遼西半干旱石質(zhì)山區(qū)覆蓋保墑造林試驗

孫穎，耿立君，萬麗杰，孟凡麗

（遼寧省建平縣林業(yè)局，遼寧 朝陽122400）

遼西半干旱區(qū)造林地多分布于半石質(zhì)山和石質(zhì)山地，土層極薄，植被稀疏，水土流失嚴(yán)重，造林難度大、成活率低等困擾著這一地區(qū)的林業(yè)發(fā)展。針對這一難題，在以往常規(guī)抗旱造林技術(shù)的基礎(chǔ)上，進一步吸收借鑒國內(nèi)外先進理論和技術(shù)經(jīng)驗，根據(jù)遼西半干旱地區(qū)的自然環(huán)境特點，自1999年開始，采取覆蓋保墑抗旱造林技術(shù)并進行總結(jié)，提高了遼西半干旱地區(qū)造林成活率和保存率，為全面指導(dǎo)春季造林提供了有效保障，并取得了較好的效果。

1 試驗地概況

本試驗地設(shè)在建平縣，位于遼寧西部，地處科爾沁沙地南緣，西北高東南低，南有松嶺山脈為屏障，北有努魯爾虎山橫貫，平均海拔500～1 000m，屬低山丘陵區(qū)。全年降水少，年蒸發(fā)量為1 600～1 860mm，干旱發(fā)生頻率達26%～33%。

2 試驗方法

為了應(yīng)用不同覆蓋材料對林地保墑的效果，我們選擇覆蓋方式為覆地膜（黑地膜、普通地膜2種）、覆秸稈、穴內(nèi)置石，以不覆蓋為對照，試驗樹種為2年生的檸條（沙棘）和油松（側(cè)柏）。調(diào)查覆蓋對林地土壤溫度提高的效果和對林地土壤濕度的影響。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同覆蓋材料對造林地生態(tài)環(huán)境的影響

覆蓋的作用在于調(diào)節(jié)土壤溫度和水分、促進養(yǎng)分分解、保護地面免受降雨對土壤沖刷和養(yǎng)分的淋溶等，從而改變造林地生態(tài)環(huán)境條件。覆蓋對土壤溫度的調(diào)節(jié)作用因覆蓋材料的不同而表現(xiàn)出不同的效果。

3.1.1 覆膜對土壤溫度的影響 在幼苗成活期間采用地膜覆蓋提高土壤溫度的效應(yīng)明顯（見表1）。無論是土壤表層，還是深層溫度都比對照高。但不同深度土壤增溫效果表現(xiàn)不同，愈接近表層，增溫效果愈顯著，依次遞減。

表1 覆膜對土壤溫度的影響 ℃

在一天中，不同深度的土壤增溫效應(yīng)也表現(xiàn)出同樣的趨勢，見圖1。不同深度的土壤溫度，一天中隨太陽輻射強度增強而升高。其最高值出現(xiàn)在14：00前后，越接近深層其溫度的最高值出現(xiàn)得越晚，最高溫度值也低，因而幼苗根系層溫度變化趨于穩(wěn)定。從覆膜造林效應(yīng)的結(jié)果看出，地膜能使植樹穴范圍內(nèi)土壤溫度升高，增溫速度加快，日出1h后，地面溫度比對照高19.3℃，比地下15cm溫度高2.0℃，而且溫度到達最高值后，降溫速度緩慢，能有一定程度的保溫作用，特別是幼苗根系層的土壤溫度，一天中處于長時間的穩(wěn)定狀態(tài)。因而，使幼苗成活期間的有效積溫比對照提高124.5℃，這一溫度因子的變化，對于調(diào)節(jié)幼苗成活期低溫的不利影響，促進新植幼苗新根的萌發(fā)、生長，將會起到重要作用。

圖1 覆膜土壤溫度日變化

3.1.2 覆草和覆石對土壤溫度的影響 通過對10 cm深土層一天的溫度變化情況來看，覆草和覆石均能降低土壤溫度，無論是土壤表層還是深層，其溫度都比對照有所降低；但不同深度土壤降溫效果表現(xiàn)不同，愈接近表層，降溫效果愈顯著，依次遞減。我們選取10cm深土層一天中的平均數(shù)據(jù)加以分析，見圖2。從圖2可看出，覆草降溫效果要好于覆石。從10cm深土壤層一天中各時間段來看，每段時間的溫度變化規(guī)律相同。均為覆草最低，覆石次之，對照最高，從一天的平均溫度來看，覆草比對照溫度降低3.6℃，覆石比對照低1.1℃。

圖2 覆草、覆石10cm深土壤一天溫度變化

3.2 不同覆蓋材料對土壤含水量的影響

表2 覆蓋后的造林地各月土壤水分測定結(jié)果%

植樹穴覆蓋后，使造林地土壤蒸發(fā)面積縮小，加之抑制了雜草的生長，使植物蒸騰量也相應(yīng)減少，因而控制了造林地土壤水分的無效消耗，改善了水分條件。據(jù)對不同深度土壤濕度的測定結(jié)果（表2）表明，造林后覆草、覆石、覆膜，無論是表層，還是深層土壤，其水分含量都高于對照，尤其是幼苗成活需水的臨界期（4—5月）的土壤含水量，在0～10cm層深度，4月覆草含水率比對照高2.04%，覆膜比對照高1.51%，覆石比對照高0.72%；在10～20cm層深度，覆草含水率比對照高1.67%，覆膜比對照高0.97%，覆石比對照高0.57%。從覆蓋材料來看，覆草效果最好，0～10cm深度土壤平均含水率比對照高2.34%；覆膜次之，0～10cm深度土壤平均含水率比對照高1.37%；覆石0～10cm深度土壤平均含水率比對照高0.52%。

從土壤水分測定結(jié)果不難看出，半干旱區(qū)石質(zhì)山地覆蓋造林，能使造林地局部土壤水分含量升高，保持土壤水分相對平衡，對調(diào)節(jié)幼苗與環(huán)境因子的矛盾，補償幼苗在干旱期對水分的需求有著十分重要的意義。

表3 覆蓋對土壤理化性狀的影響

3.3 不同覆蓋材料對土壤理化性質(zhì)的影響

覆蓋造林，由于土壤溫度、水分等條件的變化，使土壤中水、氣、熱狀態(tài)得到了充分改善，導(dǎo)致土壤中好氣性生物活動的旺盛，加快了土壤母質(zhì)的礦化速度和微生物的分解、轉(zhuǎn)化、釋放的過程，因而造成植樹穴局部土壤理化性狀與對照產(chǎn)生明顯差異（見表3）。從表3還可以看出，不論哪種覆蓋材料、在不同土壤深度內(nèi)，土壤的各指標(biāo)值均優(yōu)于對照，隨覆蓋材料不同而有差異：綜合起來看，以覆草對土壤理化性質(zhì)影響最大，其次是覆膜。

3.4 不同覆蓋材料對苗木成活率的影響

通過對5個樹種成活率最終調(diào)查結(jié)果來看（表4），不同覆蓋材料能提高大部分樹種造林成活率。但不同樹種提高的幅度有所差別。從不同樹種來看，油松采用3種覆蓋材料平均成活率達到74.9%，比對照提高23.8個百分點；側(cè)柏平均成活率達到95.1%，比對照提高11.4個百分點；刺槐平均成活率達到83.3，比對照提高10.7個百分點；檸條平均成活率達到93.2，比對照提高10.7個百分點；沙棘平均成活率達到78.8%，比對照降低2.1個百分點。這是由于沙棘在幼苗期不喜高溫，所以覆膜的成活率比對照低13.5個百分點；雖然覆草、覆石的成活率高于對照，但3種覆蓋材料平均成活率還略低于對照。從覆蓋材料來看，以覆草成活率最高，覆膜次之。究其原因是因為覆草后，土壤溫度變化小，有利于根系生長，降低蒸騰效率，減少覆蓋區(qū)內(nèi)水分無效損耗，不論在豐水年還是欠水年都有明顯的保墑作用：所以說在半干旱地區(qū)石質(zhì)山進行覆蓋造林，不論從造林效果還是經(jīng)濟成本上看應(yīng)以覆草為主。

表4 覆膜對不同樹種造林成活率的影響

3.5 不同覆蓋技術(shù)對苗木生長影響

據(jù)對覆膜和不覆膜的刺槐、沙棘各生育期的調(diào)查表明，萌芽期、展葉期、芽的成枝率、根系發(fā)育狀況以及根系的鮮質(zhì)量、根瘤菌質(zhì)量都是覆膜的明顯比對照早或高（表5）。幼苗年生育進程的高生長不如對照，這是由于覆膜的成枝率高，影響了高生長，但對促進地徑生長作用明顯。

4 結(jié)論

4.1 覆蓋對土壤溫度的調(diào)節(jié)作用因覆蓋材料的不同而表現(xiàn)出不同的效果。采用地膜覆蓋能提高土壤溫度，覆草和覆石均能降低土壤溫度，但不同深度土壤增溫、降溫效果表現(xiàn)不同，愈接近表層，增溫、降溫效果愈顯著，依次遞減。一天中，不同深度的土壤增溫、降溫效應(yīng)也表現(xiàn)出同樣的趨勢。

4.2 造林后覆蓋土壤平均含水率比對照提高0.39%～2.34%，從覆蓋材料來看，覆草效果最好，覆膜次之。

4.3 不同覆蓋材料能提高大部分樹種造林成活率，但不同樹種提高的幅度有所差別，覆草成活率最高，覆膜次之。

綜上所述，在半干旱地區(qū)石質(zhì)山進行覆蓋造林，不論是造林效果還是經(jīng)濟成本，均應(yīng)以覆草為主。

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