干旱半干旱地區抗旱造林技術探討

李 超

(青海省江源水土保持科技開發有限公司,青海西寧 810001)

我國干旱半干旱區面積 455萬 km2,占國土總面積的47%[1]。該區域位于歐亞大陸中心地帶,遠離海洋,屬極強大陸性氣候,自然環境條件異常惡劣,冬春干冷而漫長,夏秋酷熱而短促,早晚溫差大,氣候極干燥,風大沙多。水資源極其貧乏,存在明顯的地帶性和地域性差異,地下、地表水可利用數量少,大氣降水少而集中,雨季降水一般以暴雨的形式出現,極易產生地表徑流,使大量降水流失;有效降水少,降水的有效利用率極低。這樣的氣候條件造成該地區植被稀疏,大部分地區荒漠化和水土流失嚴重,生態環境脆弱,加之多年來人為活動的干擾,使得本來就脆弱的生態系統遭到了更為嚴重的破壞,水土流失、土地退化、生物多樣性降低、生態系統結構和功能弱化等生態問題已經讓這一區域成為我國荒漠化發展最嚴重的地區。因此,對干旱半干旱地區的生態進行恢復和建設具有重大意義。

近 30年來,政府積極開展這一區域的生態恢復,植被建設取得顯著成效,探索出許多具有區域特色的恢復模式,積累了大量的造林經驗。但許多工程建設沒有遵循自然法則,片面追求人工林草的高覆蓋率、高生長量、高經濟效益,恢復模式、技術并不合理。因此,在這一缺水地區,提高造林成活率和保存率、恢復森林植被的關鍵,是要認真執行植被區劃的原則、量水種植原則、生物多樣性原則、可行性原則,靈活運用“適地適樹,適樹適地”原則,充分利用有限的水資源,同時吸收、借鑒各地區先進的抗旱造林技術。

1 立地類型的確定

土壤是植物生活的基質,是植物的一個重要生態因子。立地類型的確定是干旱區造林的首要任務,只有摸清了土壤情況才能夠進行林種的選擇、樹種的確定。干旱半干旱地區由于地形起伏差異大,鹽堿、沙化問題嚴重,所以立地類型十分復雜。陳何盾在對干旱半干旱地區的土地類型進行研究時將這一區域的土地劃分為 20個立地類型[2],見表1。

2 樹種的確定

苗木的選擇要堅持適地適樹同農業產業結構調整、農民增收致富相結合,根據立地條件和造林目的,優先選用鄉土樹種、具有開發價值的樹種和抗旱、抗逆性強的優良樹種。根據前人的造林經驗將適合于不同立地條件的樹種簡單歸納于表1中。

3 造林時間的確定

干旱半干旱地區土壤水分的季節性變化規律大致可以分為下述幾個主要階段:①土壤水分凝結累積階段(土壤凍結后到解凍前);②土壤水分大量蒸發階段(土壤解凍后到降雨前);③土壤水分大量蓄積階段(降雨集中的7、8月份);④土壤水分緩慢蒸發階段(9、10月份)[3]。干旱半干旱地區造林時間應選擇在土壤水分較多的土壤解凍時期和土壤水分緩慢蒸發時期。開春后,隨著氣溫的回升,土壤水分有一個反漿期,土壤深層的水分向上聚集,這時的土壤墑情較好,應立即搶墑造林。這一區域春季降水少、風大,所以春季造林宜早不宜遲[4]。9月份,經過雨水澆灌的土壤含水量較高,這一時期也是造林的好時期。但是在雨季播種造林要注意給幼苗留足夠的生長期,以保證幼苗能安全越冬。

4 造林密度的確定

植被恢復應確定合適的植被蓋度,要建立在當地自然環境能夠支撐的基礎上。在干旱半干旱區,水是最重要的限制因子,所以該地區的植被恢復合理蓋度應該建立在該地區水資源容量的基礎上。在干旱半干旱區通常不能維持大面積的高密度森林植被,密度過大超越了水資源的承載力,會導致林分水分平衡嚴重失調,不僅成為“小老頭林”,而且易引起嚴重的土壤干化,甚至會導致地下水位下降,從而使得植物因缺水而大片死亡[5]。該區域開展的許多大規模的林業生態恢復工程缺乏合適的植被蓋度信息,存在密度過大的問題。

許多學者多年來在降水量為 400 mm左右的黃土半干旱區的研究表明,針葉樹種 1 200～1 500株/hm2、闊葉樹種 750～ 900株/hm2、經濟樹種 500株/hm2的造林密度比較合理[6]。

表1 不同立地類型適宜樹種

5 配置模式

目前在干旱半干旱區域的生態恢復工程建設模式多種多樣,以控制水土流失為核心的模式主要有坡面恢復模式、侵蝕溝恢復模式,以恢復天然植被為核心的模式主要有梁峁頂部恢復模式,以水土保持與經濟效益同時并舉的模式主要為喬灌草多樹種生態經濟型防護林體系配置模式。生態經濟型防護林體系配置模式具有較強的適用性,易于掌握和推廣,并且兼具生態和經濟效益,因此目前應用較多,其突出特點是:山頂檸條、沙棘、山桃戴帽,山腰山杏、花椒、仁用杏纏繞,川臺地及“四旁”梨、杏、蘋果鑲嵌營造,退耕坡地山杏、山桃與紫花苜蓿隔帶立體復合栽培,水平梯田檸條、山桃、杞柳、仁用杏、接杏、花椒、黃花菜地埂保護,侵蝕溝沙棘溝沿鎖邊,檸條、沙棘、山桃護坡,刺槐、臭椿攔水保底,形成一個既有巨大的水土保持功能,能實現“土不下山,水不出溝,山清水秀”的生態目標,又能輸出優質林果產品的流域多功能生態經濟型防護林體系[7]。

6 抗旱造林方法

6.1 截干栽植

在干旱半干旱地區,對萌芽力強的樹種如刺槐、花椒、元寶楓、黃櫨、臭椿等可采用截干法,將苗木截去地上大部分枝干后栽植,這樣可以減少地上部分在成活發芽過程中的水分蒸騰,使水分養分集中在根系和近地面的 2～3個芽上,有利于苗木成活生長。截干高度:視苗木情況而定,截去地上部分的 1/3或 2/3,通常在距根頸 20～25 cm處截干,栽植時以截干處高出地面 10～15 cm為好。這種方法多應用于因意外情況造成苗木失水或苗木傷根過重時,據內蒙古林學院等單位進行的栽植試驗,把外地運來而傷根較重、冠根比率過大的小葉楊、箭桿楊進行截干造林,成活率可達 70%～80%;嚴重失水的新疆楊,采取截干與不截干進行栽植對比,結果截干栽植的成活率在 90%以上,而未截干的成活率僅 38%[8]。

6.2 高桿造林

高桿造林具有牲畜危害輕、耐沙埋、耐干旱高溫、成材快、及早起到防風沙作用的優點。高桿造林主要采用萌發力強的旱柳,也可采用楊樹。高桿一般用 3～4年生的粗壯枝干,長2.5～4 m,小頭粗 3～4 cm、大頭粗 4～6 cm。為了抗旱和提高造林成活率,在清明前10～15天砍下,將大頭浸入水中,至清明前后,天氣轉暖,再將枝干散開平放在水里全浸 25～35天,使其充分吸水,待樹皮出現白色或淺黃色凸起后,取出栽植。在流動沙地造林通常用于有適度積沙又不至埋壓過度的緩起伏沙地,或高度 3m以下的流動沙丘、背風坡腳和丘間低地。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。隨挖坑隨栽,用濕土分兩層埋,再用锨把搗實。為防止沙埋后再出現風蝕,每隔 10多 m再栽 2行沙柳灌木帶,以提高固沙作用。

牧區造林成活和保存的關鍵是解決牲畜危害問題,高桿形成的樹冠羊啃不著,而且旱柳高桿的樹皮比較粗糙,所以可避免牲畜啃食危害,造林后封禁 3～5年可再開放為羊的牧場。在流動沙地上,大量栽植的高桿旱柳,保存率一般在 80%～90%,生長旺盛,起到了防風固沙、保護灘地草場和減輕酷暑、嚴寒對牲畜危害的作用[9]。

6.3 沙地徑流造林和滴灌節水造林

從經濟實用的角度著手,徑流的有效利用采取下述兩種方式:能夠產生徑流的區域利用天然徑流;不能產生徑流的區域前期采用滴灌措施,促進地表結皮的形成,產生徑流后,依靠天然徑流。據對毛烏素沙地的調查,利用滴灌系統進行徑流滴灌,種植大扁杏、無刺大果沙棘、樟子松等,成活率均達 90%以上。在能產生徑流的區域,利用蓄水溝、魚鱗坑收集自然徑流種植山杏、扁杏,成活率在 90%以上。在治沙中引入滴灌技術,可以節水并提高造林成活率。滴灌造林雖然一次性投入較高(6 750～12 000元/hm2),但具有節水(70%左右)、不用平沙整地(可隨沙丘起伏設置毛管)、排鹽、防鹽(濕潤范圍內的土體形成淡化空間)、造林成活率高(成活率可達 85%～90%)、減少灌溉管理用工等優點,一般 1～2年即可收回滴灌系統的全部投資[10-11]。

6.4 利用沙地濕沙層進行固沙造林

干旱半干旱沙地雖然降水稀少、蒸發強烈,但因沙土的良好透水性和保水性,普遍存在著濕沙層。利用沙地濕沙層進行固沙造林的關鍵是消除干旱年份春季地表干沙層的不良影響,確保苗木的成活。在少雪春旱的年份要保證沙丘造林成功,必須設法消除種植苗木根系深度的干沙層。可以在冬雪消融前,在沙地上按一定面積(一般為 20～30 m2)將沙地表面上的積雪掃成堆,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樹,但挖坑時必須挖透干沙層,坑內徑要求在 60 cm以上,栽植時一定要把樹坑周圍的表層濕沙填入坑內并踏實,不可將挖出的干沙填回樹坑內。據測定,春季造林時植樹坑內各沙層含水量為 4%～9%,到苗木萌芽生根期坑內各沙層含水量仍保持在 4%以上[12]。

6.5 覆膜栽植

覆膜栽植即將塑料薄膜裁成一定寬度覆蓋在造林地上。覆膜技術簡單、操作方便、成本低,可以提高土壤含水量 3～5百分點,使造林成活率、保存率都有明顯提高,雖然費用增加,但能省水、省除草和灌溉等用工,經濟效益顯著[13-14]。

6.6 根部注水栽植

根部注水栽植是在樹木根系附近用鐵釬子穿孔至根系分布深度,然后把注水管順入孔中注水,相隔一定距離再穿孔,再把注水管順入孔中注水。這種方法不僅節省水分,而且水分能夠直達根系分布層,大大提高了造林成活率和保存率,經濟并易于推廣[15]。

6.7 瓶栽法

沙漠地區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裝滿水,把苗木根系浸在瓶中,然后一起栽植在造林沙地上,苗木成活率較高。

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