沿海生態(tài)防護林結(jié)構(gòu)與構(gòu)建技術(shù)

單奇華，張建鋒*，沈立銘，阮偉建，唐華軍，陳光才

（1.中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所，浙江 富陽 311400；2.浙江省余姚市林業(yè)特產(chǎn)技術(shù)推廣總站，浙江 余姚 315400；3.浙江省余姚市泗門鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村辦，浙江 余姚 315470）

防護林（shelter forest）是為了保持和改良生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)人類生產(chǎn)和生活可持續(xù)發(fā)展的天然林和人工林。根據(jù)防護目的和具有的特定功能，防護林可分為水土保持林、防風(fēng)固沙林、水源涵養(yǎng)林、農(nóng)田防護林、護路護岸林、沿海防護林等。防護林如同一道道綠色屏障對國家生態(tài)安全起到至關(guān)重要的作用。沿海防護林是符合沿海地區(qū)自然條件，集生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益為一體的自然林和人工林[1]。沿海防護林具有保持水土，涵養(yǎng)水源，改良土壤質(zhì)量，抵御臺風(fēng)、干冷風(fēng)、干旱、海嘯、風(fēng)暴潮等自然災(zāi)害，保障沿海地區(qū)工農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)等功能。我國歷來十分重視沿海防護林建設(shè)工作，早在20世紀50年代初期我國沿海各省份（北至遼東半島，南達海南島）相繼開展沿海防護林造林綠化技術(shù)的試驗研究工作[2～3]。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，沿海防護林的功能、結(jié)構(gòu)、規(guī)模和科技創(chuàng)新都得到不斷發(fā)展。從單林種向復(fù)合型多林種防護林體系發(fā)展，從單一生態(tài)型防護林向多功能型綜合防護林體系發(fā)展，從純林向多樹種多層次的復(fù)層混交林發(fā)展，從純林業(yè)模式向林、農(nóng)、牧、漁相結(jié)合的綜合治理模式發(fā)展[1]。

浙江省位于我國東部沿海中段，擁有大陸海岸線2 395 km，島嶼岸線4 664 km，島嶼3 061個，灘涂資源非常豐富。但同時浙江沿海地區(qū)面臨灘頭土壤鹽堿化，海風(fēng)和海浪侵蝕，旱、澇、寒潮和大風(fēng)襲擊等自然災(zāi)害問題，使得沿海地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展和居民生活得不到強有力的保障，更使得大部分寶貴的灘涂資源得不到有效利用。為改變這一不利局面，近年來，浙江省投入大量資金和人力物力，注重整體規(guī)劃，加快了沿海防護林體系的建設(shè)。通過營建沿海防護林生態(tài)修復(fù)并合理開發(fā)利用灘涂資源，變不利條件為有利因素，以保護沿海地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活，促進沿海地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展[4]。余姚市是近年來浙江省沿海防護林體系工程建設(shè)范圍的56個縣（市、區(qū)）之一。本文總結(jié)了浙江省余姚市沿海生態(tài)防護林的結(jié)構(gòu)和構(gòu)建技術(shù)體系，初部評估了防護林的建設(shè)成效，提出造林地原地或鄰近地耐鹽植物種子和扦插育苗技術(shù)，旨在為國內(nèi)同類型地區(qū)防護林建設(shè)提供參考。

1 區(qū)域概況

研究地沿海生態(tài)防護林位于浙江省余姚市（30° 12′ 50.31″ ～ 30° 13′ 58.81″ N，121° 1′ 22.11″ ～ 120° 59″34.37″ E）約3.5 km的地段。余姚市地處寧紹平原中心，總體地貌呈南部低山丘陵，中部水網(wǎng)平原和北部濱海平原分布〔山地丘陵、平原（含海涂）、水域（含海域）面積比例為53：29：18〕，總面積1 527 km2，人口83萬，年生產(chǎn)總值410億元，財政收入63.37億元（2007年）。全市林地面積60 470 hm2，占土地總面積的46.54%，森林覆蓋率45.05%，其中生態(tài)公益林面積22 628 hm2，商品林面積37 841 hm2。主要植被類型為亞熱帶針葉林、亞熱帶竹林、常綠落葉闊葉林、灌木草叢等，主要經(jīng)濟林種類有楊梅、茶葉、葡萄和綠化苗木等。氣候?qū)儆诒眮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)，四季分明，年平均氣溫16.2℃，日照1 792 h，相對濕度78%，全年無霜期230 d，初霜從11月中旬開始，終霜在3月下旬，年平均年降水量1 425 mm，一年中11月到翌年2月是降水量最少時期，6月和9月是兩個雨量高峰，7－8月受副熱帶高壓控制，以晴熱干旱天氣為主，多年平均蒸發(fā)量為961.4 mm，自然災(zāi)害以旱、澇和臺風(fēng)為主，一般每年2 ～ 3次澇災(zāi)，1 ～ 2次臺風(fēng)，每年都有不同程度的旱情發(fā)生[5]。沿海地土壤屬于強堿性土（pH值平均為8.61），含鹽量較高平均達0.46%，土壤質(zhì)地為砂土（砂粒含量為91%）。根據(jù)全國第二次土壤普查土壤養(yǎng)分分級標準[6]，試驗點土壤有機質(zhì)、全氮、全磷和全鉀含量低，均處于 5級水平。

周邊土地利用方式主要為農(nóng)業(yè)用地，以漁業(yè)和種植業(yè)（榨菜）為主，其余為荒地。

2 沿海防護林結(jié)構(gòu)

2.1 樹種選擇

樹種選擇原則：①適地適樹原則；②木本植物為主體，常綠和落葉相結(jié)合，喬、灌、草相結(jié)合原則；③生物多樣性原則；④以鄉(xiāng)土樹種為主體，適地引進試驗成功外來抗性樹種；⑤可持續(xù)經(jīng)營原則；⑥生態(tài)功能和景觀功能兼顧原則[7～8]。

苗木要求：①苗木生長健壯、樹形完整、無病蟲害，苗木產(chǎn)地屬同一種源地；②喬木規(guī)格要求胸徑3 cm以上，高度2 m以上，并留有冠幅，土球規(guī)格是胸徑的8倍左右；③灌木要求高度1.0 ～ 1.2 m，冠幅0.6 m以上，土球規(guī)格是地徑的6倍左右。

樹種種類：喬木為意楊（Populus euramevicanacv.‘I-214’），Φ3 cm；欒樹（Koelreuteria paniculata），Φ3 cm；國槐（Sophora japonica），3 cm；女貞（Ligustrun lucidum），Φ3 cm；無患子（Sapindus delavayi），Φ4cm；絨毛白蠟（Fraxinus velutina），Φ3 cm；金絲垂柳（Salix xaureo-pendula），Φ4cm；中山杉（Ascendens mucronatum），Φ3 cm；紅葉石楠（Photinia serrulata），D3 cm；珊瑚樸（Celtis julianae），Φ6 cm。灌木為夾竹桃（Nerium oleander），H 150 cm，三分叉；海濱木槿（Hibiscus hamabo），D3cm（Φ為胸徑、H為樹高、D為地徑）。

2.2 配置模式

樹種配置模式整體為多樹種混交，多層次復(fù)合，以喬木為主體搭配灌草，注重考慮生物多樣性和結(jié)構(gòu)完整性，兼顧生態(tài)功能和景觀功能。主要采用的配置模式：

配置模式1：意楊（2排）、欒樹（2排）、國槐（2排）、女貞（2排）、意楊（2排）、夾竹桃（1排），株距2.0 m，行距2.5 m。

配置模式2：夾竹桃（1排）、意楊（4排）、女貞（2排）、欒樹（2排）、女貞（2排）、欒樹（2排）、意楊（2排）、金絲垂柳（1排）、夾竹桃（1排），株距2.0 m，行距2.5 m。

配置模式3：夾竹桃（1排）、意楊（1排）、女貞（2排）、無患子（2排）、絨毛白蠟（2排）、女貞（2排）、中山杉（2排）、意楊（2排），株距2.0 m，行距2.5 m。

配置模式4：夾竹桃（1排）、欒樹（1排）、意楊（1排）、女貞（1排）、意楊（1排）、女貞（2排）、欒樹（2排）、無患子（2排）、意楊（4排），株距2.0 m，行距2.5 m。

配置模式5：紅葉石楠（4排）、珊瑚樸（4排）、海冰木槿（2排）、夾竹桃（1排），株距1.5 m，行距1.5 m。

配置模式6：夾竹桃（2排）、紅葉石楠（6排）、夾竹桃（2排），株距1.5 m，行距1.5 m。

3 沿海防護林構(gòu)建技術(shù)

3.1 土壤改良（整地）技術(shù)

3.1.1 物理改良 合理布局溝渠，填洼抬地，降低地下水位，以利于洗鹽和排鹽，快速降低土壤含鹽量。溝渠設(shè)計標準和參數(shù)：以每100 m為一個標準段，每5 m橫向設(shè)置一條二級排水溝，規(guī)格為上寬×深×下寬 = 40 cm×30 cm×30 cm；每間隔100 m縱向開一條一級排水溝，規(guī)格為上寬×深×下寬 = 80 cm×60 cm×40 cm。

地形處理：在地壟（規(guī)格長100 m×寬5 m）上除草和整地，將清理后的雜草翻入底層作為阻隔層防止返鹽。同時根據(jù)實際地形進行土地平整，利用開溝的土方在每一塊種植地因勢造形做成龜背狀以利排水。

客土改良，利用鄰近329國道復(fù)線工程中的農(nóng)耕地表土進行造林地客土改良。

3.1.2 化學(xué)改良 施用化學(xué)酸性肥料如過磷酸鈣和磷酸二氫鉀以活化和提高土壤中的鈣質(zhì)，降低土壤的pH值。

3.1.3 生物改良 套種綠肥如田菁（Sesbania cannabina）、大麥（Hordeum vulgare）、野豌豆（Vicia sepium）或天藍苜蓿（Medicago lupulina）等以培肥土壤，綠肥在土壤中的降解過程可有效降低造林地土壤的堿性。種植穴內(nèi)施用腐熟有機肥或礱糠作為底肥兼作隔離層。

3.2 苗木定植技術(shù)

3.2.1 挖穴和施肥

種植穴規(guī)格：喬木為50 cm×50 cm×50 cm，灌木為40 cm×40 cm×40 cm。

種植穴改土：種植穴底部施入礱糠（2.5 kg/穴）或有機肥（喬木為5 kg/穴，灌木為2.5 kg/穴），同時注意有機肥與植物根部定植時不能直接接觸；種植穴適當客土（土壤資源來源于其它工程用地表土）。

3.2.2 苗木定植

適時造林：分別在2008和2009年的秋冬季（11月以后）和早春（4月以前）營造防護林。

苗木修剪：苗木定植前，一律進行疏枝摘葉，截干處理，以減少水分蒸發(fā)。

適當密植：喬木樹種密度（株行距）為2.5 m×2.0 m，灌木樹種密度為1.0 m×1.0 m。

適當淺栽：定植時根球上沿與地相平以避免過深遭受鹽害，根部用客土堆起高出地面10 cm左右，壓實。

支架支撐：先用竹竿在迎風(fēng)向斜插入泥土中1.0 m深，然后用布條或細麻繩綁緊，使樹木不能晃動，再在樹林的縱向和橫向用竹竿連成一個整體，以增強抗風(fēng)能力[9]。

3.3 撫育管理技術(shù)

地面覆蓋，初期利用礱糠和秸竿直接覆蓋，中后期利用地被植物（天藍苜蓿、田菁、狗牙根Cynodon dactylon或蘆葦Phragmites australis等）的刈割殘體進行地面覆蓋，以保墑增濕，提高樹木的成活率。

每年刈割雜草3 ～ 4次，并及時松土，補施有機肥或生理酸性肥料如過磷酸鈣或磷酸二氫鉀，定期進行病蟲害檢查和防治等。

做好特殊時期的特殊管理維護工作，如雨季及時排水，旱季及時澆水灌溉，臺風(fēng)季節(jié)支撐架加固等。

4 防護林建設(shè)成效評估

4.1 指標測定方法

分別在2009年10月和2010年10月調(diào)查防護林植物的存活率、樹高和胸徑等生長指標，用當年存活率（S）以及樹高（H）生長率和胸徑（C）生長率表征各植物對鹽堿地適應(yīng)性特征。樹高測定用卷尺手工測量法和Vertex IV超聲波測高測距儀相結(jié)合的方法測定，胸徑用胸徑尺測定。

4.2 數(shù)據(jù)處理

式中，S為存活率（%），n為標準樣地內(nèi)某樹種存活數(shù)，N為標準樣地內(nèi)某樹種總數(shù)（標準樣地設(shè)為長100 m，寬30 m）。

式中，H表示樹高生長率（%），H2表示2010年某樹種樹高，H1表示2009年該樹種樹高。

式中，C表示胸徑生長率（%），C2表示2010年某樹種胸徑，C1表示2009年該樹種胸徑。

表1 防護林生長情況分析Table1 Growth of trees for coastal forest

4.3 結(jié)果

調(diào)查顯示在開溝、作壟、客土、施用有機肥和綠肥等綜合造林措施下，絕大多數(shù)樹種當年存活率較高（表1），防護林初具規(guī)模，取得較大的成功。各樹種當年存活率由高到低依次為女貞 = 夾竹桃≈無患子 = 欒樹＞金絲垂柳＞絨毛白蠟≈中山杉＞意楊；樹高生長率由高到低依次為絨毛白蠟＞夾竹桃＞中山杉≈意楊＞無患子≈金絲垂柳≈女貞≈欒樹；胸徑生長率由高到低依次為中山杉≈金絲垂柳＞絨毛白蠟＞意楊＞欒樹＞女貞≈無患子。

5 存在問題與建議

5.1 存在問題

浙江沿海土壤屬于砂土，強堿性，土壤水肥緩沖能力弱，養(yǎng)分貧瘠，造林難度大，成本高，對造林所用苗木的規(guī)格以及環(huán)境適應(yīng)性提出了較高的要求。在防護林構(gòu)建的實踐中發(fā)現(xiàn)，夾竹桃、絨毛白蠟、中山杉和金絲垂柳耐鹽性高，對鹽堿地環(huán)境的適應(yīng)性高，在鹽堿地的生態(tài)修復(fù)和高效利用中有較大的利用價值；而欒樹、女貞和無患子當年存活率很高，但樹高和胸徑年生長率低，表明欒樹、女貞和無患子為很強的抗逆樹種，能夠忍受鹽堿脅迫，但同時鹽堿脅迫已經(jīng)對樹木的生長造成影響，妨礙了樹木的正常生理活動；國槐當年存活率為100%，但到次年2010年10月調(diào)查時，已經(jīng)全部死亡。表明欒樹、女貞、無患子和國槐等雖然都是有針對性選擇的抗逆樹種，但移栽過程對鹽堿環(huán)境的適應(yīng)性較弱，容易導(dǎo)致移栽成活或成林率低。

5.2 建議

植物對生長環(huán)境具有適應(yīng)性，植物移栽過程中對新環(huán)境的適應(yīng)過程越快和能力越強，移栽的成活或成林率就越高。提高植物對新環(huán)境適應(yīng)性的措施有：①植物帶土球移栽、截干處理、地表覆蓋、穴土改良和固定支撐等；②開展造林地原地或鄰近地育苗。因此，為增強樹種對灘涂鹽堿環(huán)境的適應(yīng)性，提高移栽成活率，建議除了采取常規(guī)造林技術(shù)外，積極開展造林地原地或鄰近地育苗。

5.2.1 耐鹽植物種子育苗技術(shù) ①造林地原地或鄰近地育苗；②苗圃地選擇土壤鹽分低，地下水位低，地勢平坦，土質(zhì)較好，有排灌條件；③適時播種，春季育苗應(yīng)適當晚播，夏季育苗一般在在雨季到來之前或雨季后期播種；④加強管理，及時施加有機肥料如堆肥、廄肥和餅肥等，撒施或分層施。保持土壤疏松、濕潤，防止土壤返鹽。及時防治病蟲害、間苗、移苗等。

5.2.2 耐鹽植物扦插育苗技術(shù) ①造林地原地或鄰近地育苗；②苗圃地選擇土壤鹽分低，地下水位低，地勢平坦，土質(zhì)較好，有排灌條件；③插穗要求，長10 ～ 15 cm，保留2 ～ 3個芽胞，上端平口距離芽胞約1 cm，下端馬蹄形口距離節(jié)或芽胞處約0.5 cm，扦插前用適量生根粉、吲哚乙酸或萘乙酸浸泡根部，保留2 ～ 3張葉片，大葉片剪半；④基質(zhì)要求，為提高苗木對鹽堿環(huán)境的適應(yīng)性，可用營養(yǎng)土與鹽堿土以3：2的比例混合成的基質(zhì)用作扦插育苗，基質(zhì)用多菌靈、高錳酸鉀或2%的酒精密封消毒一周，或用高溫蒸汽、太陽暴曬消毒；⑤適時扦插，春季硬枝扦插，夏秋季嫩枝扦插；⑥加強管理，及時施加有機肥料如堆肥、廄肥和餅肥等，防治病蟲害等。

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