半干早地區(qū)植被恢復(fù)試驗(yàn)研究

摘要：針對(duì)林業(yè)建設(shè)中存在的熱點(diǎn)、難點(diǎn)和關(guān)健問(wèn)題，如：區(qū)域系統(tǒng)性差、林分結(jié)構(gòu)不合理、林分穩(wěn)定性差、生態(tài)效益低的現(xiàn)狀開(kāi)展了試驗(yàn)研究，依據(jù)因地制宜、分類指導(dǎo)、綜合開(kāi)發(fā)、全面治理的原則，采用多林種、多樹(shù)種、喬灌草相結(jié)合，生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益相統(tǒng)一方法，改變了傳統(tǒng)單一營(yíng)林方式，建成了多林種、多樹(shù)種、喬灌草相結(jié)合的多功能、多結(jié)構(gòu)、多層次的穩(wěn)定的森林生態(tài)系統(tǒng)。結(jié)果表明：使水土流失得到有效控制，與過(guò)去普通造林方法相比，造林成活率提高30%～40%，保存率提高30%以上。通過(guò)這些技術(shù)的組裝配套和應(yīng)用，使造林能一次成功，解決了數(shù)十年來(lái)困擾山西豐干早地區(qū)造林兩率不高的技術(shù)難題，加快了荒山綠化步伐，提高了造林的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：半干旱地區(qū);植被恢復(fù);植被恢復(fù)試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：Q948.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2019）22-0049-05

1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)設(shè)在山西省石樓縣，這里地處黃河中游東岸，呂梁山脈以西、屬于黃土高原一部分黃土高原。地勢(shì)東高西低，郡山連綿，地表覆蓋有深厚的黃土，因受流水侵蝕、沖刷，溝壑縱橫，地形破碎。本區(qū)域?qū)倥瘻貛Т箨懶詺夂?，年均氣溫?.2℃，1月為-7℃，7月為22.7℃，年降雨量550mm，霜凍期為9月下旬至次年4月下旬，無(wú)霜期180～190d。

2 研究方法

（1）在黃土丘陵區(qū)分別建立“自然型”、“灌溉型”、“集流型”試驗(yàn)地各100畝，進(jìn)行植被恢復(fù)重建試驗(yàn)和示范;建設(shè)植被恢復(fù)、植被重建、植被保護(hù)試驗(yàn)地各100畝，進(jìn)行植被恢復(fù)重建途徑的試驗(yàn)研究。采用標(biāo)準(zhǔn)地和小樣方調(diào)查方法進(jìn)行植物種類、蓋度、保存率和生長(zhǎng)量調(diào)查。

（2）劃分黃土丘陵區(qū)植被恢復(fù)類型區(qū)的依據(jù)。類型區(qū)主要?jiǎng)澐忠罁?jù)是大地貌及氣候條件，另外綜合分析考慮過(guò)去沿用的立地分類、林業(yè)區(qū)劃、林業(yè)重點(diǎn)工程布局。劃分黃土丘陵區(qū)植被恢復(fù)類型小區(qū)的主要依據(jù)是中地貌，并以其地貌命名小區(qū)。

劃分類型（組）的主要依據(jù)是根據(jù)科學(xué)實(shí)用的原則確定，既能反映林業(yè)生態(tài)建設(shè)與治理立地分異規(guī)律，又要便于應(yīng)用，使基層技術(shù)人員易于掌握。

（3）適地適（樹(shù)）林，建設(shè)試驗(yàn)林地300畝，營(yíng)造穩(wěn)定林分，依據(jù)植被地帶性分布規(guī)律和林業(yè)生產(chǎn)的成功經(jīng)驗(yàn)，在不同地帶建造不同人工林草植被類型，并模擬天然植被結(jié)構(gòu)實(shí)行喬灌草復(fù)層混交，多樹(shù)種多林種配置技術(shù)的方法。

3 結(jié)果與分析

3.1 植被恢復(fù)重建途徑研究

3.1.1 植被恢復(fù)重建的主要目標(biāo)

本項(xiàng)研究通過(guò)多目標(biāo)線性規(guī)劃，調(diào)整區(qū)域土地利用結(jié)構(gòu)、林種結(jié)構(gòu)和植被恢復(fù)區(qū)域區(qū)劃布局，優(yōu)化黃土丘陵區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。以建設(shè)多林種、多樹(shù)種、喬灌草相結(jié)合的多結(jié)構(gòu)、多功能、多層次穩(wěn)定的森林生態(tài)系統(tǒng)為主要目標(biāo)。

石樓縣試驗(yàn)區(qū)植被恢復(fù)途徑見(jiàn)圖1，示范區(qū)植被恢復(fù)林種結(jié)構(gòu)配置見(jiàn)圖2，第1試區(qū)典型立地配置見(jiàn)圖3。

將石樓黃土丘陵半干早地區(qū)簡(jiǎn)單劃分為川源區(qū)、梁峁坡區(qū)和溝谷區(qū)，其中①梁峁坡區(qū)以25°為分界;②緩坡區(qū)坡度小于25°為分界，土壤較為貧瘠，水分依然較為緊缺，自然條件較差。15°以下地段可以建設(shè)水平梯田，發(fā)展混農(nóng)生態(tài)林業(yè)。15°～25°地段應(yīng)在帶狀整地的基礎(chǔ)上，選擇條件較好的地段發(fā)展果園或其他經(jīng)濟(jì)林，選擇條件較差地段營(yíng)造以灌木為主、喬木為輔的生態(tài)林，保持水土，發(fā)展經(jīng)濟(jì)。③陡坡區(qū)坡度大于25°，土壤貧瘠，水分緊缺，自然條件最差。根據(jù)林分水分平衡原則，密度不宜太大，以建立稀樹(shù)灌叢草地為主體。首先應(yīng)進(jìn)行水平溝、水平階等帶狀整地，林木應(yīng)沿等高線帶狀布設(shè)，帶間距離加大（一般為5m以上）。半濕潤(rùn)地區(qū)可在帶間人工布設(shè)禾本科、豆科等牧草植物，或依靠自然力恢復(fù)為灌草帶，截滲徑流，保持水土;半干旱、干旱地區(qū)應(yīng)人為鏟除稀疏的自然植被，形成集流面為下部植樹(shù)帶匯集徑流，提供生長(zhǎng)所需水分，促進(jìn)帶內(nèi)植被正常生長(zhǎng)。④溝谷區(qū)溝坡坡度大，土壤極為貧瘠;溝底較為平緩，水分條件較好。應(yīng)圍繞淤地壩、谷坊建設(shè)，配置以喬、灌、草相結(jié)合的生物工程措施體系，保持水土，減少流向下游的泥沙，爭(zhēng)取全部泥沙就地?cái)r蓄[2]。

3.1.2 植被恢復(fù)重建的主要手段

在石樓黃土丘陵半干旱地區(qū)，大部分地區(qū)均可采用“自然型”、“灌溉型”、“集流型”措施進(jìn)行植被恢復(fù)重建。其中，“灌溉型”適用在限定區(qū)域內(nèi)、生態(tài)地位十分重要的條件下采用;“自然型”是一種傳統(tǒng)、落后的方法，在目前生產(chǎn)中應(yīng)用很少;“集流型”應(yīng)為目前植被恢復(fù)重建工作的主體。集流技術(shù)的重點(diǎn)在于集水面的整修。在坡地上，可利用自然坡度，對(duì)坡面上凹凸不平的地方進(jìn)行處理，使坡面基本平整，結(jié)合整地將雜草徹底清除;在整平的坡面上，原則上以每株林木為對(duì)象，也可在坡面較平整時(shí)以2～3株為對(duì)象，垂直等高線，修建15～20cm高的集水區(qū)土埂，將徑流導(dǎo)人栽植穴內(nèi)。集水面防滲處理可采用機(jī)械處理方法、化學(xué)處理方法和生物處理方法等[3]。

3.1.3 植被恢復(fù)重建的主要途徑

3.1.3.1 植被恢復(fù)

植被恢復(fù)有兩種途徑：一是完全恢復(fù)，即通過(guò)改變立地條件，模擬當(dāng)?shù)刈匀恢脖幌到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能，徹底恢復(fù)到具有地帶性特征的自然植被系統(tǒng);二是部分恢復(fù)或階段恢復(fù)，當(dāng)植被退化相當(dāng)嚴(yán)重，現(xiàn)有立地條件很差，缺少可借鑒的頂極植被類型時(shí)，采取部分修復(fù)退化植被系統(tǒng)的方法，恢復(fù)目標(biāo)可以是頂極植被之前的中間演替階段的植被類型[4]。

3.1.3.2 植被重建

人工重建適應(yīng)于極度退化的荒山以及條件很差的退耕地等立地類型。采用直接模擬地帶性植被結(jié)構(gòu)的一步到位造林法，或先布設(shè)先鋒群落、再混交地帶性種類的二步到位造林法，以加快森林植被的恢復(fù)進(jìn)程。

3.1.3.3 植被保護(hù)

對(duì)植被系統(tǒng)進(jìn)行人為管理，采用封山禁牧的方法，使其避免進(jìn)一步遭受破壞和繼續(xù)退化。

3.2 植被恢復(fù)區(qū)劃

植被恢復(fù)區(qū)劃是開(kāi)展林業(yè)生產(chǎn)、編制區(qū)域林業(yè)發(fā)展規(guī)劃、制訂林業(yè)生態(tài)建設(shè)與治理方案的基礎(chǔ)，是區(qū)域資源開(kāi)發(fā)與保護(hù)、改善生態(tài)環(huán)境的重要依據(jù)[5]。因此，如何從區(qū)域的自然資源與生態(tài)環(huán)境特征出發(fā)，制定符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況的保護(hù)和重建生態(tài)的策略或規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)與可持續(xù)發(fā)展，已經(jīng)成為生態(tài)環(huán)境建設(shè)的首要任務(wù)。

將石樓縣植被恢復(fù)類型區(qū)劃分四級(jí)分類系統(tǒng)[6]：黃土丘陵區(qū)植被恢復(fù)類型區(qū)、類型小區(qū)、類型組和類型。根據(jù)現(xiàn)狀劃分了2個(gè)生態(tài)建設(shè)與治理類型小區(qū)，8個(gè)類型組，16個(gè)類型[7]。見(jiàn)表1。

3.3 適地適樹(shù)與樹(shù)種選擇技術(shù)

3.3.1 適地適樹(shù)營(yíng)造穩(wěn)定林分的關(guān)鍵措施

依據(jù)植被地帶性分布規(guī)律在不同地帶建造不同人工林草植被類型;選擇地帶性植被建群種作為造林的主要樹(shù)種;模擬天然植被結(jié)構(gòu)實(shí)行喬灌草復(fù)層混交。

3.3.2 多樹(shù)種多林種配置技術(shù)

根據(jù)黃土丘陵區(qū)植被恢復(fù)區(qū)劃成果，按立地類型選擇適宜的樹(shù)種和林種，建立了穩(wěn)定的森林生態(tài)體系，提高森林的多種效益[8]。

3.4 防護(hù)林體系高效空間配置與穩(wěn)定林分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

石樓黃土丘陵半干旱地區(qū)防護(hù)林體系空間配置及穩(wěn)定林分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下。

（1）黃土源面以及平緩源邊（0°<15°）：以寬闊的源面條田、源邊寬梯田為主，是黃土丘陵區(qū)的主要農(nóng)業(yè)用地。配置以道路埂坎林帶或林網(wǎng)、片狀經(jīng)濟(jì)林、間作林、四旁植樹(shù)等為主體的農(nóng)田防護(hù)林體系。

（2）黃土緩坡（15°～25°）：多為坡耕地或窄梯田（田面寬度<10m）。防護(hù)林體系以農(nóng)林復(fù)合形式配置，采用隔坡水平梯田（坡面帶狀林）、隔坡水平溝（水平溝為林帶）等農(nóng)林復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。隔坡寬度10～15m。造林樹(shù)種可選擇蘋(píng)果、杏、梨、紅棗、核桃、花椒等經(jīng)濟(jì)樹(shù)種。

（3）黃土陡坡（25°～35°）：多為荒草地和棄耕地。配置為坡面水土保持林、林牧復(fù)合防護(hù)林。在較完整的坡面上，采用喬灌異齡復(fù)層林帶與草田相間的形式，水平溝整地，林帶寬度15～20m，林帶間距>15m。在面積較小或破碎的坡面，采用全面造林，徑流集水整地。喬木樹(shù)種造林密度應(yīng)小于1650株/hm²。

（4）黃土急坡（≥35°）：配置為水土保持林，采用人工促進(jìn)封山育林，深根性喬灌草結(jié)合異齡復(fù)層結(jié)構(gòu)，形成鑲嵌在坡面上不規(guī)則小塊狀的近自然植被景觀。

（5）侵蝕溝系：輔以工程措施，配置為封造結(jié)合而成的喬灌草防沖固溝攔沙濾水型侵蝕溝水土保持林。主溝溝底修建攔沙壩，營(yíng)造速生豐產(chǎn)林。支溝溝底修建谷坊群，采用人工促進(jìn)封溝育林育草，形成近自然植被。溝頭配合溝頭防護(hù)工程，營(yíng)造深根性固土性強(qiáng)的喬灌木樹(shù)種[9]。溝坡坡度多為大于35°的急險(xiǎn)坡面，必須全面封禁，并采用撒種深根性喬灌草種，人工促進(jìn)植被恢復(fù)[10]。

（6）造林采用2～3年生的優(yōu)質(zhì)苗木。

3.5 植被恢復(fù)不同模式造林效果分析

3.5.1 生態(tài)林與經(jīng)濟(jì)林混交模式——側(cè)柏、核桃?guī)罨旖辉炝中Ч?/p>

由表2可知，采用集流工程整地技術(shù)，局部改變了林地土壤的水肥氣熱條件，為植物生長(zhǎng)發(fā)育奠定了基礎(chǔ)。側(cè)柏、核桃混交后，幼樹(shù)期間均表現(xiàn)出了迅速生長(zhǎng)的習(xí)性。

3.5.2 生態(tài)林混交模式——側(cè)伯、刺槐帶狀混交造林效果

由表3可知，在石樓黃土丘陵半干旱地區(qū)，生態(tài)林采用徑流整地方式營(yíng)造混交林，可以大大提高苗木成活率、生長(zhǎng)量和林分的生態(tài)效益。同時(shí)不論何種混交方式，在適宜立地幼齡期林木生長(zhǎng)量與相應(yīng)的純林比較沒(méi)有顯著差異。

3.5.3 生態(tài)經(jīng)濟(jì)林混農(nóng)模式造林效果分析

由表4可知，生態(tài)經(jīng)濟(jì)林混農(nóng)模式分布在村莊附近，采用隔坡水平溝整地，立地條件和肥水管理較好，經(jīng)營(yíng)水平高，因而幼樹(shù)期間，樹(shù)體生長(zhǎng)發(fā)育迅速，成形快，結(jié)果也早。

3.5.4 生態(tài)林純林造林效果分析

由表5可知，通過(guò)隔坡水平溝整地后，不同樹(shù)種的生態(tài)林生長(zhǎng)發(fā)育不同，但均表現(xiàn)出了速生性。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）對(duì)石樓縣黃土丘陵區(qū)的植被進(jìn)行了區(qū)劃，共劃分了2個(gè)植被恢復(fù)類型小區(qū)，8個(gè)類型組，16個(gè)類型。

（2）通過(guò)多林種、多樹(shù)種、喬灌草相結(jié)合等措施的試驗(yàn)，提出了在半干旱黃土丘陵區(qū)營(yíng)建穩(wěn)定的森林生態(tài)系統(tǒng)途徑（包括植被恢復(fù)、重建和保護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)措施，多樹(shù)種多林種配置技術(shù)，林分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法與空間配置關(guān)鍵技術(shù)）。

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收稿日期：2019-10-17

作者簡(jiǎn)介：葛寒英（1963-），女，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)樯纸?jīng)營(yíng)。