沙棘林優(yōu)化技術及水土保持體系

湯 宇

(遼寧省營口水文局,遼寧 營口 115003)

1 概 述

在遼西露天煤礦北傾斜場地1275m高程平臺周圍,2017年種植新疆楊16排,行距3m,使用挖掘機1m3挖土機鏟制多孔土地,2018年,在新疆楊樹中部種植松樹,實現混交林有序更新,從而使新疆楊樹生長迅速。能快速形成上層樹冠,形成遮光條件,年輕的松樹可以在它下面茁壯成長,一段時間后,油松高度逐漸超過新疆楊,形成了較高的主產林。在這個時候,喜光楊樹逐漸死亡并最終淘汰作為一個純粹的松樹林,完成了樹種再生過程,針葉林和闊葉林混交期的關鍵是初級和次生地位的更替交換。從造林開始,林分的主要地位是闊葉,向針葉和闊葉的平等過渡,最后發(fā)展到林分的主要地位是針葉。新疆楊樹為中國松樹起到遮蔭和輔助作用后,完成了歷史使命,最終退出了混合型。因此,在造林初期,應促進新疆楊樹的生長。油松進入中年林后,應逐步抑制新疆楊樹的生長,促進混交林向油松的過渡[1-3]。

有必要防止人為破壞油松林,如“拔壯丁”,以確保其有效密度,當油松的密度較小時,少量的小樹雖已經上升到新疆楊樹冠之上,但它們不能郁閉,透過率很大,新疆仍然可以生長,油松樹需要更新才能最終淘汰新疆楊。有時甚至人為干擾太大,而且環(huán)境變化,不僅無法恢復油松林,即使新疆楊不能生長,但最終會形成逆向演替,成為草原或裸地, 因此,必須加強管理和保護,采取人為措施,做好圈養(yǎng),促進油松的積極演替。

2 沙棘灌叢密度調整優(yōu)化技術

沙棘發(fā)芽能力強,發(fā)芽或萌芽的種群結構與每株芽或萌枝的數量有關,當芽的數量小于一定的密度,生物量隨芽數的逐漸增加而相應增加;當芽數超過一定密度時,生物量不但不增加,反而會相應減少,此密度是芽的最佳數量,通過調整密度,灌木的生物量最大[4-5]。

2.1 過密沙棘林疏伐

實驗地塊均為3.3hm2,對照實驗采用原生林沙棘林,將沙棘林分條切割(切割寬度為1.5m,預留寬度是2m),根據規(guī)定的密度減少一定數量的沙棘,試驗結果,見表1,通過間伐沙棘林,森林的光線和空氣環(huán)境條件下可以有效地提高,增加單株營養(yǎng)面積以滿足沙棘的生長需要,提高沙棘的產量[6-7]。

表1 沙棘林改造對比試驗調查

2.2 雌雄株比例調整

將雌株與雄株的比例保持在8∶1或10∶1,探索雌性植物的生長環(huán)境,提高其結果能力,礦區(qū)分別采用8∶1或10∶1,樣地設置為2hm2,并且相同的區(qū)域用作對照測試。其試驗結果見表2。

表2 沙棘林調整雌雄株比例試驗

2.3 伐除老化、枯死株和病蟲株

消除老化,死亡的植物和病蟲植物,改善森林的健康狀況,測試采用一片天然沙棘林,并按一定距離保存天然沙棘林(樹寬1.5m,寬度是2 m)。同時,根據所指定的密度,能夠減少沙棘的一定的量,去除老化,死亡,弱株和病株,每塊土地均為3.3 hm2,與原沙棘林比較試驗,試驗結果見表3。

2.4 合理修剪,增強樹勢

通過合理修剪沙棘樹,提高了樹木的生長潛力,增加了果實的數量,提高了單位面積的產量。合理的沙棘修剪直接影響沙棘果實的產量和品質。

目前,沙棘樹大多處于無人管理的狀態(tài),因此修剪就顯得非常重要, 修剪可以改善通風和光照條件,促進樹形的穩(wěn)定性、完整性和健壯性,調整果實與生長的關系,減少死亡和病蟲害,以提高樹木的潛力,實現每年高產的影響。

3 水土保持體系過程

通過調查和研究露天礦的植被在不同時期,復墾規(guī)劃過程分為3個階段,即水土保持,及經濟效益和生態(tài)效益。在初始階段,基于快速生長的植物快速恢復植被,有效控制土壤侵蝕; 中期階段,即過渡期:建立永久性植被,不斷改善傾倒場的生態(tài)環(huán)境; 后期階段,長期規(guī)劃:重點關注礦區(qū)生態(tài)環(huán)境綜合治理和土地開發(fā)利用的經濟效益。

3.1 水土保持體系

土地的使用受各種條件的限制,其利用方向應根據復墾土地的土壤、水資源、地形、當地氣候、水文等自然條件,遵循因地制宜的原則。適用于農業(yè)和林業(yè),同時,要考慮到開墾土地功能區(qū)再利用的協(xié)調發(fā)展,結合水土保持、綠化和經濟效益,具有一定的社會、環(huán)境和經濟效益,有利于進一步發(fā)展。

3.1.1 北排土場面向工業(yè)廣場,應以綠化景觀為主

在工業(yè)廣場的一面種植常綠針葉林和灌木,在山坡上種植樹木,灌木和草,形成一個一年四季都是綠色的立體生態(tài)景觀。

3.1.2 東排土場作為苗圃經濟林規(guī)劃區(qū)

為晚期開墾提供的幼苗節(jié)省了復墾成本,同時,經濟林也為公司創(chuàng)造了經濟效益,并取得了環(huán)境效益和經濟效益的雙豐收。

3.1.3 由于該地區(qū)常年以西北風為主

內部垃圾場西北側的防護林帶不僅有利于現階段采礦條件的改善,而對于土地再利用的創(chuàng)造了先決條件。

3.2 生態(tài)效益

在近期規(guī)劃中,復墾土地的改善將在未來五年內完成,每排開墾土地主要依靠豆科牧草和灌木的種植,開墾土地將得到改善,同時保持土壤和水分。

3.2.1 種植豆科牧草

種植豆科植物主要是為了增加土壤養(yǎng)分,加速土壤成熟。種植豆科灌木或草類植物可以固定氮素,然后通過各種方法將植物(有機物質)返回土壤,例如綠肥壓青和秸稈還田等。通過這樣的循環(huán)增加土壤有機質含量是減少能量輸入和增加能量輸出的有效措施,投資少,見效結果更快,通過這種方式,土壤有效氮含量相對增加,土壤有機質含量隨著壓青的增加而增加,土壤成熟度和土壤改良速度加快[8-10]。

3.2.2 施用粉煤灰改土

將粉煤灰摻入再生土壤不僅可以改善土壤的理化性質,增加土壤有效水分含量,改善土壤質地,還可以節(jié)省粉煤灰處理成本,減少灰分處理和污染具有良好的經濟和環(huán)境效益。

3.2.3 選擇先鋒植物來控制土壤侵蝕

根據傾倒場的場地條件和礦區(qū)周圍的環(huán)境影響區(qū),結合當地氣候和其他限制因素,所選植物應具有以下特點:適應脆弱環(huán)境增長、抗旱耐寒性,疾病和昆蟲抗藥性; 它們長得很快,能固定大氣中的氮,加快土壤成熟, 根系發(fā)達,發(fā)芽力強,土壤不受風的影響并起到生態(tài)作用,存活率相對較高,實驗表明,該地區(qū)適宜種植的植物種類繁多,其中,生長條件較好如紅豆草、苜蓿、沙打旺、甘草、冰草及披堿草等草本植物。

3.3 經濟效益

通過土壤改良,在牧草和灌木栽培后,開墾土地保持水土能力,土壤肥力得到改善,為復墾土地的再利用奠定了基礎,根據每個排土場的位置及其與周圍環(huán)境的關系,對其進行專門規(guī)劃。

3.3.1 生態(tài)園林景觀綠地

北傾棄場地已到達邊界,土壤覆蓋薄,整個傾倒場位于迎風方向,因此,它主要用作永久性防風林的土地,頂部平盤可用作木材林地。在工業(yè)廣場的傾倒現場,防風林的建設應注重整體景觀的美化,最后使用的方向是生態(tài)園林景觀綠化區(qū),工業(yè)廣場一側面臨的臺階部分綠化,主要以草地和灌木為基礎,通過樹木的重新種植,逐步形成了草,喬木和灌溉相結合的三維生態(tài)景觀。

3.3.2 育苗、經濟林區(qū)

東排土場上部平盤的較厚的土壤覆蓋層,主要是土壤原表層上部,土壤質量是對植物生長有益,因此,東排土場上部平盤的最終利用方向是育苗和經濟林種植,并且計劃成為苗圃經濟林區(qū)。

3.3.3 牧草、農田規(guī)劃區(qū)

內部傾倒場的整個排水巖層與原巖層基本一致,覆蓋層較厚。 覆蓋土壤后,表面將變成一個非常大的“人造平原”。 在開墾的早期階段,將種植牧場以發(fā)展養(yǎng)殖,形成生態(tài)環(huán)境,畜牧業(yè)產業(yè)鏈力求在綠化的基礎上實現經濟效益最大化。同時,經過牧草種植和綠化,未來可以種植經濟作物,為農業(yè)發(fā)展奠定基礎。

4 結 語

傾倒場是指在礦山生產和建設活動中由于原始土地的挖掘,坍塌和占用而土地的破壞和退化,喪失土地原有生產能力,所以空閑土地不能直接使用。復墾工程根據土地利用原則,結合采礦后土地被破壞的特點,采取工程措施和生物措施,對礦區(qū)土地進行開挖、整理、恢復礦區(qū)土地生產力和生態(tài)平衡。