干旱地區(qū)覆膜造林的抗旱效果研究

任余艷，劉坤，聶琴，王志剛，盧立娜

(1.鄂爾多斯市林業(yè)治沙科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000;2.鄂爾多斯市防沙治沙工程管理中心，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000;3.鄂爾多斯市林業(yè)國(guó)際合作援助項(xiàng)目辦公室，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000；4.內(nèi)蒙古天驕?zhǔn)硺I(yè)科技開發(fā)有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 025550)

干旱地區(qū)覆膜造林的抗旱效果研究

任余艷1，劉坤2，聶琴3，王志剛4，盧立娜1

(1.鄂爾多斯市林業(yè)治沙科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000;2.鄂爾多斯市防沙治沙工程管理中心，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000;
3.鄂爾多斯市林業(yè)國(guó)際合作援助項(xiàng)目辦公室，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000；4.內(nèi)蒙古天驕?zhǔn)硺I(yè)科技開發(fā)有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 025550)

通過試驗(yàn)對(duì)覆膜造林的抗旱效果進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：覆膜對(duì)土壤起到了明顯的保水作用，覆膜造林區(qū)各層土壤含水量較對(duì)照區(qū)均有顯著提高；覆膜造林地的地溫較對(duì)照均有提高，日地溫均值比對(duì)照區(qū)提高0.7～1.6 ℃；覆膜區(qū)域出苗時(shí)間相較于對(duì)照區(qū)縮短3 d，成活率提高了54.5%，苗高生長(zhǎng)量提高了149%，地徑生長(zhǎng)量提高了108%。

干旱地區(qū);覆膜造林;抗旱效果

鄂爾多斯是中國(guó)西部典型的干旱、半干旱地區(qū)，氣候干旱少雨、風(fēng)大沙多，生態(tài)環(huán)境脆弱。隨著生態(tài)建設(shè)力度的加大，國(guó)家林業(yè)重點(diǎn)工程在本地區(qū)廣泛實(shí)施。這樣的氣候特征成了制約造林成活及林木生長(zhǎng)的關(guān)鍵因子，有效地利用自然降水、減少無效水的流失成為重要課題[1]。為此，在比較平緩地帶課題組開展了覆膜造林試驗(yàn)，研究覆膜的抗旱效果，以期為林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)提供技術(shù)支撐。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及研究方法

1.1 試驗(yàn)地的選擇

試驗(yàn)地位于鄂爾多斯市達(dá)拉特旗，該區(qū)地處黃河沖積平原南部，鄂爾多斯高原北部，地勢(shì)南高北低，屬典型的溫帶大陸性半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，總的氣候特征為冬季漫長(zhǎng)而寒冷，夏季溫和短促，春季干旱少雨多風(fēng)，秋季涼爽。年平均降水311.75 mm，多集中在7—9月，日照充足，蒸發(fā)量大。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 整地 時(shí)間選擇在4月20日—5月20日，一次有效降雨之后進(jìn)行。采用機(jī)械耕翻帶狀整地，易形成地表徑流時(shí)采用等高線開耕，深度為20～30 cm，耕翻后鎮(zhèn)壓、耙平，并清除雜草。

1.2.2 覆膜與點(diǎn)播

覆膜試驗(yàn)區(qū)：覆膜時(shí)采用厚度為0.08 mm、幅寬為75 cm的超薄聚乙烯膜；帶寬1 m，每個(gè)覆膜帶間距為5 m。覆膜要在整地后及時(shí)進(jìn)行。主要采用機(jī)械覆膜，膜的邊緣要壓嚴(yán)實(shí)，防止被風(fēng)掀起。

點(diǎn)播選擇檸條種子(凈度≥90%，發(fā)芽率≥83%，優(yōu)良度≥83%)。播種前，對(duì)種子進(jìn)行消毒，后用清水浸泡12～24 h，使種子充分吸水。機(jī)械覆膜時(shí)，一次性完成覆膜和點(diǎn)播，每穴點(diǎn)播種子5～7粒，覆土1～2 cm，播種完成后用土蓋嚴(yán)點(diǎn)播孔。

1.2.3 對(duì)照區(qū)設(shè)置 對(duì)照區(qū)除覆膜作業(yè)省去外，其他的各環(huán)節(jié)均與試驗(yàn)區(qū)相同，且對(duì)照區(qū)應(yīng)與試驗(yàn)區(qū)相鄰，便于對(duì)照和觀察。

1.3 調(diào)查方法

1.3.1 土壤水分測(cè)定 測(cè)定期主要從覆膜后開始到出苗后。利用HH2土壤水分速測(cè)儀分層(0～10 cm，10～20 cm，20～30 cm)測(cè)定土壤容積含水量，同一測(cè)點(diǎn)重復(fù)3次。

1.3.2 地溫測(cè)定 利用曲管地溫計(jì)測(cè)定地溫。

1.3.3 苗木生長(zhǎng)狀況調(diào)查 調(diào)查出苗時(shí)間、成活率、苗高、地徑。

出苗時(shí)間是從播種開始到出苗的天數(shù)；成活率、苗高、地徑在造林樹種出苗后每30 d觀測(cè)一次，觀測(cè)一個(gè)生長(zhǎng)季。

2 結(jié)果與分析

2.1 覆膜對(duì)土壤含水率的影響

為了解覆膜造林地不同土層土壤含水量的變化，分別在試驗(yàn)區(qū)和對(duì)照區(qū)設(shè)置了觀測(cè)點(diǎn)，對(duì)0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm的土層進(jìn)行含水量的測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見表1。

表1 試驗(yàn)區(qū)與對(duì)照區(qū)不同土層土壤含水率

從表1中可以看出，覆膜造林地0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm土層的含水率較對(duì)照區(qū)均有明顯提高，尤其表層差異更為顯著。方差分析結(jié)果，試驗(yàn)區(qū)與對(duì)照區(qū)各土層土壤含水量差異極顯著，各土層顯著水平分別為P0～10=0.000；P10～20=0.001；P20-30=0.01。這說明覆膜有利于減少地表水分蒸發(fā)，從而提高土壤水分有效利用率，彌補(bǔ)了干旱地區(qū)的降水不足，為苗木種子的發(fā)芽、出苗提供了基礎(chǔ)保障。

2.2 覆膜對(duì)地溫的影響

表2是不同時(shí)期不同時(shí)段的地溫調(diào)查數(shù)據(jù)。

表2 覆膜后地溫變化 ℃

從表2可以看出：覆膜造林地的地溫較對(duì)照均有提高。一天中不同時(shí)段的變化趨勢(shì)是上午的溫差小于下午的溫差，二者在12:00的差距最大，到20：00的溫差與8：00的溫差相當(dāng)。從一整天的平均地溫來看，覆膜造林地的平均地溫比對(duì)照區(qū)提高0.7～1.6 ℃，雖然這個(gè)差值不是很大，但卻為苗木的生根發(fā)芽提供了較好的環(huán)境，保證了覆膜后的種子能相對(duì)較早地出苗生長(zhǎng)，及時(shí)從土壤中吸收水分和養(yǎng)分。

2.3 覆膜對(duì)造林樹種生長(zhǎng)的影響

采用覆膜造林能有效抑制株間土壤水分的蒸發(fā)，從而間接達(dá)到節(jié)水的目的[2]，為苗木生長(zhǎng)提供有利條件。表3是苗木生長(zhǎng)狀況的調(diào)查數(shù)據(jù)。

表3 苗木生長(zhǎng)狀況

從表3中可以看出，覆膜區(qū)域出苗時(shí)間較對(duì)照區(qū)縮短3 d，成活率提高了54.5%，苗高生長(zhǎng)量提高了149%，地徑生長(zhǎng)量提高了108%。苗高和地徑相差最為明顯，這是因?yàn)楦材^(qū)出苗早，使得苗木較對(duì)照區(qū)提前進(jìn)入了生長(zhǎng)期，充分吸收土壤中的水分和養(yǎng)分。對(duì)其進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明覆膜區(qū)與對(duì)照區(qū)差異顯著，顯著水平見表4。這與覆膜具有提溫保墑作用是分不開的。由于覆膜后，減少了苗木根莖周圍土壤水分的蒸發(fā)，提高表層土壤濕度，有利于苗木根系發(fā)育，促進(jìn)地上部分生長(zhǎng)，利于苗木根系對(duì)天然降水和地表徑流的匯集與吸收，因此，覆膜區(qū)域的苗木生長(zhǎng)優(yōu)于對(duì)照區(qū)。

表4 苗木生長(zhǎng)狀況方差分析

3 討論

在干旱半干旱地區(qū)，土壤水分的嚴(yán)重虧缺是制約森林植被恢復(fù)與重建的關(guān)鍵因子[3]，尤其是林業(yè)用地的復(fù)雜性，使得引水灌溉更是不可能。因此，天然降水便成為林業(yè)用水的唯一來源[4]。樹木只能靠天然降水成活生長(zhǎng)[5]，降水因子已經(jīng)嚴(yán)重制約了造林成活率和成活林木的生長(zhǎng)。由于干旱地區(qū)強(qiáng)烈的蒸發(fā)，增加林地水分的有效利用率和降低無效耗水量成為重要課題[1]。余新曉等人從地表噴涂水泥、有機(jī)硅，拍光等方面進(jìn)行了抗旱集水研究[1]；蔡進(jìn)軍等人從整地方面進(jìn)行了集流研究，而在平緩地帶覆膜處理作為一種常規(guī)、簡(jiǎn)便的技術(shù)也被應(yīng)用在抗旱造林中。單從林木生長(zhǎng)方面看，也許不如一些新興的集水技術(shù)。然而，綜合來看，它更具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用性[6]，操作簡(jiǎn)單，便于掌握，易被廣大農(nóng)牧民接受，在干旱半干旱地區(qū)更具有推廣性。

4 結(jié)論

4.1 覆膜對(duì)土壤水分起到明顯的保護(hù)作用。覆膜造林區(qū)各層土壤含水量較對(duì)照區(qū)均有顯著提高，差異明顯。

4.2 覆膜具有提溫保墑作用。覆膜造林地的地溫較對(duì)照均有提高，日地溫均值比對(duì)照區(qū)提高0.7～1.6 ℃，為苗木的生根發(fā)芽提供了較好的環(huán)境。

4.3 覆膜能提高造林成活率，促進(jìn)苗木生長(zhǎng)。試驗(yàn)結(jié)果表明，覆膜區(qū)域出苗時(shí)間較對(duì)照區(qū)縮短3 d，成活率提高了54.5%，苗高生長(zhǎng)量提高了149%，地徑生長(zhǎng)量提高了108%。綜合來看，覆膜能夠起到較好的抗旱作用。

[1] 余新曉,陳麗華,張曉明，等.黃土高原坡面集水工程的抗旱造林技術(shù)研究[J].水土保持研究,2008(1):23-26

[2] 茍斌.渭北黃土高原抗旱造林技術(shù)研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué),2008:25-29

[3] 蔡進(jìn)軍,李生寶,蔣齊，等.半干旱黃土丘陵區(qū)典型抗旱造林整地技術(shù)集流效果研究[J].水土保持研究,2009(5):127-130

[4] 任福民,史久恩.我國(guó)干旱半干旱區(qū)降水的特征分析[J].應(yīng)用氣象學(xué)報(bào),1995,4(6):501-504

[5] 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(bào),2003,23(8): 1331-1335

[6] 郭云義,布樂.地膜覆蓋抗旱造林技術(shù)[J].內(nèi)蒙古林業(yè)科技,2003(31)：84

Drought-Resistant Effects of Film-Covering Afforestation in Arid Region

Ren Yuyan1,Liu Kun2,Nie Qin3,Wang Zhigang4,Lu Lina1

(1.Combating Desertification Academy of Forestry,Ordos City,Ordos 017000,China;
2.Anti-Desertification Project Management Center,Ordos City,Ordos 017000,China;
3.International Forestry Assistance Program Office,Ordos City,Ordos 017000,China;
4.Tianjiao Fresh Food Industry Technology Development Co.,Ltd.,Inner Mongolia,Chifeng 025550,China)

The drought-resistant effects of film-covering afforestation were studied.Result shows that film-covering plays a significant protective effect on soil moisture.Moisture content of soil layers in film-covering afforestation region increase significantly than that of the CK.The ground temperatures in film-covering afforestation area all increase than that of the CK.The mean daily temperature increase by 0.7-1.6℃ than that of the CK.The emergence time in film-covering afforestation region shorten 3 d than that of CK.The survival rate,height growth & diameter growth in film-covering afforestation region increase by 54.5%,149% & 108% than that of the CK.

arid region;film-covering afforestation;drought-resistant effects

1005-5215(2015)03-0025-03

2014-12-19

任余艷(1979-)，女，內(nèi)蒙古赤峰人，碩士，工程師，現(xiàn)從事治沙造林研究.

S728.2

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2015.03.009