荷蘭Groasis保水節水造林技術引進及研究進展

張伯鋒，滿多清，趙象旭，張芝萍，汪媛艷

(1.武威市涼州區林業技術推廣中心，甘肅 武威 733000；2.甘肅省治沙研究所/甘肅省沙生植物工程技術研究中心，甘肅 蘭州 730070;3.武威市涼州區西營河水利管理處,甘肅 武威 733000)

我國北方荒漠化擴張，綠洲萎縮，草原沙化，水土流失，生態環境惡化，貧困增加，主要是因缺水和水資源不合理利用造成的。目前，國內外農業集約化生產的節水技術應用較多，但生態林大多在偏遠的困難立地生境中，一些集約性的農業節水技術難以應用，導致林業節水技術應用較少，造林成活率低，形成了多年造林不見林的局面。而不同區域自然條件的不同，節水造林技術應用差異性也很大。因地制宜地篩選合理的節水造林技術，構建科學合理的林業節水技術體系，對提高造林成活率、節約用水、發展經濟、恢復生態、保障生態安全具有重要意義。

1 荷蘭Groasis保水節水造林技術引進

干旱區普遍缺水，但蒸發卻很強烈。土壤表層干燥，而達到一定深度后，土壤中的水分可滿足一些植物生存生長的需要。而眾所周知，一粒種子或幼苗在沒有足夠水分的土壤里是不能發芽或存活的，當有足夠水分后開始發芽和生長，出于本能根系會快速向地下和水平方向伸長尋找濕潤土壤，給自己生存機會，這就需要幾個月或者一年的時間建立完整的根系，吸收水分和養分，才能在自然界真正存活、定居和穩定生長。Groasis 保水節水造林技術是由荷蘭AquaPro公司發明并獲得國家專利的節水技術，于2014年通過國家“948”項目引進。該技術由抗老化聚丙烯容器制成的集儲水、自然水收集與毛細纖維滲灌供水系統組成的保水節水造林器(Groasis water-boxx)與技術(圖1)。用該技術造林后，利用造林時儲存(約20 L)和降水收集的水，通過毛細纖維滲灌系統給已播種的種子或造林幼苗根系直接供給半年至一年的水分，并隨著苗木的一天天長大，其根系也深入地下，最終能夠憑借自己的根系獲得地下土壤中的水分，實現以自然生長為目的而設計的一種節水造林技術。

圖1 Groasis保水節水造林器示意圖

在荒漠、戈壁、荒漠草原、生態退化山地、(黃土)丘陵、喀斯特地貌等困難立地條件下，用一個Groasis保水節水造林器，在其中央栽植孔中栽植1～2株幼苗(喬、灌、草種)，最好2株，可以使苗木幾乎達到100%的成活率。

2 技術特點

2.1 不需要水源，也不需要任何其他的輔助設施。在造林時將已安裝好的Groasis保水節水造林器里一次性加約20 L水，再加上本身集雨面自動收集的雨水、凝結水和雪水，靠毛細纖維滲灌供水系統可持續給苗木微量供水半年至一年，確保苗木成活與自然生長。

2.2 毛細纖維滲管向苗木根部土壤供水，保證土壤濕度，確保苗木水分供應。造林時置入的保水紙膜及保水節水造林器覆蓋在苗木周圍使地面無蒸發，可保證供給的水分在根系范圍內靠重力向地下移動，而不向四周擴散，促進了主根向地下生長，滿足其尋找足夠的土壤水分而自然生存，實現了水分高效利用，節水效率達50%以上。

2.3 Groasis保水節水造林器覆蓋在造林苗木周圍，改善苗木周圍微生境，防風防沙，提高表層土壤水分，調節溫濕度，避免苗木周圍雜草生長，防兔、鼠等啃咬，避免風蝕等災害。

2.4 利用Groasis保水節水造林器造林，在確保苗木成活后，可重新反復使用。一般情況下，該器壽命為10～15年，也就是一個Groasis保水節水造林器可成功造林15～25株，效益顯著。

2.5 利用Groasis保水節水造林器在各種困難立地條件下均能造林，只利用種子或幼苗造林，造林成本低，收益高。

2.6 通過多年造林試驗，在同一環境條件下，造林成活率顯著增加，平均生物量高于對照15%～30%。

2.7 該保水節水造林器不會因高溫或低溫而受到損傷，所有垂直面都按8°設計，尤其是低溫結冰后正好能找到擴張的空間而不會損傷造林器，高溫時器中的水可降低溫度，而專門的抗老化劑防止老化，延長了其使用壽命。高聚合物材料是經過荷蘭國家鑒定的環保產品，目前生產的為可降解產品，柔韌性強，但過大的外力亦可破損，要適當地小心使用。

2.8 栽植時先將苗木放入樹坑內，在根系外圍范圍內置入保水紙膜、覆土，并將毛細纖維滲灌管插入苗木根系處，壓實土壤，并在其上安裝保水節水造林器，使苗木穿過造林器中央的苗木栽植孔，連接好毛細纖維滲灌管并加水，完成造林，與平常的造林方法相似；苗木成活后，小心抽出苗木和毛細纖維滲灌管即可，方法簡便易行。

3 國內外試驗研究情況

目前，世界范圍內滴灌、滲灌、微噴灌等結合我國地膜覆蓋是灌溉技術中先進的節水技術，但他們都需要就近水源供水，灌溉系統還需要輸水管道、水泵、電力、控制等輔助設施，并在我國集約化農林業生產中取得了較好的應用，而Groasis保水節水技術的最大優勢是無需上述輔助設施，也不需要水源就可進行節水造林，對各種困難立地條件均可行，節水效率高，具有很高的節水造林推廣應用價值。

3.1 國外試驗研究

Groasis保水節水造林器已在歐洲的荷蘭、西班牙、英國、法國、德國等的生態退化山區、廢棄礦山、廢物場等地利用松科、柏科、楊柳科、豆科、殼斗科、薔薇科、木犀科等的近50個樹種的Groasis技術造林成功，在果園定植、防護林營造中應用。在高溫季節造林器內的溫度比對照高4～10 ℃，低溫時由于水的保溫作用可提高苗木周圍溫度，造林器具有阻風沙、控制兔鼠危害的作用，有力保護了苗木的正常生長，顯著提高了苗木的存活率和生長量。近年來，該技術的機械化造林技術也日益成熟，造林面積擴大。

由于該技術適宜于在極端環境和困難立地條件下造林，已推廣到非洲撒哈拉沙漠和中東沙漠的埃塞俄比亞、阿曼、肯尼亞、摩洛哥及北美的美國、歐洲的西班牙、法國等國的25個地區應用，效果顯著。其中在美國加州索諾馬用該技術進行旱地葡萄栽培，Dos Palmas進行鹽漬化土地造林，西班牙巴塞羅那進行城市綠化，肯尼亞開展了食用灌木栽培，法國萊昂進行退化山地造林，摩洛哥在撒哈拉沙漠進行了為期3年試驗表明：用Groasis保水節水造林器在沙漠中造林，苗木存活率達88.2%，對照地苗木存活率僅為10.5%，苗木成活移去Groasis造林器后，苗木生長良好。

3.2 國內試驗研究

Groasis保水節水造林技術已在我國北京、甘肅及新疆引進和造林，取得了良好的效果。在降雨量為115.9 mm的甘肅民勤干旱區綠洲邊緣進行了3年不同立地條件和不同樹種的Groasis造林試驗，在棄耕地中試驗地和對照地造林成活率分別為：意大利石松87.50%、18.75%；樟子松93.75%、43.50%；沙蒿43.75%、33.36%；沙木蓼93.75%、66.67%；毛條錦雞兒78.13%、50%；沙拐棗40.63%、18.75%；多枝檉柳71.87%、56.25%等。在植被稀疏的沙坡和丘間地造林試驗，各樹種的成活率顯著高于對照。而利用該技術造林后，各樹種當年生長量提高15%～40%，明顯提高了造林成活率和生長量。表明該技術適宜在困難立地條件下造林，只要樹種選擇適當，成活率和生長量顯著提高，是優良的節水造林技術。

4 存在問題

4.1 Groasis保水節水造林器技術應用前景好，但價格較貴，限制了該技術的應用與推廣。在高附加值的經濟植物栽培中節水效率高，應用前景較好，而在生態恢復的生態公益林營造中價格較高，雖然可連續使用10～15年，但一次性成本高，也限制了其在國內的發展，還需要技術的進一步熟化與本地化，價格降低，則可大面積推廣應用。

4.2 個別造林器造林后雜草生長，造成嚙齒類動物啃食及蟲害發生，不利于苗木生長。利用該造林器造林后，由于提高了造林器底部土壤水分含量，在提高造林成活率和生長量的前提下，也促進了周圍雜草的生長，競爭了有限的水分，還有個別雜草堵塞造林器進水、排水孔，影響了水分的高效利用；同時，造林后苗木生長狀況優于周邊苗木，引來了嚙齒類動物對苗木頂部的啃咬，其微環境的改善使一些昆蟲會聚集，也會部分地傷害造林苗木。

4.3 該造林器只提供苗木造林后半年到一年的水分，苗木成活后要靠土壤本身的水分生長，其適宜于干旱半干旱區退化土地的人工造林，是困難立地生態恢復的優良技術。但對極端干旱區，由于土壤本身缺乏水分，即使利用該技術造林成活后，由于土壤系統性水分含量過低而不能供養其繼續生長，最終也會導致造林失敗。所以，在極端干旱區造林時，還要了解地下水位、土壤水分含量及造林樹種選擇，若土壤本身的水分含量太低，應慎重考慮其造林。

5 結論與展望

該技術適宜于生態退化的荒漠、戈壁、鹽堿地、山地、丘陵、喀斯特地貌、廢棄礦山等的地表干燥、裸露的困難立地條件下造林，其通過改善地表和土壤微生境，確保造林苗木成活與生長半年到1年，而后苗木即可依靠自然環境生長，恢復生態。

該技術無需輔助的持續水源供水，只是造林時一次性在造林器中加約20 L水，再加上自然降水收集，即可供造林苗木成活與健康生長，技術簡單易行，亦無后續成本，是困難立地造林的先進和實用技術，只要進一步因地制宜的熟化技術，降低造林器成本，該技術在生態恢復中的應用前景廣闊。

該技術適宜于在干旱半干旱區或季節性缺水的地區造林，在年降雨量150 mm以上或地下水位在6 m以內的困難立地造林，只要樹種選擇適當，造林后可顯著提高造林成活率與生長量，生態恢復效果好。但在極端干旱區造林時要注意地下水位，深層土壤水分含量太低的地方應慎重考慮造林。

干旱半干旱區多年造林不見林的最根本原因是缺水，有季節性缺水、地表土壤缺水和整個土壤系統性缺水之分，前兩者可以通過采用該節水造林技術，實現局部供水，改善微生境，通過造林恢復生態，改善環境。但在土壤系統性缺水的極端干旱區，除綠洲、城鎮、交通、礦區等特殊工程和通道需人工持續供水造林保護外，大面積的荒漠造林要慎重，不能造林的地方，讓其自然演化是最好的保護。