防風固沙林栽植技術及灌溉方式探究
——以小海子村西行口生態治沙項目為例

王 盼

（甘肅省張掖市甘蘭水利水電建筑設計院，甘肅 張掖 734000）

1 項目及項目區概況

肅南縣明花鄉地處巴丹吉林沙漠邊緣，多年來，由于受特殊的自然環境和地理位置因素的制約，土地沙化鹽堿化嚴重，生態環境、沙漠植被保護相對較差。高溫、干旱和降水少等自然災害天氣繁多，每年一到春季，沙塵暴肆虐，全鄉的群眾和萬畝農作物都要遭受沙塵暴的襲擊，給當地人民群眾的生活、生產帶來極大損失和困擾。進行項目區生態治沙，營造防風固沙林，不但是構筑明花鄉生態安全屏障、改善生態環境的需要，更是科學合理開發沙漠資源、增加農牧民收入的迫切需要。

近年來，明花鄉人民群眾通過建設實施萬畝生態沙產業試驗區行動，搶抓國家生態保護政策機遇，在確保不對生態環境造成破壞的前提下積極開發和利用沙生植物，采用滴灌等高效節水措施，發展肉蓯蓉、文冠果等林果藥材生態沙產業，實現經濟發展與生態保護齊頭并進，演繹一曲“讓沙漠變綠洲，讓綠色惠民生”的沙海綠歌。

2 防風固沙林栽植技術

2.1 樹種選擇

2.1.1 立地條件分析

肅南縣明花鄉地處河西走廊中部，巴丹吉林沙漠南緣。項目區氣候類型屬典型的內陸沙漠型氣候，具有降水少、干旱少雨、風沙大和氣候干燥等特點。土壤為風沙土、流動風沙土和灰棕漠土，土壤質地疏松，物理粘粒少、持水力低、有機質及養分貧乏，抗蝕性弱，風蝕嚴重。

2.1.2 林種、樹種選擇

項目區地貌類型為半固定沙地，向林業部門多次了解其多年造林經驗，大部分區域只適宜梭梭等沙生植物生長。梭梭成活成林后，根系發達，能深入地下吸水，3年生的梭梭樹，地下根系能有地上部分的3～4倍大，能夠真正起到“鎖住沙漠”的作用。因此，治理區造林樹種優選為抗旱、耐鹽堿、抗風沙的鄉土樹種灌木（梭梭）。梭梭的生物學特性見表1。

表1 樹種的生物學特征表

2.1.3 苗木處理

從外地引進的苗木必須經過實地考察，且運輸時間不能超過3 d，以保證成活率。栽植期間做到隨起苗隨栽植，不能按時栽植的要及時進行假植，假植地點選擇在背陰、排水良好的沙土地進行，沙土濕度在40%左右，逐層將苗木根部埋實，以防透風失水。

2.2 造林密度

造林密度的大小，直接影響著幼林的郁閉及林木的生長與分化，造林密度的確定以造林目的、樹種特性和立地條件等為依據。密度過大，成林后水分、養分消耗增大，易造成梭梭死亡，梭梭成林后郁閉度加大，易發生白粉病，影響生長，嚴重時造成植株死亡[1]。治理區按照GB/T 16453.2—2008《水土保持綜合治理技術規范》、中華人民共和國林業行業標準GB/T 15776—2016《造林技術規程》和Ly-T1607—2003《造林作業設計技術規程》確定造林樹種的最低初值密度。根據相關規定，梭梭1穴3株，最低初植密度為18株/畝，由于治理區立地條件差，根據多次對梭梭造林固沙成功經驗的調查，為保證成活率，將梭梭初植密度調整為167株/畝，大于規范規定初植密度，詳見表2。

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2.3 造林整地與方式設計

適時整地是造林成功的重要因素，根據造林區干旱少雨、蒸發量大的特點，選擇在早春3月初進行。梭梭栽植株行距2 m×6 m，每條支管首部均設閥門，支管末端接0.85 m、內徑25 mm鋼管，鋼管距首端10 cm處焊接15 cm長把手，即可栽樹，又可澆水，無需開挖樹坑，如圖1、圖2所示。

圖1 內徑25 mm鋼管

圖2 造林樹種配置圖

2.4 造林設計

2.4.1 造林時間及方式

適時造林是造林成功的重要因素，在土壤解凍后，苗木萌發前，3月下旬土壤返潮前進行造林。根據造林樹種和造林區地形地貌確定造林方式。造林方式為植苗造林，植苗造林以移植苗為主，定植要求苗木根系不破損，分層覆土踏實。

2.4.2 苗木的栽植

造林方法主要采用“三埋兩踩一提法”，栽植后要分層填土踏實，使土壤與苗木根系緊密接觸，不留空隙，灌足“坐根水”。裸根苗苗木栽植前對根系進行修剪，剪去腐爛和受傷的根、過長的主根和須根，再將苗木放入清水浸泡24 h后，泥漿蘸根或100 ppm濃度的ABT生根粉溶液浸根1-2 h后栽植。栽植時，先將表面干沙清理干凈，之后人工挖穴栽植，栽植時將苗木放入植樹穴，保證苗木根系舒展，將表土填入穴內，提苗踩實，栽植深度以高于原土痕2～3 cm，隨栽隨灌水，待地表發白時，扶直苗木，培土保墑，栽后15 d再澆第2次水。

2.4.3 灌水

苗木定植后灌水1次，灌水要做到及時、滲透，確保苗木發芽成活所需水分。

2.5 撫育管理設計

科學的造林方式是苗木成活的前提，但是造林后苗木撫育管理工作的好壞，更是關系到鞏固造林成果的大事。特別是新栽植的幼林，項目區立地條件相對較差，幼林抵抗外界不良環境的能力較差，也容易遭受牲畜、野生動物的啃食，從而影響成活率。撫育管護的任務在于幼苗成活、郁閉和成林的過程中，通過人工干涉，使樹木保持良好的結構和疏密度，以保證樹木生長穩定，充分發揮其生態保護作用。分為幼林撫育和郁閉后撫育。因此，對新造幼林要及時檢查，幼林郁閉前要及時灌水、松土、除草、修枝、抹芽和病蟲害防治，只有加強撫育管理，才能保證迅速成林，使林帶盡早發揮防護作用。

治理區造林地段立地條件較差，風沙較大，因此，能否使栽植的苗木成活率高、保存好，發揮較好的生態效益，對生態環境的改善起到根本的促進作用，其撫育措施主要有灌水、補植和管護等。

3 造林工程配套灌溉系統設計

3.1 傳統灌溉方式的弊端

傳統滴灌灌溉模式管道鋪設后，一是大風季節滴灌帶極易被風吹亂，影響灌溉效果；二是傳統滴灌灌溉期2～3 a后，梭梭便可依靠天然降水自然成活，管道再發揮不了其應有的作用，從而造成了管材經濟方面的浪費。

3.2 灌溉設計

3.2.1 水源工程

小海子村西行口治理區北部2 300畝造林地地下水埋深較淺，采用簡易蓄水池+汽油泵+管道系統的灌溉模式。該模式在項目區以南的高臺縣羅城鎮花墻子村已成功實施，該項目區內梭梭生長情況較好。

在低洼處開挖簡易蓄水池，開挖邊坡1∶1.75，挖深3～5 m，利用淺層地下水，蓄水池池體周邊均為砂礫，池底坐落在黏土地基之上，蓄水池凈長5～8 m，凈寬5～8 m，凈深3～5 m，池內水位2 m左右，池底鋪設一層土工布（200 g/m2）。以簡易蓄水池為圓心，能灌溉蓄水池周圍270畝梭梭。因地質條件的差異，部分區域不滿足修建簡易蓄水池的條件，利用汽油泵從周邊已有蓄水池遠程輸水至澆水區，該區再開挖簡易蓄水池，蓄水池池底若沒有坐落在黏土地基之上，需鋪設塑料布防滲。相鄰簡易蓄水池的最大間距不超過460 m，2 300畝梭梭林共開挖簡易蓄水池11座。

汽油泵規格型號為XK80ZB20-4.3Q，即水泵流量是30 m3/h，揚程為20 m。

3.2.2 輸水管道工程

管道采用二級輸水管道，均為移動管道，澆水時分片灌溉。水泵接200 m長、內徑80 mm消防軟管（高壓防爆水管），消防軟管作為干管，每隔40 m接雙向支管，支管采用50 m長、內徑25 mm塑膠軟管（0.2 MPa），10個支管同時工作。管網所需配件有：接頭、異徑接頭、四通、三通和球閥等設施。

每條支管首部均設閥門，支管末端接0.85 m長、內徑25 mm鋼管，鋼管距首端10 cm處焊接0.15 cm長把手，即可栽樹，又可澆水，不用開挖樹坑。

根據調查，每人1 h可灌溉0.4畝梭梭，10個支管需10人同時工作，水泵每天最多可工作21 h，可灌溉84畝梭梭。270畝梭梭灌溉一次需3.2 d。2 300畝梭梭林同時工作4臺汽油泵，設1臺汽油泵備用，配置4套管道系統。消防軟管使用年限為1 a，塑膠軟管（0.2 MPa）可用3 a。

（1）流量確定

項目區主要種植梭梭，種植模式為行距6 m，株距2 m，每畝共56穴。梭梭第1年灌溉7次，第2、3年分別灌溉5次，每次每穴灌水0.015 m3，每次灌水定額0.84 m3/畝，第 1年灌溉定額 5.88 m3/畝，第 2、3年灌溉定額分別為4.2 m3/畝、4.2 m3/畝。

（2）管徑及管材選擇

理論分析表明，水頭損失與管徑的冪成正比，管徑太小，管道阻力將顯著增加，效率下降，但是，管徑太大又會增加投資，浪費資金，因此要根據經濟流速進行計算，經濟流速選擇1.5 m/s，則管徑按下式計算：

式中：Q-管道設計流量（m3/s），v-管道流速，取 v=1.50 m/s。經計算：

干管管道流量為30 m3/h，計算管徑為84 mm，可選擇內徑為80 mm管道；支管管道流量為3 m3/h，計算管徑為26 mm，可選擇內徑為25 mm管道。因管道均為移動管道，澆水時啟用，非灌溉期需整理收集好，則管道需選擇耐磨、彈性大，具有良好的物理力學性能和化學穩定性的管道，根據高臺縣2018年“三北”防護林工程經驗，干管選擇消防軟管（高壓防爆水管），支管選擇塑膠軟管（滿足0.2 MPa壓力）。

灌溉系統出水口設計工作水頭0.5 m，田間管網最不利工況下總水頭損失15.13 m，水泵至出水口的最大高差是4 m，則灌溉系統需要19.63 m的水頭才能正常工作。

4 結束語

在肅南縣明花鄉干旱半干旱沙區采用種植梭梭的造林技術，可以減少地面挖樹坑的擾動，利用淺層地下水的灌溉模式，不僅可以使有限的水源集中到苗木根部，減少了灌水蒸發損耗，而且能夠明顯提高造林成活率、促進苗木生長。該項目造林技術和灌溉技術可有效提升造林區灌溉耗材的問題，也可運用于其他干旱半干旱地區植物種植和造林過程中。

合理灌溉既可以節約水資源、降低能耗，而且可以保證樹木生長所需水分，提高造林效果，達到合理灌溉、科學用水和高效用水[2]。