石羊河流域干旱荒漠區(qū)退化林分修復(fù)技術(shù)研究

顧興軍 方清 王曉雪 占曉玲 魏林生

摘要 石羊河流域干旱荒漠區(qū)林分退化較為嚴(yán)重，退化林地存在重新沙漠化的可能，治理難度增加，對(duì)民勤綠洲的生存與發(fā)展產(chǎn)生了很大的影響。造成干旱荒漠區(qū)林分退化的因素有很多，而最為顯著的是人為因素和自然因素。通過觀測(cè)退化林分不同地類利用不同修復(fù)方式的修復(fù)成效，探索出適合石羊河流域干旱荒漠地區(qū)完整高效的退化林分修復(fù)方式，為后期的進(jìn)一步研究奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 石羊河流域;干旱荒漠區(qū);補(bǔ)植補(bǔ)造;平茬復(fù)壯;補(bǔ)造點(diǎn)播

中圖分類號(hào)：X171 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2021）09–0091–02

石羊河林業(yè)總場(chǎng)是甘肅省最大的治沙造林林場(chǎng)，處于石羊河流域中下游風(fēng)沙地帶，主要負(fù)責(zé)國(guó)家“三北防護(hù)林”工程建設(shè)任務(wù)和武威北部風(fēng)沙治理工作。自建場(chǎng)以來，在干旱缺水（民勤縣年降水量為113.2 mm）和風(fēng)沙侵襲的自然條件下，攻堅(jiān)克難，加強(qiáng)對(duì)梭梭、毛條、沙拐棗等優(yōu)良固沙造林樹種的利用，很大程度上保護(hù)了民勤綠洲。但20世紀(jì)70年代后期～80年代后期，在干旱荒漠區(qū)生態(tài)環(huán)境演變退化的條件下，部分地段林分出現(xiàn)衰退現(xiàn)象。因此，必須深入研究和探索，合理應(yīng)用石羊河流域干旱荒漠區(qū)退化林分修復(fù)技術(shù)。

1 研究區(qū)概況

項(xiàng)目區(qū)共設(shè)計(jì)修復(fù)面積20 hm2，劃分為為3個(gè)區(qū)（平茬復(fù)壯、補(bǔ)植補(bǔ)造區(qū)、補(bǔ)造點(diǎn)播區(qū)），屬于重點(diǎn)公益林，是納入補(bǔ)償?shù)膰?guó)家級(jí)公益林，優(yōu)勢(shì)樹種為梭梭，覆蓋率為30%。經(jīng)現(xiàn)地調(diào)查，平茬復(fù)壯區(qū)1 hm2保存梭梭542株，分布均勻，平均株高1.5 m;補(bǔ)植補(bǔ)造區(qū)1 hm2保存梭梭364株，分布不均勻，平均株高1.3 m;點(diǎn)播修復(fù)區(qū)1 hm2保存梭梭340株，分布不均勻，平均株高1.2 m。以上項(xiàng)目區(qū)因干旱梭梭林而已瀕臨干枯，分布不均勻，且生長(zhǎng)嚴(yán)重不足，防護(hù)功能下降，很難得到天然更新和恢復(fù)。本次計(jì)劃通過平茬復(fù)壯、補(bǔ)植補(bǔ)造、補(bǔ)造點(diǎn)播修復(fù)等方式，跟蹤調(diào)查在不同立地條件、不同修復(fù)方式下梭梭林的表現(xiàn)及生長(zhǎng)狀況（成活率、樹高、冠幅、種子發(fā)芽率、平茬復(fù)壯后的樹高及冠幅）存在的差異;總結(jié)在石羊河流域干旱荒漠地區(qū)不同地類采用不同修復(fù)方式的修復(fù)表現(xiàn)，歸納干旱荒漠地區(qū)不同地類退化林分修復(fù)技術(shù)。在具體研究過程中，在不同立地類型上，采用隨機(jī)的方法確定一個(gè)樣方，樣方大小為30 m×30 m。此外，分別在5—10月，測(cè)定平茬和補(bǔ)植修復(fù)后梭梭的高度、冠幅和成活率，點(diǎn)播幼苗的出苗量和保存株數(shù)，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總。然后，計(jì)算出不同修復(fù)方式實(shí)驗(yàn)樣方內(nèi)的覆蓋度，對(duì)比得出最適合石羊河流域干旱荒漠區(qū)退化林分修復(fù)的方式。

2 石羊河流域干旱荒漠區(qū)林分退化的原因

2.1 自然因素

石羊河流域?qū)儆诘湫偷臏貛Т箨懶愿珊禋夂颍邓^少，水分蒸發(fā)量很大，尤其是在下游地區(qū)，這一特點(diǎn)十分顯著。多年來，石羊河流域干旱荒漠區(qū)平均降水量為80～100 mm，但蒸發(fā)量卻高達(dá)2 644 mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于降水量。并且，隨著近年來全球氣候變暖，再加上自然條件越來越嚴(yán)酷，加劇了石羊河流域荒漠化，自然災(zāi)害出現(xiàn)的頻率越來越高[1]。

2.2 人為因素

造成石羊河流域嚴(yán)重荒漠化的因素除了與嚴(yán)酷的自然條件有關(guān)外，人為因素也是一個(gè)干擾因素。結(jié)合史料得知，早在西漢，漢武帝就開始在石羊河流域屯墾。到清道光時(shí)期，很多農(nóng)牧交錯(cuò)地帶逐漸成為農(nóng)墾區(qū)。而到了民國(guó)時(shí)期，隨著土地面積的不斷擴(kuò)大，在石羊河流域下游，漸漸出現(xiàn)了沙漠化情況，并呈現(xiàn)蔓延趨勢(shì)，土地撂荒嚴(yán)重[2]。同時(shí)，隨著人口的增長(zhǎng)，石羊河流域下游在中華人民共和國(guó)成立后又進(jìn)行了2次墾荒，最終加劇石羊河流域荒漠化，給民勤綠洲的生存和發(fā)展造成了不同程度的影響。

3 石羊河流域干旱荒漠區(qū)退化林分修復(fù)技術(shù)

為了從整體角度修復(fù)石羊河流域干旱荒漠區(qū)退化植被，在綜合項(xiàng)目區(qū)實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，主要應(yīng)用3種退化林分修復(fù)技術(shù)，分別為在退化林地補(bǔ)植補(bǔ)造、點(diǎn)播補(bǔ)造、平茬復(fù)壯造林[3]。

3.1 補(bǔ)植補(bǔ)造修復(fù)技術(shù)

在應(yīng)用該修復(fù)技術(shù)修復(fù)石羊河流域干旱荒漠區(qū)退化植被期間，要本著因地制宜、適地適樹的原則，科學(xué)地展開補(bǔ)植造林工作。在選擇樹種的過程中，盡量選擇鄉(xiāng)土樹種梭梭為主要補(bǔ)植樹種，梭梭樹耐干旱和耐鹽堿，具有較強(qiáng)的抗風(fēng)沙能力。確定樹種類型之后，做好整地工作[3]。補(bǔ)植造林設(shè)計(jì)為二次整地法，先用機(jī)械圓形穴狀進(jìn)行整地，圓穴規(guī)格為直徑40 cm、深50 cm，灌第一次水。在此期間，嚴(yán)格把控灌水量，為15 kg/穴。當(dāng)水全部滲干之后，需要借助人工手段，組織開展二次挖穴整地，穴規(guī)格40 cm×40 cm×40 cm見方，整好地后進(jìn)行補(bǔ)植。

對(duì)于苗木（種子）規(guī)格，要求全部為一年生實(shí)生苗，高度要超過35 cm，地徑的長(zhǎng)度應(yīng)該﹥0.5 cm。應(yīng)該科學(xué)管控苗木的根系長(zhǎng)度，為25～30 cm，有2～3條﹥5 cm的側(cè)根，且根系沒有任何病蟲害和未受到任何機(jī)械損傷。

在實(shí)際造林過程中，應(yīng)該結(jié)合地區(qū)的現(xiàn)狀，科學(xué)運(yùn)用造林方式。在本次研究中，補(bǔ)植造林采用人工植苗造林方式。在具體操作過程中，先挖好定植穴，將品質(zhì)優(yōu)良的苗木置入定植穴內(nèi)并填土，當(dāng)填土處于1/3位置時(shí)，輕提苗木，確保苗木的根部與土壤能夠高度結(jié)合起來，然后利用分層填土的方式進(jìn)行填埋并踏實(shí)。在栽植苗木期間，一定要充分舒展苗木的根系，嚴(yán)格按照“三埋二踩一提苗”流程進(jìn)行。在定植后，苗木應(yīng)在穴中間位置，不能出現(xiàn)偏斜的情況。在栽植結(jié)束后，開展第二次灌水工作，每個(gè)樹穴澆水15 kg。當(dāng)水完全下滲以后，覆沙保墑。

補(bǔ)植造林配置方式為長(zhǎng)方形配置方式，行帶的走向?yàn)槟媳毕颉ＴO(shè)計(jì)補(bǔ)植的樹種為梭梭，每穴植苗3株，株行距2 m×4 m。在補(bǔ)植造林后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行人工覆沙和扶苗，6月中下旬補(bǔ)灌第三次水，每次灌水量為15 kg/穴。此外，在補(bǔ)植造林的前期和后期，為了提升苗木的成活率，應(yīng)該加大對(duì)病蟲害的防治力度，使用化學(xué)藥物做好相應(yīng)的預(yù)防工作，包括溴敵隆、氟鼠酮等。

3.2 補(bǔ)造點(diǎn)播修復(fù)技術(shù)

在利用點(diǎn)播造林方式修復(fù)退化林地的過程中，應(yīng)該選擇耐旱寒、抗風(fēng)沙、萌發(fā)力強(qiáng)的白刺、沙拐棗、紅砂、麻黃種子為點(diǎn)播樹種。在選取種子方面，必須選擇飽滿且干凈，無攜帶病蟲源的種子。同時(shí)，分析當(dāng)前市場(chǎng)，最低要求種子純度達(dá)75%以上，種子含水量在安全范圍內(nèi)。在具體點(diǎn)播造林期間，可以用鐵鏟挖穴整地，穴規(guī)格5 cm×5 cm×5 cm見方，并按一定比例混合的白刺、沙拐棗、紅砂、麻黃種子點(diǎn)播于穴內(nèi)，覆沙2 cm，留3 cm左右的積沙坑。點(diǎn)播造林配置方式為長(zhǎng)方形配置方式，行帶的走向?yàn)槟媳毕颉ＴO(shè)計(jì)白刺、沙拐棗、紅砂、麻黃種子混合比例為3：2：2：2，每穴點(diǎn)混合種子0.0386 kg，點(diǎn)播間距4 m×6 m。為確保苗木健康成長(zhǎng)，提升點(diǎn)播造林的有效性，在點(diǎn)播造林前期和后期，需要使用化學(xué)藥物預(yù)防病蟲鼠，如氟鼠酮、溴敵隆等[4]。

3.3 平茬復(fù)壯造林修復(fù)技術(shù)

在利用平茬復(fù)壯造林方式修復(fù)退化植被期間，要選擇合適的平茬樹種，最好選擇已瀕臨干枯的梭梭，時(shí)間控制在2—3月土壤解凍前栽種。同時(shí)，采用機(jī)械與人工相結(jié)合帶狀平茬的平茬方式，平茬強(qiáng)度50%。為提升修復(fù)效果，應(yīng)該合理管控平茬高度，控制在20 cm，平茬時(shí)保持茬口平滑，防止劈裂。在實(shí)際平茬期間，充分考慮立地條件、平茬作業(yè)的影響，并以此為基礎(chǔ)，合理使用平茬工具，如平茬剪等。在平茬過程中，茬口一定要平滑且整齊，降低出現(xiàn)劈裂等問題的概率。此外，平茬后要加強(qiáng)撫育管理，防止鼠兔危害幼苗，保證苗木正常萌芽生長(zhǎng)。鞏固平茬復(fù)壯成果。

通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出，2020年2—10月，應(yīng)用3種退化林分修復(fù)技術(shù)，其中，補(bǔ)植補(bǔ)造修復(fù)覆蓋度為30%、30%、31%、35%、36%、38%、40%、40%，補(bǔ)造點(diǎn)播修復(fù)覆蓋度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果均在30%左右，平茬復(fù)壯修復(fù)覆蓋度全部在25%左右。2020年6月上旬，補(bǔ)植補(bǔ)造修復(fù)覆蓋度全部在40%以上，補(bǔ)造點(diǎn)播修復(fù)覆蓋度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果均為30%～35%之間，平茬復(fù)壯修復(fù)覆蓋度在20%～30%之間。在2021年6月上旬，補(bǔ)植補(bǔ)造修復(fù)覆蓋度達(dá)到45%，補(bǔ)造點(diǎn)播修復(fù)覆蓋度達(dá)到32%，平茬復(fù)壯修復(fù)復(fù)覆蓋度達(dá)到33%，結(jié)合最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，補(bǔ)植補(bǔ)造是提高覆蓋度最好的修復(fù)方式（圖1）。

4 結(jié)束語

面對(duì)石羊河流域干旱荒漠區(qū)梭梭林分出現(xiàn)嚴(yán)重衰退的現(xiàn)象，為了可以得到有效緩解，必須進(jìn)行深入研究，在結(jié)合當(dāng)?shù)噩F(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，積極提出了應(yīng)對(duì)措施。經(jīng)分析，在退化梭梭林地采取補(bǔ)植補(bǔ)造、點(diǎn)播補(bǔ)造、平茬復(fù)壯造林3種修復(fù)方式，能在一定程度上可緩解林分退化問題，補(bǔ)植補(bǔ)造修復(fù)方式是促進(jìn)石羊河流域干旱荒漠區(qū)退化林分修復(fù)的最佳方式。因此，在今后工作中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)這些修復(fù)技術(shù)的高效利用并不斷創(chuàng)新和改進(jìn)技術(shù)，確保其能在植被修復(fù)中發(fā)揮出更大的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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責(zé)任編輯：黃艷飛