變化曲線圖

從表4、圖1可以看出，土壤含水量隨降水季節(jié)的變化而變化，雨季土壤含水量增加，各處理的含水量也增加，旱季降水減少，土壤含水量比對(duì)照有顯著的增加。全年0～60 cm 土壤平均含水量塑料覆蓋為10.25%，石塊覆蓋為8.77%，對(duì)照處理為8.44%，分別比對(duì)照提高1.82個(gè)～0.33個(gè)百分點(diǎn)，塑料覆蓋比對(duì)照覆蓋提高1.48個(gè)百分點(diǎn)。雨季5月～10月平均含水量塑料覆蓋為11.53%，石塊覆蓋為10.14%，對(duì)照為9.52%，分別比對(duì)照提高0.62～2.01個(gè)百分點(diǎn);旱季11月至翌年4月土壤含水量塑料覆蓋為8.99%，石塊覆蓋為7.40%，對(duì)照為7.35%，分別比對(duì)照提高0.05個(gè)～1.64個(gè)百分點(diǎn);伏旱的8月份塑料覆蓋和石塊覆蓋的土壤分別比對(duì)照提高1.29個(gè)、2.65個(gè)百分點(diǎn)。

2.3 覆蓋對(duì)輻射松幼樹(shù)物候期的影響

塑料薄膜覆蓋的輻射松芽2月20日左右開(kāi)始膨大、萌動(dòng)，3月1日幼樹(shù)已抽出新梢，覆蓋石塊的幼樹(shù)芽開(kāi)始萌動(dòng)、抽新梢，而對(duì)照處理的幼樹(shù)芽則剛開(kāi)始膨大。10月22日對(duì)照處理的輻射松幼樹(shù)已停止生長(zhǎng)，而覆蓋的輻射松芽11月15日才停止生長(zhǎng)。總之，經(jīng)過(guò)連續(xù)3 a 觀測(cè)得知，覆蓋的輻射松芽比對(duì)照提早20 d 左右萌動(dòng)，延遲15 d 左右停止生長(zhǎng)。

3 結(jié)論

3.1 覆蓋對(duì)輻射松幼樹(shù)成活和生長(zhǎng)有顯著的促進(jìn)作用。塑料薄膜覆蓋比對(duì)照造林成活率提高12.3個(gè)百分點(diǎn)、保存率提高12.2個(gè)百分點(diǎn)、苗高生長(zhǎng)量提高11.9 cm、地徑生長(zhǎng)量提高0.57 cm，石塊覆蓋比對(duì)照造林成活率提高9.6個(gè)百分點(diǎn)、造林保存率提高12.2個(gè)百分點(diǎn)、苗高生長(zhǎng)量提高9.3 cm、地徑生長(zhǎng)量提高0.39 cm。

3.2 塑料薄膜覆蓋下的土壤，水、肥、氣、熱都處于最佳狀態(tài)。降水可以從穴周浸入土壤并貯存起來(lái)，雖然溫度愈高、水分蒸發(fā)愈烈，但被薄膜強(qiáng)行阻隔，水汽又被土壤吸收，使降水大部分能供給幼樹(shù)生長(zhǎng)之需。

3.3 石塊覆蓋既能就地取材、方便易行，是易推廣的技術(shù)措施。石塊覆蓋有降低土表溫度、減輕蒸發(fā)的作用，而且石塊熱容量小、吸熱快、散熱快、晚間溫度低，可凝結(jié)周圍水氣，供土壤吸收，從而增加土壤水分;地震災(zāi)區(qū)有大量石塊，可舍薄膜而用石塊覆蓋，借以減少投資。

3.4 覆蓋延長(zhǎng)了幼樹(shù)生長(zhǎng)期。表土覆蓋石塊、塑料薄膜后，天然降水下滲增加，土壤水份蒸發(fā)受覆蓋材料阻隔而被抑制，從而提高土壤水分含量，利于幼樹(shù)生長(zhǎng)。另外，覆蓋還減少了因降雨而引起的土壤肥料的淋溶流失，防止了因降雨而引起的土壤板結(jié)，另一方面提高了土壤溫度，從而有利于土壤微生物的活動(dòng)(加快土壤有機(jī)質(zhì)分解)和幼樹(shù)根系生長(zhǎng)發(fā)育，同時(shí)，覆蓋抑制了雜草、灌木生長(zhǎng)，使之避免與幼樹(shù)競(jìng)爭(zhēng)水、肥，因而顯著促進(jìn)了幼樹(shù)的高、徑生長(zhǎng)。塑料薄膜覆蓋的幼樹(shù)提早20 d 左右萌動(dòng)、延遲15 d 左右停止生長(zhǎng)，石塊覆蓋幼樹(shù)提早10 d 左右萌動(dòng)、延遲7 d 左右停止生長(zhǎng)，這對(duì)幼樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育十分有利，有利于輻射松幼林提早郁閉成林，發(fā)揮森林的綜合效益。

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