樟子松在鄂爾多斯市固定沙地中的應(yīng)用

沈洪霞

（鄂爾多斯市造林總場(chǎng)，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 014300）

隨著全球氣候變化和環(huán)境惡化，沙漠化問題日益嚴(yán)重，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了巨大威脅。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，固定沙地成為保護(hù)生態(tài)環(huán)境、改善生態(tài)系統(tǒng)功能的重要途徑[1]。在沙漠地區(qū)開展固定沙地和實(shí)施人工造林已被廣泛認(rèn)可為解決沙漠化問題的關(guān)鍵措施[2]。然而，由于環(huán)境的特殊性，傳統(tǒng)的人工造林技術(shù)在沙漠地區(qū)的應(yīng)用受到許多限制。針對(duì)這一問題，本研究旨在探索一種基于有效策略的固定沙地樟子松人工造林技術(shù)，并研究其在實(shí)際應(yīng)用中的效果。樟子松作為一種耐旱、耐鹽堿、抗風(fēng)沙能力強(qiáng)的樹種，被認(rèn)為是適合在沙漠地區(qū)進(jìn)行人工造林的理想選擇。通過本研究的開展，為解決沙漠化問題、促進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持，為固定沙地樟子松人工造林技術(shù)的研究和應(yīng)用做出貢獻(xiàn)。

1 樟子松生態(tài)特性及其在固定沙地中的生長(zhǎng)條件

1.1 樟子松的生態(tài)特性

樟子松是一種廣泛分布的常綠針葉樹種[3]。通常生長(zhǎng)在溫帶和寒帶地區(qū)，能夠適應(yīng)不同的土壤類型和氣候條件。樟子松的生命周期較長(zhǎng)，并能夠承受一定的干旱和寒冷危害[4]。在張森哲等的研究中發(fā)現(xiàn)，在干旱和高溫條件下，阿爾山沙地樟子松種子發(fā)芽率最高達(dá)到了95%[5]。這表明樟子松具備適應(yīng)干燥和炎熱環(huán)境的能力，同時(shí)具有出色的抗旱能力，能夠在干旱條件下存活和生長(zhǎng)。此外，樟子松還表現(xiàn)出較高的耐鹽堿能力。馬鴻文等對(duì)樟子松種源幼苗耐鹽性的研究發(fā)現(xiàn)，樟子松在不同程度的鹽堿脅迫下仍能保持較好的生長(zhǎng)狀態(tài)，柳河種源能耐8 g·kg-1鹽脅迫，而其他種源只能耐5 g·kg-1鹽脅迫[6]。

1.2 樟子松在固定沙地中的生長(zhǎng)條件

1）土壤要求。樟子松對(duì)土壤的要求相對(duì)較低，能夠適應(yīng)貧瘠的固定沙地。在砂質(zhì)土壤中生長(zhǎng)，并且對(duì)土壤的排水性要求較高，不耐積水。2）水分供應(yīng)。水分是樟子松生長(zhǎng)的重要條件之一。固定沙地通常缺乏水資源，因此在人工造林過程中，提供適當(dāng)?shù)墓喔仁潜匾摹?）光照要求。樟子松喜歡充足的陽光照射，能夠充分利用光能進(jìn)行光合作用，并促進(jìn)生長(zhǎng)。因此，在固定沙地中進(jìn)行樟子松人工造林時(shí)，應(yīng)選擇陽光充足的地塊，以提供充足的光照條件。

綜上所述，在固定沙地中，樟子松對(duì)土壤要求較低，但需要適度的水分供應(yīng)和充足的光照條件。適當(dāng)?shù)墓喔群秃侠淼娜照諘r(shí)間可以顯著提高樟子松的生長(zhǎng)速率和成活率。因而樟子松成為固定沙地人工造林的理想選擇。

2 固定沙地樟子松人工造林技術(shù)

2.1 種苗繁殖

為了提高固定沙地樟子松人工造林的效果，繁殖技術(shù)的研究和改良是必不可少的。種苗繁殖方法包括種子繁殖、扦插繁殖和組培繁殖等[7]。其中種子繁殖是固定沙地樟子松主要的繁殖方式之一。經(jīng)過篩選和處理的種子，通過適當(dāng)?shù)牟シN季節(jié)、播種密度等因素的控制，可以獲得較高的發(fā)芽率和存活率。在Prato等的研究中，采用種子繁殖法的發(fā)芽率和存活率均為60%以上，證明種子繁殖在固定沙地樟子松人工造林具有可行性[8]。此外，通過優(yōu)化扦插條件和培養(yǎng)基配方，可以提高扦插苗的成活率和生長(zhǎng)速度[9]。組培繁殖則可以大規(guī)模生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的苗木，并縮短生長(zhǎng)周期。

2.2 植株管理與保護(hù)

2.2.1 植株配置和密度控制

固定沙地樟子松在生長(zhǎng)期對(duì)光照和空間的需求較高，因此適宜的植株間距對(duì)于樟子松的生長(zhǎng)來說影響較大[10]。有研究表明，樟子松的胸徑與造林密度呈負(fù)相關(guān)，相同樹齡時(shí)，通過設(shè)置4 種不同密度控制的樣地進(jìn)行樟子松胸徑分析，密度越大胸徑越小，造林密度為1 250～2 500 株·hm-2的差別較小，而在5 000～10 000 株·hm-2的差別則相對(duì)較大，從樟子松胸徑生長(zhǎng)的角度來看，造林密度在5 000 株·hm-2以下，株行距1 m×2 m 時(shí)最合適。通過控制植株間距和密度，可以避免過度競(jìng)爭(zhēng)，提供足夠的光照和空間資源，促進(jìn)幼苗的生長(zhǎng)和發(fā)育，減少相互之間的競(jìng)爭(zhēng)，有利于樹冠的展開和分枝的發(fā)育[11]。

2.2.2 深耕松土和改良土壤

固定沙地樟子松人工造林的成功與否很大程度上取決于土壤條件[12]。在固定沙地上，土壤通常貧瘠、排水性差且含鹽堿量較高，樟子松最適宜在半固定沙地和覆沙黃土地栽植，其次在流動(dòng)沙地上樟子松也具有較高的成活率。為了提高樟子松的栽植成活率，可以采取深耕松土和改良土壤的措施。

深耕松土是通過將沙地表層的沙土與下層的腐殖質(zhì)和肥沃土壤混合，形成適宜樟子松生長(zhǎng)的耕作土壤層[13]。經(jīng)過深耕松土處理后，土壤的肥力和保水能力得到顯著提高，有利于樟子松幼苗的生長(zhǎng)和發(fā)育。同時(shí)，通過施加有機(jī)肥料和礦質(zhì)肥料，調(diào)節(jié)土壤的酸堿度和鹽堿度，并增加土壤的肥力和保水性。也可以采用石灰降低土壤的酸性。

2.2.3 灌溉和水分管理

固定沙地的干旱、不穩(wěn)定的降水和高溫等條件對(duì)樟子松苗木的生長(zhǎng)有較大的影響。因此，灌溉和水分管理是必不可少的措施。在人工造林初期，采用滴灌或噴灌等定量供水方式，保持土壤濕潤(rùn)，并通過灌溉來補(bǔ)充樹木所需的水分。還可以通過覆蓋物來減少土壤水分蒸發(fā)和溫度波動(dòng)，提高土壤水分利用效率。

2.2.4 病蟲害防治

病蟲害會(huì)對(duì)苗木的生長(zhǎng)和成活率產(chǎn)生不良影響。通過合理的病蟲害監(jiān)測(cè)和預(yù)警，及時(shí)采取相應(yīng)的防治措施，可以有效控制病蟲害的發(fā)生和傳播。常用的方法包括生物防治、化學(xué)防治和物理防治等。

3 應(yīng)用案例與效果評(píng)估

3.1 應(yīng)用案例介紹

根據(jù)研究目的和資源條件，選擇內(nèi)蒙古鄂爾多斯市試驗(yàn)點(diǎn)作為固定沙地樟子松人工造林的區(qū)域。鄂爾多斯市位于中國(guó)北方，靠近蒙古國(guó)邊境。它的地理位置使得其面臨著典型的干旱氣候條件。該地區(qū)夏季炎熱干燥，冬季寒冷干燥。年平均降水量相對(duì)較低，大多數(shù)降水集中在夏季。該區(qū)域具有典型的沙漠環(huán)境特征，砂土中的砂粒含量較多（見表1）。由于缺乏有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分，土壤肥力較低，保水能力較差。植被以荒漠和半荒漠植被為主，總面積為186.54 hm2。是進(jìn)行相關(guān)研究和實(shí)踐的理想場(chǎng)所。

表1 研究區(qū)域裸沙林砂土土壤含量表

3.2 技術(shù)應(yīng)用的具體操作過程和方法

3.2.1 土壤改良

為了改善砂質(zhì)土壤的結(jié)構(gòu)和肥力，采取了深翻、添加適量有機(jī)肥料、灌溉等措施。深翻可以提高土壤通氣性和保水能力，有機(jī)肥料可以增加土壤肥力，而灌溉可以提供足夠的水分。

3.2.2 苗木選擇與處理

在通過苗圃篩選后，選擇了適應(yīng)沙地條件的樟子松苗木。在種植前，對(duì)苗木進(jìn)行了修剪、修整根系、處理病蟲害等預(yù)備工作，以確保苗木的健康狀況和適應(yīng)性。

3.2.3 整地和造林

對(duì)土地進(jìn)行了整平處理，確保表面平整，并清除大塊的沙丘和障礙物。按照一定的行距和株距，在事先挖好的坑穴中種植樟子松苗木，以達(dá)到合理的布局和密度。

3.2.4 管護(hù)措施

栽種后持續(xù)管理6 年，每年定期進(jìn)行灌溉、施肥、除草和病蟲害防治等管理措施，以促進(jìn)樟子松苗木的生長(zhǎng)和發(fā)育。此外，在樟子松生長(zhǎng)期間進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)并記錄成活率、樹干胸徑、砂土質(zhì)量等數(shù)據(jù)。

3.3 效果評(píng)估分析

3.3.1 生態(tài)效果評(píng)估指標(biāo)

1）植被恢復(fù)程度：通過定期監(jiān)測(cè)樟子松人工林的植被覆蓋率，評(píng)估固定沙地樟子松人工造林對(duì)沙漠生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)效果。5 年后，樟子松人工林的植被覆蓋率從栽種時(shí)的38%增加到了78%（如圖1）。

圖1 植被覆蓋率變化情況

2）土壤改良效果：測(cè)量土壤粒度參數(shù)和土壤pH值，評(píng)估樟子松人工造林對(duì)沙地土壤的改良效果。

采用烏頓-溫德華氏粒徑標(biāo)準(zhǔn)（Udden-Wentworth grdde scale），根據(jù)Krum-bein 所提出的對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)化法，將粒度的真值轉(zhuǎn)化為Φ值：

式中：d為沙粒粒徑，mm。

采用Folk-Ward 的圖解法計(jì)算平均粒徑（d0）、標(biāo)準(zhǔn)偏差（σ0）、偏度（S0）和峰態(tài)值（K0）等參數(shù)，參數(shù)計(jì)算公式如下：

式中：Φ5為累積曲線中5%處的Φ值，其余類推。

土壤粒徑分形維數(shù)不僅可以進(jìn)一步比較不同土壤的顆粒分布特征和質(zhì)地均勻程度，還可以用于反映土壤的其他特征，如土壤發(fā)生、土壤肥力等。計(jì)算公式如下：

式中：D為土壤體積分形維數(shù)；r為土壤粒徑；Ri為粒徑等級(jí)i的土壤粒徑；Rmax為土壤粒徑的極大值；v（r＜Ri）為土壤粒徑小于Ri的土壤體積分?jǐn)?shù)；vr為各粒徑等級(jí)體積分?jǐn)?shù)之和。

3.3.2 評(píng)估結(jié)果

根據(jù)分析獲得各樹齡區(qū)域的土壤粒徑情況。隨著林齡的增加，土壤平均粒徑呈增大趨勢(shì)，表示隨著林齡增長(zhǎng)，分選型不斷變差，生態(tài)系統(tǒng)更加穩(wěn)定，從而使黏粒和粉粒的含量不斷增加（表2）。

表2 研究區(qū)域土壤粒徑情況對(duì)比

同時(shí)，如圖2 所示，根據(jù)定期監(jiān)測(cè)樟子松林下土壤的pH 值數(shù)據(jù)情況，可以看出隨著樟子松樹齡的增加，其所種植區(qū)域的土壤pH 值情況趨向正常范圍內(nèi)，土壤pH 值得到了有效的改善。

圖2 樟子松人工林土壤pH 值變化情況

4 小結(jié)

固定沙地樟子松人工造林是改善沙漠化地區(qū)的生態(tài)環(huán)境和保護(hù)土壤資源的有效手段。該技術(shù)通過科學(xué)選址、種苗培育、土壤改良、灌溉管理和病蟲害防治等策略和措施，成功實(shí)施了樟子松人工造林項(xiàng)目，并取得了顯著的效果。這些措施不僅促進(jìn)了樟子松林的生長(zhǎng)和發(fā)育，還減少了土壤侵蝕和風(fēng)沙災(zāi)害的發(fā)生，促進(jìn)了生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)和保護(hù)?？傊?，基于有效策略的固定沙地樟子松人工造林技術(shù)研究與應(yīng)用在改善生態(tài)環(huán)境、保護(hù)土壤和促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展方面具有顯著的效果。未來的研究應(yīng)該繼續(xù)深入探索和創(chuàng)新，以進(jìn)一步提高技術(shù)的可行性和可持續(xù)性，并為類似地區(qū)的治理提供更多的科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。