樟子松在沙地改良中的應用研究綜述

張政興

（河北省木蘭圍場國有林場管理局，河北圍場068450）

樟子松在沙地改良中的應用研究綜述

張政興

（河北省木蘭圍場國有林場管理局，河北圍場068450）

通過查閱相關(guān)文獻，發(fā)現(xiàn)樟子松被廣泛應用在沙地造林中，但對樟子松在沙地改良中的應用缺少系統(tǒng)性研究。因此，筆者通過查閱大量文獻資料，并結(jié)合實際經(jīng)驗，就沙地樟子松造林技術(shù)、沙地人工群落構(gòu)建技術(shù)、沙地樟子松林經(jīng)營等進行了系統(tǒng)性闡述，并得出在沙地改良中應該結(jié)合當?shù)貙嶋H情況，充分利用樟子松的沙地適應性，應用生態(tài)恢復理論及先進營林理念，合理應用新材料、新技術(shù)，加快沙地改良的速度，穩(wěn)固沙地改良的效果。

樟子松；沙地改良；沙地造林

土地沙化作為土地退化的一種類型，是困擾全球經(jīng)濟發(fā)展的主要問題之一[1]。沙地的成因主要是宏觀地理和地質(zhì)因素。另外，不合理的放牧、樵采和開墾也是促進土地沙化的重要因素。中國是世界上荒漠化和沙化面積大、分布廣、危害重的國家之一，主要分布在干旱和半干旱地帶的西北區(qū)、內(nèi)蒙古、東北區(qū)西部、華北區(qū)北部，形成長達萬里的風沙危害線。每年造成的經(jīng)濟損失達500多億，影響近4億人口的生產(chǎn)和生活。

沙漠化防治措施可分為生物措施、工程措施、化學措施等。其中生物措施主要指林、農(nóng)、牧防沙治沙措施。我國的防治措施主要以林業(yè)技術(shù)為主。林業(yè)建設(shè)可以通過綜合發(fā)揮生態(tài)、經(jīng)濟、社會效益改善沙區(qū)生態(tài)環(huán)境、促進沙區(qū)經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展的綜合效果。但由于沙地環(huán)境特殊性，造林樹種選擇尤為重要。國外經(jīng)過150～160 a實踐最終采用松樹固沙造林，我國從20世紀50年代開始固沙造林樹種選擇研究，適于沙地造林的松屬樹種很多，認為固沙造林喬木樹種可選擇油松和樟子松。鑒于我國沙區(qū)多位于北部，其寒冷氣候?qū)σ霕浞N的限制，更多選擇來自寒帶的樟子松作為沙地改良樹種。樟子松天然長在沙丘上，在呼倫貝爾草原沙地上仍保留著一條樟子松林帶，其林齡可達200 a以上、胸徑可達100 cm[2]。最終按照我國沙區(qū)分布氣候區(qū)域情況，結(jié)合這兩樹種的特性，樟子松被廣泛應用于沙地改良中，并取得較好效果。

1 樟子松沙地適生性

自20世紀50年代開始，樟子松就被應用到沙地造林中，人們就其沙地適生性做了一系列研究。李勝功[3]根據(jù)1988年在內(nèi)蒙古奈曼沙地引種樟子松的調(diào)查數(shù)據(jù)，從樟子松的形態(tài)、解剖結(jié)構(gòu)、生態(tài)特征、物候、生長規(guī)律、生理特征分析了其對沙地的適應性。結(jié)果表明樟子松在物候和生長規(guī)律上表現(xiàn)出極好適應性，形態(tài)上其針葉及根系發(fā)達具有一定的旱生特征；生態(tài)上其為陽性、耐旱、耐貧瘠樹種；生理上其表現(xiàn)出較高蒸騰強度（與油松比）、較高水勢和持水力、較低的束/自比和束縛水含量等特點。

2 樟子松在沙地改良中的應用技術(shù)研究

2.1 樟子松沙地造林技術(shù)研究

經(jīng)長期實踐發(fā)現(xiàn)沙地造林普遍存在“三低”問題，即成活率低、保存率低、生長量低[4]。這是由于沙地立地條件及沙區(qū)氣候特征造成的。沙地土壤含水量低、易揮發(fā)，且我國沙區(qū)多集中在干旱、半干旱地區(qū)，氣候上春季多風少雨。因此，嚴格控制苗木質(zhì)量、苗齡，選擇合適造林季節(jié)，合理應用抗旱節(jié)水技術(shù)是沙地樟子松造林成活的重要因素[5]；合理的林分密度調(diào)節(jié)及伴生植物的栽植對其保存和生長有重要影響。同時，生態(tài)學的發(fā)展為選擇合理配置植物提供了理論依據(jù)。

2.1.1 種源、種苗選擇

種源選擇對造林成活率及林分穩(wěn)定性有重要影響。在沙地樟子松造林工作中，種源要以當?shù)胤N子園生產(chǎn)種子為最佳，母樹林Ⅰ級或Ⅱ級木生產(chǎn)種子為其次，不能選擇Ⅲ級木生產(chǎn)種子。如果無當?shù)胤N源，應選擇從相應的種子區(qū)（種子亞區(qū)）或相鄰的種子區(qū)（種子亞區(qū)）購入種子或苗木[6-7]。

苗木是造林中最基本的生產(chǎn)資料，是提高造林成活率、保存率，保證造林質(zhì)量的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。因此，控制好苗木質(zhì)量尤為重要。在樟子松沙地造林中宜選擇苗木充分木質(zhì)化、無機械損傷、頂芽飽滿、根系完整、無病蟲害的5年生苗木。與裸根苗、帶土坨苗相比，容器苗更優(yōu)。試驗研究表明，優(yōu)質(zhì)大苗，栽植后具有生根力旺盛、抗性強等特點，比小苗有明顯優(yōu)勢[8]。同時，嚴格按照操作規(guī)程進行起苗、運輸，減少苗木在使用過程中損傷。在有條件的地方可以就地建立臨時苗圃，既可保證苗木的來源，又可隨用隨起，縮短運輸距離，降低起苗、運輸對苗木產(chǎn)生的損傷和水分散失。有研究表明，就地建立臨時苗圃造林成活率明顯提高，可達到98%，比運輸苗造林成活率高出10%～35%[9]。

2.1.2 造林季節(jié)選擇

沙地造林制約其成活的關(guān)鍵因子是水分和溫度[10]。樟子松春、秋、雨季均可造林。根據(jù)樹木休眠特性，春季苗木處于休眠狀態(tài)，造林后苗木根先生長，而后地上部分生長，所以成活率高；結(jié)合氣候條件，如果春季干旱，應選擇雨季和秋季造林，土壤水分充足有利于苗木吸收利用，所以成活率高。秋季苗木地上部分進入休眠，蒸騰作用減少，水分消耗降到最低，而地下根系仍在進行活動，所以對苗木成活有利。因此，根據(jù)造林樹種和造林地環(huán)境確定合理造林季節(jié)避免不利因素是造林成功的關(guān)鍵。

佟寶祿等根據(jù)多年在風沙干旱區(qū)栽植樟子松的實踐經(jīng)驗，總結(jié)出“一保、四改”樟子松造林技術(shù)，以提高樟子松造林成活率、保存率。其中，“四改”之一為：改一季造林為多季造林[11]。

2.1.3 抗旱節(jié)水技術(shù)應用

采用抗旱節(jié)水技術(shù)可有效提高沙地造林成活率。常規(guī)抗旱節(jié)水造林技術(shù)有覆膜造林、深栽與坐水栽植、遮陽造林、滴灌技術(shù)、噴灌技術(shù)等。隨著科學技術(shù)的不斷進步，干水劑、保水劑、吸水劑等新材料的出現(xiàn)，促進了沙地造林進步。

紅玉[2]在科爾沁沙地樟子松造林技術(shù)研究中提出：沙地造林中覆膜處理既能維持造林地土壤含水量，又能提高土壤溫度，將樟子松造林成活率提高到了96.92%，比覆土區(qū)成活率提高了5.18%。壯苗深栽提高了根系分布層的土壤含水量，從而提高造林保存率和林木生長量，且對林分后期生長量具有較大影響[12]。戴繼先[13-14]通過防風背陰整地法使春季造林成活率提高到96%，又通過小直坑整地使各期造林或活率均提高到85%以上。早在1989年光榮嘎查就采用坐水栽植法，試栽6.67 hm2樟子松林，當年成活率達97.3%[15]。但是由于坐水栽植法對立地條件有一定要求，而滴灌技術(shù)、噴灌技術(shù)應用成本較高，施工有一定難度，因此這3種方法在干旱山區(qū)沙地造林中應用較少。經(jīng)過多年實驗證明，常規(guī)抗旱節(jié)水造林技術(shù)可有效提高沙地造林成活率，具有較高的生態(tài)穩(wěn)定性，對周圍生物多樣性影響極小。

干水劑在干旱水分虧缺的條件下緩慢釋放水分，為植物根系提供至少3個月的有效水分。在科爾沁沙地樟子松造林技術(shù)研究中[2]，使用干水劑造林土壤含水量比對照提高了0.5%～1.0%，成活率幾乎達到100%。生根保水劑具有刺激苗木根系生長發(fā)育、持續(xù)保水、緩釋肥水的功效。應用保水劑不但可提高樟子松的造林成活率10%～15%，還可以促進苗木生長[16]。吸水劑可以吸水、保水，還具有一定的營養(yǎng)物質(zhì)。使用1:400吸水劑蘸根處理造林成活率可達98.84%，苗木高生長、地徑生長均優(yōu)于對照，且投入成本較低[17]。抗旱節(jié)水新材料具有應用范圍廣、操作簡單，能提高造林成活率和保存率，且能夠促進苗木生長發(fā)育的優(yōu)勢，但其對環(huán)境的長遠影響有待評估。

2.1.4 沙障設(shè)置

合理的沙障設(shè)置是沙地造林成功主要因素之一。沙障能夠有效減輕風蝕沙埋及其對植株造成的危害，顯著或極顯著提高造林效果。應用帶狀沙障造林保存率提高60%、樹冠覆蓋率提高6倍[18]，對加速郁閉成林過程具有重要意義。劉斌[19]在榆林沙地樟子松栽培技術(shù)中也對沙障設(shè)置應用進行了詳細介紹。

2.1.5 造林密度

合理造林密度是提高樟子松沙地造林存活率和健康生長的關(guān)鍵。20世紀80年代治沙造林專家提出樟子松水分收支平衡方程式[20]：B0+OC-B1-NTP-CT＝0（式中B0為生長初期貯水量；B1為生長末期貯水量；OC為降水量；N為土壤蒸發(fā)量；TP為植物蒸騰量；CT為流失量），按此方程計算，并結(jié)合國家造林技術(shù)規(guī)程規(guī)定成活率85%以上才算造林合格面積，推算當?shù)卣磷铀珊侠碓炝置芏?，有時還要結(jié)合不同的沙地造林設(shè)計方案確定密度。不少地區(qū)采用2 m×2 m初植行距，但劉斌[19]認為4 m×4 m初植行距為最佳，筆者認為這與其造林地沙障設(shè)置有關(guān)。因此，造林密度確定要綜合考慮造林樹種、立地條件、當?shù)貧夂?、造林設(shè)計方案、基礎(chǔ)設(shè)施等多方面因素。

2.2 沙地人工群落構(gòu)建

干擾和演替是恢復生態(tài)學重要的生態(tài)理論之一。生態(tài)演替通常是可預見的、順序變化的過程，通過干擾或直接重建人工群落的方式進行沙地改良是較常用方法[21]。人工構(gòu)建森林群落結(jié)構(gòu)是通過人類模仿自然植物群落栽植的、形成具有合理空間結(jié)構(gòu)的植物群體。

通過人工重建群落的方式改良沙地環(huán)境，關(guān)鍵在于群落植物選擇。基于群落演替理論宜選擇鄉(xiāng)土植物為構(gòu)建人工群落的主要物種，同時可引入適宜沙地改良的物種，構(gòu)成包括喬、灌、草3種植物類型的人工群落。

高國雄[22]在毛烏素沙地東南緣人工植被結(jié)構(gòu)與生態(tài)功能研究中，用灰色關(guān)聯(lián)分析法對主要喬木樹種適宜性進行了評價和排序:喬木依次為合作楊(1.0)>樟子松(0.70)>側(cè)柏(0.66)>油松(0.60)>小葉楊(0.58)。結(jié)合合作楊和樟子松的生物學特性，可知樟子松具有更廣泛的應用區(qū)域。同時，陳家模[23]提出不同的人工植物群落對土壤的改良作用有顯著差異，具體關(guān)系為小葉錦雞兒＞差巴嘎蒿＞樟子松＞山竹巖黃蓍。因此，目前許多地區(qū)采用樟子松作為沙地改良的主要喬木樹種[2，4-5]。

高國雄[22]在毛烏素沙地東南緣對主要灌木樹種的適宜性評價和順序：花棒(1.0)>踏郎（山竹子）(0.86)>沙柳(0.84)>檸條(0.83)>紫穗槐(0.77)>沙地柏(0.65)。由結(jié)果可看出，豆科灌木較多，其次是楊柳科和柏科。在不同地區(qū)引入栽植中可參考此順序，但要注意結(jié)合本地氣候、土壤條件，選擇適宜本土的灌木樹種。其中，花棒具有喜光的特性，因此筆者認為，從可持續(xù)發(fā)展目的看，不適合作為喬木層下的引入灌木樹種。

草本種類繁多，且盲目引種有一定的風險。因此，筆者建議在構(gòu)建形成喬灌層后對造林地封育，利用自然演替構(gòu)建草本層、地衣層，或引入部分本土草本植物后封育。只有形成完整的森林群落，沙地改良才能持續(xù)有效地進行下去并實現(xiàn)沙地改良的目標。

3 沙地樟子松的經(jīng)營

森林經(jīng)營主要措施有封育、撫育。撫育措施又分為生長伐、疏伐、目標伐、衛(wèi)生伐、割灌、修枝等。沙地樟子松經(jīng)營較其他立地條件要困難。首先，沙地立地條件差，不利于樟子松快速生長成林；其次，沙地一般植被單一，抗災能力弱，易發(fā)生病蟲害。吳祥云[24]發(fā)現(xiàn)章古臺樟子松人工固沙林衰退是一種生命周期縮短、成熟期提前的早衰現(xiàn)象。松枯梢病侵害是樟子松枯死的直接原因。氣候差異、土壤水分利用失衡起主導作用，松沫蟬、松毛蟲危害是促進因素，松枯梢病侵染是激化因素。因此，在沙地樟子松的經(jīng)營中要采取精細化、科學化管理，充分應用先進的經(jīng)營理念和技術(shù)實現(xiàn)沙地樟子松林的持續(xù)發(fā)展。

封沙育林草作為沙化區(qū)植被恢復和重建的一種主要措施已為許多國家所廣泛采用[25]。在科爾沁沙地封育措施對沙地植被恢復具有顯著的促進作用(p<0.05)，封育6 a和12 a后植被密度分別提高了108.0%和239.3%，植物蓋度分別提高了261.6%和271.6%；適度的封育年限(<6 a)可以提高群落的物種多樣性[26]。這與宋鴿[27]在沙地樟子松經(jīng)營研究中的結(jié)論一致。

趙亮[28]在章古臺沙地樟子松人工林經(jīng)營中提出通過營建樟子松混交林、提高林地土壤肥力、調(diào)整林分結(jié)構(gòu)和密度的方法實現(xiàn)樟子松林地生產(chǎn)力的提高，延長樟子松的防護周期。還提出應對40年生的樟子松人工林進行衛(wèi)生伐并逐漸引導成疏林草地，修枝對林下的草本多樣性影響很小。筆者認為，在幼齡沙地樟子松林分管理中，可人工施肥、灌溉以保護幼林，促進林分生長，加速郁閉成林為主要目的；在沙地樟子松中齡林應以疏伐促進林下植物生長保證生物多樣性，人為建設(shè)疏林地為主；成熟林則應以衛(wèi)生伐、引入新樹種為主，最終形成異齡復層混交林。

4 討論

由相關(guān)文獻資料[2-4]可知，目前樟子松被廣泛應用為沙地造林主要樹種，具有改良沙地，恢復植被、改善當?shù)丨h(huán)境的重要意義。通過沙地樟子松造林，伴生植物引入，實現(xiàn)人工構(gòu)建沙地喬—灌—草森林群落結(jié)構(gòu)，有利于促進沙地改良快速穩(wěn)定發(fā)展。筆者認為，在沙地改良中應該結(jié)合當?shù)貙嶋H情況，充分利用樟子松的沙地適應性，應用生態(tài)恢復理論及先進營林理念，合理應用新材料、新技術(shù)，加快沙地改良的速度，穩(wěn)固沙地改良的效果。

［1］董會梅.河北省平原沙荒區(qū)經(jīng)濟林發(fā)展研究［D］.保定：河北農(nóng)業(yè)大學，2009.

［2］紅玉.科爾沁沙地樟子松造林技術(shù)研究［D］.呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學，2003.

［3］李勝功.樟子松沙地適應性的初步研究［J］.中國沙漠，1994，14(1):60-64.

［4］劉生權(quán).榆林沙地樟子松栽培技術(shù)研究［D］.楊凌：西北農(nóng)林科技大學，2006.

［5］趙曉彬，劉光哲.沙地樟子松引種栽培及造林技術(shù)研究綜述［J］.西北林學院學報，2007，22(3):86-89.

［6］王生軍，韓麗華，李春紅，等.樟子松、赤松、油松在形態(tài)結(jié)構(gòu)及生態(tài)生物學特性的比較研究［J］.干旱區(qū)資源與環(huán)境，2008，22(10):188-194.

［7］徐樹堂，尤國春，宋曉東，等.樟子松種源試驗林生長情況調(diào)查［J］.防護林科技，2006，(3):13-14，21.

［8］張文才，黃玉琴.半干旱地區(qū)樟子松造林技術(shù)試驗［J］.內(nèi)蒙古林業(yè)科技，2003(增刊):80-81.

［9］趙曉彬.樟子松造林地建立臨時苗圃的造林技術(shù)［J］.林業(yè)科技，2003，28(5):18-20.

［10］楊寶臣，劉春鵬，李向軍，等.沙地節(jié)水造林新技術(shù)——超深栽造林技術(shù)［J］.河北林業(yè)科技，2015，(1):97-99.

［11］佟寶祿，李春耀，郭兆慶，等.風沙區(qū)樟子松抗旱造林技術(shù)［J］.防護林科技，1995，(2):22-24.

［12］曹繼俊，陳旭，李庚.毛烏素沙地樟子松壯苗深栽造林效果分析［J］.林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，2014，(5):129-131.

［13］戴繼先.樟子松小直坑整地常年造林技術(shù)研究［J］.東北林業(yè)大學學報，1997，(4):16-20.

［14］戴繼先.樟子松防風背陰整地造林試驗［J］.河北林業(yè)科技，1997，(3):17-18.

［15］孫海鵬.樟子松安家記［J］.內(nèi)蒙古林業(yè)，1992，(11):12.

［16］劉衍春，李煒，郭新宇，等.保水劑對提高樟子松造林成效的初步研究［J］.中國林副特產(chǎn)，2005，(1):19.

［17］張海忠，宋曉冬，翟麗平.吸水劑在樟子松造林中的應用［J］.吉林林業(yè)科技，2001，(4):60-62.

［18］王俊波，漆喜林，李戰(zhàn)剛，等.毛烏素沙地沙障搭設(shè)技術(shù)在樟子松造林中的應用效果［J］.防護林科技，2014，(4):14-16.

［19］劉斌.榆林沙地樟子松栽培技術(shù)［J］.現(xiàn)代園藝，2015，(4):52.

［20］高景文，胡召春，王玉成，等.呼盟樟子松治沙造林技術(shù)的探討［J］.內(nèi)蒙古林業(yè)科技，1999(增刊):21-24.

［21］李泰君.沙地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)恢復評價［D］.呼和浩特：內(nèi)蒙古大學，2010.

［22］高國雄.毛烏素沙地東南緣人工植被結(jié)構(gòu)與生態(tài)功能研究［D］.北京：北京林業(yè)大學，2007.

［23］陳家模.四種人工固沙植物群落對土壤養(yǎng)分及生物活性的改良作用［D］.沈陽：東北大學，2009.

［24］吳祥云，姜鳳岐，李曉丹，等.樟子松人工固沙林衰退的規(guī)律和原因［J］.應用生態(tài)學報，2004，(12):2225-2228.

［25］王燕.封育模式對干旱區(qū)沙地植被恢復影響研究［D］.蘭州：甘肅農(nóng)業(yè)大學，2009.

［26］蔣德明，苗仁輝，押田敏雄，等.封育對科爾沁沙地植被恢復和土壤特性影響［J］.生態(tài)環(huán)境學報，2013，(1):40-46.

［27］宋鴿，張日升，孫海紅，等.3種經(jīng)營措施對沙地樟子松人工林林下植被的影響［J］.遼寧林業(yè)科技，2013，(5): 16-19+55.

［28］趙亮，張日升，宋鴿.章古臺沙地樟子松人工林經(jīng)營問題的思考［J］.防護林科技，2013，(11):50-51.

(責任編輯：董莉莉)

S791.253

A

1001-1714（2017）03-0050-04

2017-04-19

中央財政林業(yè)科技推廣示范資金項目“沙荒地生態(tài)治理及近自然植被恢復技術(shù)推廣”[冀TG（2014）003]。

張政興（1979-），男，工程師，從事森林經(jīng)營及種苗培育工作。E-mail:40087425@qq.com。