馮 德,馬增旺,劉朝華,王學勇
(1.張家口市國有林場管理處,河北 張家口 075000;2.河北省林業科學研究院,河北 石家莊 050061;3.河北省洪崖山國有林場管理局,河北 易縣 074100)
壩上地區是河北省沙漠化最嚴重的地區,也是河北省沙漠化最重、最難治理的地區,近年來沙漠化發展速度很快。該區包括張家口市壩上的尚義、康保、沽源、張北4縣和承德市圍場、豐寧兩縣的壩上部分,現有沙漠化土地114萬hm2,占壩上土地總面積的49.1%。
(1)自然條件惡劣,氣象災害頻繁。惡劣的自然氣候條件是造成該區造林困難的主要因素。壩上高原具有西北風大,低溫酷寒,少雨干旱,無霜期短等氣候特點,干旱、冰雹、風災、凍害等氣象災害居全省之冠。壩上年均氣溫低于4℃,極端最低氣溫-42.9℃;年降水量325~456mm,年蒸發量1510.1mm,相對濕度63%;無霜期70~110d;冬春干旱多風,且盛行西北風,80%受蒙古高壓和西伯利亞氣流控制,年大風日數多達45~70d,最大風速達31m/s,風蝕模數高達2500~3000t/a.km2。年沙塵暴日數3.3d,最高11d。
(2)土層含有鈣積層,根系難以穿透。壩上高原因干旱、冷涼、多風與草原植被的生境環境,所以在其成土因素下發育的栗鈣土即成為壩上的優勢土類。據調查,壩上高原栗鈣土面積共計127.7萬hm2,由于栗鈣土中分布有薄厚不一的鈣積層,pH值達到8.0~8.5,土體反應由弱堿性至堿性,因此又稱“白干土”。由于鈣積層非常堅硬,且多分布在根系分布層,一般的樹種根系都難以穿過鈣積層從而保證正常成活和生長,因此,對造林的影響很大。鈣積層的分布深淺不一,但尤以分布在土層20~40cm深度范圍內的鈣積層居多,對造林的影響也最大。
(3)地下水位低,土壤水分不足。近年來,壩上地區的地下水位明顯下降,湖淖干涸。據了解,從2001~2003年間,張家口壩上地區的深水井每年都以10%的速度遞增。以安固里淖所在地張北縣為例,2001年這個縣有水井1609眼,2003年底增長到了1791眼,2a時間增加了近200眼。到2004年,地下水位已比1980年下降了3~5m。張家口壩上地區原有大小湖泊200多個,目前許多已經干涸。2004年冬天,擁有約7000hm2水域面積的安固里淖也徹底消失。地下水位的下降不僅給造林工作帶來了巨大困難,甚至對已營造的森林產生了巨大影響,據調查,一些營造了幾十年的楊樹目前正在面臨枯死,顯著降低了造林成效。
(1)樹種選擇不夠合理。從以往的造林效果來看,壩上沙地的植被恢復還存在著樹種選擇和恢復模式方面的問題,缺乏生態學依據。其中,張家口壩上原生植被為干草原類型,因此,植被恢復應以恢復草場為主,配置以適宜的灌木和喬木作為防護林。承德壩上原生植被為草甸草原和森林草原,植被恢復時可以適當增加喬木林比例。目前來看,壩上沙地的植被恢復重視造林多,對草場的恢復相對較少;在樹種應用上,用材型、速生型的喬木樹種多,耐干旱瘠薄、生態效益強、兼有經濟效益的灌木樹種少;單一樹種造林多,針闊混交、喬灌混交造林少。
(2)造林成活率低。壩上地區造林難度大、效果差。惡劣的自然條件很容易導致造林失敗。因此,造林成活率比其它地區普遍低很多,有的年份、有的區域造林成活率甚至不足30%。造成了巨大的資金、人力和時間的浪費。
(3)林木生長不良。壩上地理位置和氣候條件特殊,林木生長季節短,僅為70~110d,且易遭受寒害、旱災、風害、日灼等災害,生長期短,所以,林木大多生長緩慢、健康程度低。
3.1.1 選擇適宜的植被恢復模式
壩上地區從60年代開始大規模造林,但植被恢復難度一直很大。其原因之一就是沒有遵循植被恢復學的科學規律,樹種及配置模式選擇應用不當,沒有真正做到適地適樹。為了做到適地適樹,對研究區必須進行立地條件類型劃分,這是治沙造林成敗的關鍵所在。在劃分立地類型時,要遵守兩個原則,即科學性和實用性。多年來的生產實踐和科學研究表明:壩上高原造林的主要限制因素是水分狀況,在同一森林植物地帶內,地形因素和土壤類型直接影響水熱狀況的變化,反映出影響林木生長的主導因素。因此,以局部地形特征來劃分立地類型組,以地形部位、坡向或土壤的差異參考植被特征為依據確定立地類型,基本上能反映出不同立地類型間宜林性質的差異。選擇抗干旱、耐瘠薄、耐風蝕,根系穿透能力強的沙區適應植物,同時還要兼顧樹種的經濟效益,重點推廣應用樟子松、榆樹、落葉松、云杉、沙棘、檸條、枸杞等耐旱喬木和灌木,同時為解決牧區生態、飼料、燃料問題服務。
3.1.2 選擇能夠穿透鈣積層的樹種
針對壩上高原的自然氣候特點、土壤條件,按照“適地適樹”和鄉土樹種優先的原則,選擇在白干土上根系穿透能力強、成活率高、生長表現好的樹種。從目前看,在壩上高原白干土上造林,應選擇白榆、檸條、山杏等耐寒、耐旱、耐瘠薄、能穿透鈣積層的樹種。
3.1.3 強調草灌喬的合理配置
依據壩上的自然植被特點,根據壩上植被退化現狀,采取近自然的方式,以恢復草原植被類型為主,配置以草牧場防護林、防風固沙林、補充飼料林為輔的綜合防護林體系,保護草場和農田。注重草、灌、喬的合理搭配。
通過整地可以為栽植苗木創造適宜成活和生長的微生境,從而解決好困難立地造林問題,提高造林成活率。壩上高原以沙地為主,地勢也較為平坦,多為草原或地勢起伏不大的漫甸,整地相對容易。整地的難點在于破除分布深度不一的鈣積層。白干土造林,應深翻整地,打破白干土層,采取開溝和大穴破碎鈣積層整地技術,將破除土壤鈣積層與蓄水保墑、防止植被破壞相結合,可提高成活率避免形成小老樹,保證根系正常生長和苗木成活。通過機械整地技術破除白干層,進行植苗造林或者直播造林,既能解決勞力不足、成本高的問題,還能提高整地的效率。
配套研究應用壩上沙地造林技術,采用沙地深栽造林技術提高造林成活率,采用容器微灌技術節約生態用水,采用幼樹保護網套保護新植幼樹,采用埋土防寒技術提高幼樹的抗寒能力,解決造林各環節遇到的干旱、寒冷、低溫、風害等難題,避免由于某個環節處理不當導致的造林失敗問題,從整體上把握好造林工作,從而提高苗木的成活率和保存率。
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