干旱半干旱地区抗旱造林技术探讨

李 超

(青海省江源水土保持科技开发有限公司,青海西宁 810001)

我国干旱半干旱区面积 455万 km2,占国土总面积的47%[1]。该区域位于欧亚大陆中心地带,远离海洋,属极强大陆性气候,自然环境条件异常恶劣,冬春干冷而漫长,夏秋酷热而短促,早晚温差大,气候极干燥,风大沙多。水资源极其贫乏,存在明显的地带性和地域性差异,地下、地表水可利用数量少,大气降水少而集中,雨季降水一般以暴雨的形式出现,极易产生地表径流,使大量降水流失;有效降水少,降水的有效利用率极低。这样的气候条件造成该地区植被稀疏,大部分地区荒漠化和水土流失严重,生态环境脆弱,加之多年来人为活动的干扰,使得本来就脆弱的生态系统遭到了更为严重的破坏,水土流失、土地退化、生物多样性降低、生态系统结构和功能弱化等生态问题已经让这一区域成为我国荒漠化发展最严重的地区。因此,对干旱半干旱地区的生态进行恢复和建设具有重大意义。

近 30年来,政府积极开展这一区域的生态恢复,植被建设取得显著成效,探索出许多具有区域特色的恢复模式,积累了大量的造林经验。但许多工程建设没有遵循自然法则,片面追求人工林草的高覆盖率、高生长量、高经济效益,恢复模式、技术并不合理。因此,在这一缺水地区,提高造林成活率和保存率、恢复森林植被的关键,是要认真执行植被区划的原则、量水种植原则、生物多样性原则、可行性原则,灵活运用“适地适树,适树适地”原则,充分利用有限的水资源,同时吸收、借鉴各地区先进的抗旱造林技术。

1 立地类型的确定

土壤是植物生活的基质,是植物的一个重要生态因子。立地类型的确定是干旱区造林的首要任务,只有摸清了土壤情况才能够进行林种的选择、树种的确定。干旱半干旱地区由于地形起伏差异大,盐碱、沙化问题严重,所以立地类型十分复杂。陈何盾在对干旱半干旱地区的土地类型进行研究时将这一区域的土地划分为 20个立地类型[2],见表1。

2 树种的确定

苗木的选择要坚持适地适树同农业产业结构调整、农民增收致富相结合,根据立地条件和造林目的,优先选用乡土树种、具有开发价值的树种和抗旱、抗逆性强的优良树种。根据前人的造林经验将适合于不同立地条件的树种简单归纳于表1中。

3 造林时间的确定

干旱半干旱地区土壤水分的季节性变化规律大致可以分为下述几个主要阶段:①土壤水分凝结累积阶段(土壤冻结后到解冻前);②土壤水分大量蒸发阶段(土壤解冻后到降雨前);③土壤水分大量蓄积阶段(降雨集中的7、8月份);④土壤水分缓慢蒸发阶段(9、10月份)[3]。干旱半干旱地区造林时间应选择在土壤水分较多的土壤解冻时期和土壤水分缓慢蒸发时期。开春后,随着气温的回升,土壤水分有一个反浆期,土壤深层的水分向上聚集,这时的土壤墒情较好,应立即抢墒造林。这一区域春季降水少、风大,所以春季造林宜早不宜迟[4]。9月份,经过雨水浇灌的土壤含水量较高,这一时期也是造林的好时期。但是在雨季播种造林要注意给幼苗留足够的生长期,以保证幼苗能安全越冬。

4 造林密度的确定

植被恢复应确定合适的植被盖度,要建立在当地自然环境能够支撑的基础上。在干旱半干旱区,水是最重要的限制因子,所以该地区的植被恢复合理盖度应该建立在该地区水资源容量的基础上。在干旱半干旱区通常不能维持大面积的高密度森林植被,密度过大超越了水资源的承载力,会导致林分水分平衡严重失调,不仅成为“小老头林”,而且易引起严重的土壤干化,甚至会导致地下水位下降,从而使得植物因缺水而大片死亡[5]。该区域开展的许多大规模的林业生态恢复工程缺乏合适的植被盖度信息,存在密度过大的问题。

许多学者多年来在降水量为 400 mm左右的黄土半干旱区的研究表明,针叶树种 1 200～1 500株/hm2、阔叶树种 750～ 900株/hm2、经济树种 500株/hm2的造林密度比较合理[6]。

表1 不同立地类型适宜树种

5 配置模式

目前在干旱半干旱区域的生态恢复工程建设模式多种多样,以控制水土流失为核心的模式主要有坡面恢复模式、侵蚀沟恢复模式,以恢复天然植被为核心的模式主要有梁峁顶部恢复模式,以水土保持与经济效益同时并举的模式主要为乔灌草多树种生态经济型防护林体系配置模式。生态经济型防护林体系配置模式具有较强的适用性,易于掌握和推广,并且兼具生态和经济效益,因此目前应用较多,其突出特点是:山顶柠条、沙棘、山桃戴帽,山腰山杏、花椒、仁用杏缠绕,川台地及“四旁”梨、杏、苹果镶嵌营造,退耕坡地山杏、山桃与紫花苜蓿隔带立体复合栽培,水平梯田柠条、山桃、杞柳、仁用杏、接杏、花椒、黄花菜地埂保护,侵蚀沟沙棘沟沿锁边,柠条、沙棘、山桃护坡,刺槐、臭椿拦水保底,形成一个既有巨大的水土保持功能,能实现“土不下山,水不出沟,山清水秀”的生态目标,又能输出优质林果产品的流域多功能生态经济型防护林体系[7]。

6 抗旱造林方法

6.1 截干栽植

在干旱半干旱地区,对萌芽力强的树种如刺槐、花椒、元宝枫、黄栌、臭椿等可采用截干法,将苗木截去地上大部分枝干后栽植,这样可以减少地上部分在成活发芽过程中的水分蒸腾,使水分养分集中在根系和近地面的 2～3个芽上,有利于苗木成活生长。截干高度:视苗木情况而定,截去地上部分的 1/3或 2/3,通常在距根颈 20～25 cm处截干,栽植时以截干处高出地面 10～15 cm为好。这种方法多应用于因意外情况造成苗木失水或苗木伤根过重时,据内蒙古林学院等单位进行的栽植试验,把外地运来而伤根较重、冠根比率过大的小叶杨、箭杆杨进行截干造林,成活率可达 70%～80%;严重失水的新疆杨,采取截干与不截干进行栽植对比,结果截干栽植的成活率在 90%以上,而未截干的成活率仅 38%[8]。

6.2 高杆造林

高杆造林具有牲畜危害轻、耐沙埋、耐干旱高温、成材快、及早起到防风沙作用的优点。高杆造林主要采用萌发力强的旱柳,也可采用杨树。高杆一般用 3～4年生的粗壮枝干,长2.5～4 m,小头粗 3～4 cm、大头粗 4～6 cm。为了抗旱和提高造林成活率,在清明前10～15天砍下,将大头浸入水中,至清明前后,天气转暖,再将枝干散开平放在水里全浸 25～35天,使其充分吸水,待树皮出现白色或浅黄色凸起后,取出栽植。在流动沙地造林通常用于有适度积沙又不至埋压过度的缓起伏沙地,或高度 3m以下的流动沙丘、背风坡脚和丘间低地。地下水埋深不到 2 m的沙地,深栽 0.8～1 m;地下水埋深大于 2 m的沙地,深栽 1～1.2 m。随挖坑随栽,用湿土分两层埋,再用锨把捣实。为防止沙埋后再出现风蚀,每隔 10多 m再栽 2行沙柳灌木带,以提高固沙作用。

牧区造林成活和保存的关键是解决牲畜危害问题,高杆形成的树冠羊啃不着,而且旱柳高杆的树皮比较粗糙,所以可避免牲畜啃食危害,造林后封禁 3～5年可再开放为羊的牧场。在流动沙地上,大量栽植的高杆旱柳,保存率一般在 80%～90%,生长旺盛,起到了防风固沙、保护滩地草场和减轻酷暑、严寒对牲畜危害的作用[9]。

6.3 沙地径流造林和滴灌节水造林

从经济实用的角度着手,径流的有效利用采取下述两种方式:能够产生径流的区域利用天然径流;不能产生径流的区域前期采用滴灌措施,促进地表结皮的形成,产生径流后,依靠天然径流。据对毛乌素沙地的调查,利用滴灌系统进行径流滴灌,种植大扁杏、无刺大果沙棘、樟子松等,成活率均达 90%以上。在能产生径流的区域,利用蓄水沟、鱼鳞坑收集自然径流种植山杏、扁杏,成活率在 90%以上。在治沙中引入滴灌技术,可以节水并提高造林成活率。滴灌造林虽然一次性投入较高(6 750～12 000元/hm2),但具有节水(70%左右)、不用平沙整地(可随沙丘起伏设置毛管)、排盐、防盐(湿润范围内的土体形成淡化空间)、造林成活率高(成活率可达 85%～90%)、减少灌溉管理用工等优点,一般 1～2年即可收回滴灌系统的全部投资[10-11]。

6.4 利用沙地湿沙层进行固沙造林

干旱半干旱沙地虽然降水稀少、蒸发强烈,但因沙土的良好透水性和保水性,普遍存在着湿沙层。利用沙地湿沙层进行固沙造林的关键是消除干旱年份春季地表干沙层的不良影响,确保苗木的成活。在少雪春旱的年份要保证沙丘造林成功,必须设法消除种植苗木根系深度的干沙层。可以在冬雪消融前,在沙地上按一定面积(一般为 20～30 m2)将沙地表面上的积雪扫成堆,待雪堆全部消融后立即造林;或者在冬雪全部消融后立即挖坑植树,但挖坑时必须挖透干沙层,坑内径要求在 60 cm以上,栽植时一定要把树坑周围的表层湿沙填入坑内并踏实,不可将挖出的干沙填回树坑内。据测定,春季造林时植树坑内各沙层含水量为 4%～9%,到苗木萌芽生根期坑内各沙层含水量仍保持在 4%以上[12]。

6.5 覆膜栽植

覆膜栽植即将塑料薄膜裁成一定宽度覆盖在造林地上。覆膜技术简单、操作方便、成本低,可以提高土壤含水量 3～5百分点,使造林成活率、保存率都有明显提高,虽然费用增加,但能省水、省除草和灌溉等用工,经济效益显著[13-14]。

6.6 根部注水栽植

根部注水栽植是在树木根系附近用铁钎子穿孔至根系分布深度,然后把注水管顺入孔中注水,相隔一定距离再穿孔,再把注水管顺入孔中注水。这种方法不仅节省水分,而且水分能够直达根系分布层,大大提高了造林成活率和保存率,经济并易于推广[15]。

6.7 瓶栽法

沙漠地区造林也可采用瓶栽法,即利用竹桶、可降解塑料瓶等易分解的容器装满水,把苗木根系浸在瓶中,然后一起栽植在造林沙地上,苗木成活率较高。

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