黃土高原森林植被恢復技術淺析

程敏 趙曉娥 馮雨星 劉少波

（陜西省林業(yè)科學院 陜西西安 710082）

自2001年開始，陜西省林業(yè)部門在寶雞、咸陽、銅川、西安、延安等6市34縣開展了日元貸款陜西植樹造林項目，該項目截止于2012年［1-3］。10年來，該項目應用、推廣了多項抗旱造林技術，全面完成了各項目標任務，取得了顯著的經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益［4］。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于陜西省渭北高原及陜北黃土高原丘陵溝壑區(qū)，地形破碎，溝壑密度達4～6km/km2，水土流失面積在90%以上，土壤侵蝕模式1～2 萬t/km2年，是黃河中游水土流失最嚴重的地區(qū)之一。本區(qū)年降雨量450～550mm 之間，植被稀少，自然環(huán)境和生態(tài)環(huán)境惡化，是本省生態(tài)環(huán)境最脆弱的區(qū)域之一。土壤干旱是造林難以成功的關鍵因子，加之多年來該地區(qū)造林科技含量較低，導致造林成活率低、保存率低，嚴重地制約了該區(qū)生態(tài)環(huán)境建設和經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。本研究就是通過項目的實施，研究、提出黃土高原綜合抗旱造林和植被恢復技術，為黃土高原困難立地森林植被恢復與重建提供示范。

2 黃土高原森林植被恢復技術

2.1 人工抗旱造林技術

2.1.1 抗旱種苗的選擇技術

（1）選擇和使用大田壟床容器苗。大田壟床容器育苗技術主要指的是在育苗作業(yè)區(qū)附近選擇育苗基地，在室外自然條件下，以傳統(tǒng)的容器育苗技術為基礎展開培育樹苗。這種育苗技術與傳統(tǒng)的塑料溫室容器育苗技術、小拱棚容器育苗技術相比，存在樹苗高度低、地莖粗、木質化程度高、根須發(fā)達及樹木對荒山立地適應性高等優(yōu)點。根據(jù)2002 年吳起縣的油松容器育苗技術分析，其育苗技術結果如表1和表2所示。

由表1和表2的對比結果可以看出，采用大田壟床容器苗造林平均成活率較對照組提高4.8%～6.4%，陰坡的平均優(yōu)勢更高，甚至達到了9.1%。這種育苗技術在應用中，秋季比春季高8.5%，可見在黃土高原地區(qū)抗旱造林工程中采用大田壟床容器育苗技術有著突出的效果，是一項值得研究和推廣的現(xiàn)代化育苗措施。

表1 油松不同方法容器育苗苗木生長狀況對比

表2 不同類型油松容器苗造林對比試驗

（2）最佳苗木規(guī)格的選擇技術。眾所周知，黃土高原地區(qū)本身存在土壤貧瘠、干旱問題突出、自然條件差、水土流失嚴重的特點，在植樹造林工程中，需要采取規(guī)格高、耐干旱、抗自然干擾能力強、成活率高的樹種。通過多年的工作實踐表明，在黃土高原地區(qū)植樹造林工程中，油松在3 年之內、苗木高度在25cm、地徑為0.5cm時，采用容器育苗技術最為合適；側柏3年生，苗高40cm，地徑0.6cm以上的容器苗最為合適。通過這種育苗方式，能夠提高造林成活率，增強苗木適應性。

2.1.2 針葉樹容器苗抗旱造林技術

（1）起苗的最佳時間。造林前，要對苗床進行一次灌水，經(jīng)過幾天后起苗最為合適，這是關鍵所在。經(jīng)過對油松容器苗起苗時間的試驗對比：油松灌水后1～2d，容器苗內土壤含水率太高，在運輸過程中，通過擠壓容易造成容器內土壤結構變化，形成泥漿狀態(tài)，失水后易板結，不利于苗木生長；灌水3～4d后，容器內含水率保持在19.5%～21.7%之間，無散土現(xiàn)象，造林成活率和生長量都高，最適合起苗造林；5～6d 開始有散土現(xiàn)象，雖對生長量影響不大，但成活率降低較大。所以，在容器苗起苗前3～4d灌水，造林成活率最高。

（2）苗木運輸過程中的保護措施。為了保證樹木成活率，降低因運輸造成的樹木凋亡，在容器苗運輸時，采用塑料袋包裝運輸措施，根部采用塑料紙牢牢綁扎好，避免運輸過程中因車輛顛簸造成容器土松散，進而傷害到植物根系。

（3）栽植的關鍵技術。在具體植樹造林時，先將容器苗放置在樹穴中，然后輕輕用手擠壓，通過擠壓力，使得土壤中的營養(yǎng)土緊縮，然后逐漸抽出容器袋，并且用自然土將樹木掩埋密實。在栽植時，需要注意以下內容。第一，不能連同容器袋一起栽植，這樣容易造成盤根，影響根系從土壤中吸收水分和營養(yǎng)，最后導致死亡。第二，栽植時，要注意防止容器營養(yǎng)土散開，損傷根系，失去容器苗造林的作用。第三，保護好針葉容器苗頂梢，如果在造林時發(fā)現(xiàn)樹木頂端樹梢出現(xiàn)折斷的現(xiàn)象，則需要及時修剪，避免影響到主干樹形。

2.1.3 魚鱗坑整地造林技術

由于黃土高原地區(qū)本身存在水土流失嚴重的現(xiàn)象，在造林工程中，需要注意因造林引起新的水土流失問題的發(fā)生，可采用魚鱗坑整地造林技術［5］。在具體造林時，對于坡度小于25°的地區(qū)，采用100cm×80cm魚鱗坑；大于25°的坡面，則采取80cm×60cm 的魚鱗坑；大于30°的坡面，采用60cm×40cm 的魚鱗坑。在造林時，為了更好地收集地表徑流，減少因地表徑流帶來的水土流失，魚鱗坑按照三角形的方式進行配置。

經(jīng)過實驗對比，坑穴長寬大規(guī)格中的樹木成長率、成活率都要高于中、小規(guī)格的魚鱗坑造林。在植樹造林工程中，較大規(guī)格的魚鱗坑整地技術在應用中不僅能提高植樹造林效率，還能提高樹木成活率，是當前項目中最佳、最有效、成本最低的造林方式之一，其應用改變了傳統(tǒng)三光一硬的造林模式，提高了樹木成活率。通過幾年的工作實踐證明，魚鱗坑整地造林技術應用效果良好，無論是退耕還林工程、三北防護林，還是天保工程，都得到了大面積應用。

2.1.4 截干覆土(封頂)抗旱造林技術

在黃土高原地區(qū)一些特殊的地帶，上述的造林技術在應用中都存在一定的限制和影響，此時，截干覆土（封頂）抗旱造林技術則顯得效果比較突出。按照造林季節(jié)，可將這種技術分為秋季針葉林造林技術、闊葉樹苗截干覆土與春季闊葉林截干覆土封頂造林技術兩種。

在造林工程中，由于秋季之后苗木的生理活動變得十分緩慢，此時，苗木吸收土壤水分的能力非常差，而苗木本身因空氣干燥引起的水分蒸發(fā)速度加快，造成苗木體內水分快速損失。另外，受到黃土高原干旱、半干旱氣候與土壤干旱雙重作用的影響，往往導致造林苗木生理干旱，體內水分迅速下降，導致不少樹苗在造林完成之后不久便出現(xiàn)了脫水死亡的現(xiàn)象。為了更好地避免這些問題的發(fā)生，在針葉林樹苗造林時，先將樹苗埋置到土壤之中，對萌生能力比較強的闊葉林，則在起苗之前將距離地面15～20cm 處截斷干部，只采用根部在山上進行造林，在造林之后，將苗木全部埋入土里，等到來年春季氣溫回升之后，將苗木從土壤中挖出來，此時，這些落葉林樹木的生理活動剛剛開始，根系與土壤已經(jīng)完全接觸緊密，能夠吸收土壤中的水分，保持自身的水分平衡，進而提升存活率。

在黃土高原地區(qū)栽種的闊葉林主要有刺槐、山杏、山桃、檸條等。秸稈封頂造林技術主要是對樹苗主干進行截干之后，將截干處用塑料紙進行綁扎，避免苗木體內的水分蒸發(fā)和流失。在本項目中，使用地膜654t，從實際造林結果看，在干旱及多風、嚴寒條件下，無論針葉林還是闊葉林樹種，都能夠通過截干、覆土、封頂技術進行種植，能有效保證苗木水分平衡，提高樹木成活率。

2.1.5 浸水和蘸泥漿（生根粉、保水劑）抗旱造林技術

對裸根苗進行了造林前浸水（加磷肥）和蘸泥漿、生根粉、保水劑處理，這是前人總結的經(jīng)驗，在造林過程中進行推廣應用，采用保水劑102t、生根粉110kg，取得了較好的效果，大幅度提高了造林成活率。在具體造林工程中，為了充分發(fā)揮浸水和蘸泥漿造林技術指標，采用水土保持間距水源涵養(yǎng)的造林舉措，在陽坡、半陽坡及部分陰坡地帶進行造林，特別是對于土壤為褐土、砂性土的區(qū)域，由于區(qū)域土壤瘠薄、坡度大，導致水土流失問題比較嚴重，因此，可采用林草混交型造林體系，樹種以油松、側柏、臭椿為主，灌木以沙棘、小葉石積木為主，采用1∶1 的比例進行種植，草地則以苜蓿、紫苜蓿等為主。

2.2 封山育林綜合技術

在渭北高原和黃土高原南緣人跡罕至的地方，可以實施封山育林，依靠自然力量，輔以人工措施，促進植被正向演替。

技術要點：選擇宜封育區(qū)+確定封育方式（全封或半封）+制定封育措施+設置封育標志+建封育設施+天然更新+人工促進更新（補植或補撒目的樹種）+防火防病蟲害［7］。

堅持“以封為主，封育結合”“因地制宜，分類封育”，以及強化管護設施建設的原則。

根據(jù)立地條件和封育目的，分別劃分為喬木型、喬灌型和灌木型進行封育。在邊遠山區(qū)、水庫上游、水土流失嚴重及恢復植被較困難的地方，實行全封；對有一定目的樹種、生長良好、林木覆蓋度較大的地方，采取半封方式。

封育年限：喬木型為8～10 年；喬灌型為6～8 年；灌木型4～6年。

封育措施為設置圍欄、設置標志。育林措施包括人工促進天然更新、人工補植、平茬復壯或播撒目的樹種等。要加強防火和防治病蟲害、鼠害等技術措施。

經(jīng)過10年的封育，項目封育區(qū)的林地狀況發(fā)生了很大變化。據(jù)2010 年調查，有林地面積由封育前的5295 畝大幅度增加到74475 畝，疏林地由封育前的47700 畝減少到18300 畝，灌木林地由封育前的50715畝減少到10935畝。這有效地促進了封護區(qū)目的樹種恢復生機，植被加速正向演替。

2.3 飛播造林驅鼠劑拌種技術

在黃土高原南緣的坡度較大、立地條件相對較差、降雨量相對較高的地方，實施飛播造林，主要樹種為耐旱耐瘠薄的油松、側柏、漆樹。

技術要點：飛播時間確定+GPS 導航+鳥鼠忌避劑拌種（0.5kg藥拌150kg種子）+地面處理（破土）+樹種。

選擇創(chuàng)新和改進點：利用GPS技術導航，避免漏播和重播，提高飛行安全；采用鳥鼠忌避劑拌種，減少鳥鼠兔吞食種子，提高種子存有率；采取地面處理措施，提高地面落種率

本項目使用了超30t 多效抗旱驅鼠劑，拌種以后，使每粒種子表面包上一層藥衣，明顯減少了種子的損失，提高了種子保存率和成苗率，尤其是在干旱年份，效果特別顯著。同時，還采取“飛、封、補、管”相結合，切實做到“一分飛，九分管”。據(jù)2010 年檢查，面積核實率、面積合格率均達到100%。

3 森林管護機制分析

3.1 建立健全行業(yè)管理制度和社會監(jiān)督體系

通過建立森林保護行動網(wǎng)站，錄入全省“天保工程”各類林業(yè)管理現(xiàn)狀、經(jīng)營方向、管理措施、定期維護目標，并且定期錄入到網(wǎng)站相應的分欄中，供其他工作人員檢查和核實。另外，網(wǎng)站要向社會全面公布，同時，上級主管部門定期組織林業(yè)技術人員進行培訓，并對培訓結果定期進行考核，鼓勵和獎勵全社會公民通過各種途徑參與到監(jiān)督林業(yè)工程之中，對工作人員的工作流程進行全方位、全過程監(jiān)督。

3.2 落實生態(tài)公益林補償制度

生態(tài)公益林建設最為重點的內容是如何實現(xiàn)生態(tài)上游或者源頭生態(tài)區(qū)域管控。根據(jù)當前相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，黃土高原近80%的林地都被納入到公益林項目中，這些公益林主要集中在山區(qū)，區(qū)域居民存在經(jīng)濟、文化及林業(yè)認識水平相對落后的現(xiàn)象，對天然林的消耗比較嚴重。因此，在實施森林管護機制時，要盡可能地停止一切天然林采伐，對過去長期存在消耗林分為主的經(jīng)濟發(fā)展模式進行優(yōu)化和創(chuàng)新，采用全新的經(jīng)濟發(fā)展體系，保障區(qū)域居民利益的同時，構建科學、系統(tǒng)的工作機制和規(guī)范，避免區(qū)域矛盾的激化，確保當?shù)亟?jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。另外，大面積公益林保護和恢復制度的實施需要一定的資金投入，為此，在具體制度構建時，要建立科學的生態(tài)公益林補償制度，爭取生態(tài)明顯受益區(qū)域的生態(tài)資金能夠補償投資較大的區(qū)域，為區(qū)域森林恢復奠定有力的資金保障。

3.3 不同的森林采取不同的管護措施

為了更好地提高黃土高原森林植被恢復效率，在森林管護工作中，將林地根據(jù)樹木種類和林業(yè)生長情況劃分為公益林和商品林。公益林區(qū)又分為禁止采伐區(qū)和限伐區(qū)。

對于禁止采伐區(qū)，要采取重點保護和監(jiān)管措施；限伐區(qū)則主要以生態(tài)保護為主。然后對不同經(jīng)營區(qū)域采取有針對、有目的的管護措施。公益林由專業(yè)管理人員組成管護團隊，以政府部門為主導進行管理，將整個區(qū)域的管護工作納入到社會公益事業(yè)中，實行經(jīng)費事業(yè)化、人員編制化管控，這個區(qū)域禁止一切可能導致森林內部生物及樹木死亡的活動出現(xiàn)，同時，定期對區(qū)域進行封山育林、病蟲害處理。在進行制備培育時，根據(jù)所在區(qū)域的立地條件，盡可能地選擇覆蓋地表的植被，采取喬木、灌木和草地結合的營林方式。

對限伐區(qū)，則采用民管競爭制，通過將林區(qū)按照樹木或者面積劃分及承包給個體戶進行經(jīng)營管護。這個區(qū)域關乎的主要是以社會經(jīng)濟效益為主的內容，讓承包人員和單位明確森林植被恢復的權利和義務，并且在接受監(jiān)督和管理的基礎上優(yōu)化樹木、樹種結構，采取科學的方式，優(yōu)化林區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)，適量種植林下資源和林副產(chǎn)品，如建立生態(tài)旅游區(qū)、林下藥材、林業(yè)果實經(jīng)濟產(chǎn)品等。在該地區(qū)通過種植喬木為主的生態(tài)林，并且將喬木、灌木和草有機結合在一起，在經(jīng)營管理中，不僅保證了樹木成活率，還保證了樹木成長質量，通過建立重點經(jīng)營管護區(qū)的方式，由企業(yè)對商品林進行管理，達到提高林業(yè)種植效益的目的。

4 實施效果

項目區(qū)許多縣對土質脊薄、巖石裸露、石渣土、干旱陽坡等幾十年來造林不見林的“硬骨頭”采取了多項疊加技術措施以后，一次造林成功，且造林成活率達到90%以上，使多年的荒山禿嶺變成綠茵茵的青山，受到當?shù)卣腿罕姷母叨荣澷p，為林業(yè)行業(yè)贏得榮譽。中國工程院院士王濤考察禮泉等縣山川秀美工程時對禮泉昭陵荒山的綠化經(jīng)驗和做法給予高度評價。

據(jù)2010年省林業(yè)調查規(guī)劃院調查，由于項目采取了人工抗旱造林技術、封山育林和飛播造林3種造林方式，小流域連片治理，加大了科技投入和適用技術推廣，使項目造林保存率達到99.93%，一個項目就提高項目區(qū)森林覆蓋率2.8%，迅速恢復了該地區(qū)的森林植被，為陜西省黃土高原生態(tài)建設發(fā)揮了積極的示范帶動作用。

5 結語

在黃土高原造林森林植被恢復中，采取人工抗旱造林、封山育林和飛播造林3種造林方式，可以將所有宜林荒山全面地依次綠化，產(chǎn)生良好的疊加綠化效應，發(fā)揮顯著的經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益。建議緊密結合各地自然條件，因地制宜，加大科技投入和適用技術推廣，合理規(guī)劃3種森林植被恢復方式，集中連片綜合治理，做好林木管護，以迅速恢復黃土高原森林植被。