王建軍，李永生

(1.山西省五臺(tái)山國有林管理局，山西 繁峙 034302;2.山西省林業(yè)科學(xué)研究院，山西 太原 030012)

太行山北段困難立地造林綜合配套技術(shù)

王建軍1，李永生2

(1.山西省五臺(tái)山國有林管理局，山西 繁峙 034302;2.山西省林業(yè)科學(xué)研究院，山西 太原 030012)

在太行山北段雁門關(guān)進(jìn)行了9個(gè)樹種的荒山造林對(duì)比試驗(yàn)，應(yīng)用EM50土壤水分測定系統(tǒng)對(duì)油松容器苗不同規(guī)格整地、不同覆蓋處理的土壤水分進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測。結(jié)果表明:除油松、樟子松外，杜松、沙地柏對(duì)寒旱瘠薄困難立地有良好的適應(yīng)性;以土壤含水量的單位增量費(fèi)用為標(biāo)準(zhǔn)，確定中小規(guī)格的整地(0.8 m×0.6 m×0.4 m，0.6 m×0.5 m×0.4 m)、“石塊+地膜雙層覆蓋”或“石塊單層覆蓋”方法是太行山北段困難立地最經(jīng)濟(jì)有效的植被恢復(fù)技術(shù)措施，提出了基于抗旱樹種容器苗及相關(guān)配套造林技術(shù)集成的植被恢復(fù)技術(shù)對(duì)策。

太行山;困難立地;整地規(guī)格;覆蓋處理;土壤水分

晉北太行山區(qū)冬春氣候寒冷干旱，降雨分布不均，水蝕、風(fēng)蝕危害嚴(yán)重。土壤瘠薄、石礫含量高、適宜樹種少是該區(qū)域典型的立地條件，也是該區(qū)域植被恢復(fù)中面臨的最大挑戰(zhàn)。為解決此類立地植被恢復(fù)難題，為區(qū)域困難立地植被恢復(fù)提供示范。筆者結(jié)合國家和省級(jí)“六大”林業(yè)工程實(shí)施情況，選擇太行山北部雁門關(guān)段，開展了“寒旱瘠薄困難立地植被恢復(fù)研究”，總結(jié)出了太行山北段困難立地造林綜合配套技術(shù)，旨在為該區(qū)域植被恢復(fù)提供技術(shù)支撐。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于山西省山陰縣與代縣交界處，地理坐標(biāo)東經(jīng) 112°46'30″～112°47'10″，北緯39°9'40″～39°10'00″．海拔1 450 m ～1 600 m，為森林草原半干旱過渡地帶。研究區(qū)內(nèi)春季干旱多風(fēng)、溫差較大，夏季溫?zé)岫嘤辏锛径虝簺鏊?，冬季漫長、干冷。年均溫約5℃，極端最高氣溫35℃，極端最低氣溫－30℃，無霜期105 d．年降水量約390 mm，多集中在7月，8月，9月，2005年以來年降水量低于350 mm．氣象災(zāi)害主要是大風(fēng)、春旱，全年平均8級(jí)以上大風(fēng)天數(shù)達(dá)40 d～60 d，沙塵暴天數(shù)10 d～20 d．地貌屬恒山剝蝕斷塊中高山區(qū)，坡陡且破碎，溝壑縱橫，連綿起伏。母巖以石英巖、片麻巖、花崗巖為主，土層厚約5 cm～25 cm，石礫含量大于30%，多數(shù)坡面裸露面積大于20%．土壤以山地褐土為主，質(zhì)地為砂壤或輕壤。區(qū)內(nèi)植被稀少，無天然林分布，人工林以油松、楊樹為主，灌木樹種有山桃、山杏、繡線菊、小葉鼠李等。

2 研究方法

2.1 樹種選擇

2.1.1 試驗(yàn)樹種

篩選油松、落葉松、樟子松、杜松、云杉、沙地柏、山桃、火炬樹、文冠果9個(gè)樹種進(jìn)行造林對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)苗木樹高(H)≥50 cm，闊葉樹地徑(D)≥0.9 cm．

2.1.2 造林季節(jié)及方法

2008年春季造林，試驗(yàn)用苗選用2+2油松移植容器苗，苗木長勢及高度一致，栽植時(shí)脫去營養(yǎng)袋，栽后進(jìn)行覆蓋。設(shè)置2個(gè)區(qū)組進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，區(qū)組內(nèi)樹種按栽植行隨機(jī)排列，每行栽植20株，重復(fù)1次。

2.2 不同規(guī)格整地試驗(yàn)

試驗(yàn)地位于半陽坡，采用翼式魚鱗坑整地方式，設(shè)計(jì)2 m×1 m×0.5 m(G 2)，1 m ×0.8 m ×0.4 m(G1)，0.8 m ×0.6 m ×0.4 m(G 0.8)，0.6 m ×0.5 m×0.4 m(G0.6)4種不同規(guī)格，各類規(guī)格整地面積均為0.2 hm2．

2.3 不同覆蓋試驗(yàn)

栽植后設(shè)計(jì)石塊單層覆蓋、石塊薄膜雙層覆蓋、生態(tài)墊覆蓋、對(duì)照(不覆蓋)4種不同處理，每個(gè)處理的面積均為0.067 hm2，設(shè)3次重復(fù)。

2.4 土壤水分監(jiān)測

采用美國Decagon公司的EM50土壤水分測定系統(tǒng)，對(duì)不同規(guī)格整地、不同覆蓋處理的代表性樣株進(jìn)行土壤含水量測定，各處理重復(fù)1次。探頭埋設(shè)時(shí)，探頭上部距造林穴面的距離為15 cm，每半小時(shí)自動(dòng)采樣1次，取儀器運(yùn)行1周后的平穩(wěn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2.5 生長調(diào)查

栽植后調(diào)查苗高、地徑等生長指標(biāo)，秋季調(diào)查造林成活率、苗高、地徑及新梢生長量，第2年調(diào)查保存率及相關(guān)生長指標(biāo)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用Excel軟件進(jìn)行。

3 結(jié)果與分析

3.1 荒山造林對(duì)比試驗(yàn)

應(yīng)用成活率、保存率、新梢平均生長量、生長勢(優(yōu)4、良3、中2、差1)4項(xiàng)指標(biāo)對(duì)試驗(yàn)樹種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。采用5分制，把9個(gè)樹種各項(xiàng)指標(biāo)按得分高低分成5類。如表1所示，9個(gè)樹種造林成活率最大為100%，最小為60%，最大值與最小值之差為40．采用5分制，應(yīng)把它們劃分成5組，組距為8，據(jù)此可把9種植物成活率劃歸于5個(gè)區(qū)間。第1組的成活率下限為60%，上限為下限值+組距，凡成活率在60%～68%范圍內(nèi)的樹種，其成活率單項(xiàng)分得分為1．另外規(guī)定，成活率等于臨界值時(shí)，得分以上組的分?jǐn)?shù)計(jì)。同理計(jì)算保存率、生長量得分。按成活率、保存率、生長量及生長勢得分計(jì)算的平均分即為表1中不同樹種的平均得分，據(jù)9個(gè)樹種平均得分，按優(yōu)、良、中、差4類計(jì)算組距后進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，9個(gè)造林樹種對(duì)比試驗(yàn)的結(jié)果見表1．

表1 不同樹種造林對(duì)比試驗(yàn)綜合評(píng)價(jià)

由表1可知，9種喬灌樹種成活率、保存率有較大差異，平均成活率、保存率分別為 86.4%，80.6%;6種針葉樹種采用容器苗或帶土坨苗造林，其平均成活率、保存率分別為95.4%，88.3%;而3種闊葉樹種因缺乏容器苗只能采用裸根苗造林，平均成活率、保存率分別為68.3%，65.0%．采用容器苗造林應(yīng)是此類立地的主要造林方式。

除油松、樟子松表現(xiàn)良好外，杜松、沙地柏兩個(gè)樹種對(duì)太行山北段寒旱瘠薄困難立地的適應(yīng)性也較好，應(yīng)進(jìn)一步開展這兩個(gè)樹種的區(qū)域化栽培試驗(yàn)。山桃、文冠果、火炬樹3種闊葉樹種因沒有容器苗，采用裸根苗造林，造林成活率較低，但山桃、文冠果成活后的保存及生長表現(xiàn)較好，可作為此類立地造林的一個(gè)混交配置樹種。為提高造林成活率，灌木和小喬木的容器苗應(yīng)是此類劣質(zhì)立地植被恢復(fù)的主要用苗類型。

3.2 不同規(guī)格整地造林效果綜合評(píng)價(jià)

3.2.1 不同規(guī)格整地土壤平均含水量增量

4種不同規(guī)格整地的土壤平均含水量(VWC)與對(duì)照荒坡相比，其增量見表2．

表2 不同規(guī)格整地土壤平均含水量增量 %

由表2可知，4種不同規(guī)格整地均有一定的蓄水能力。以規(guī)格G0.8土壤含水量增量最高，其次為規(guī)格G0.6．

3.2.2 不同規(guī)格整地成本及林木生長狀況

不同規(guī)格整地的用工、造林成活率、林木生長狀況及土壤含水量單位增量費(fèi)用調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果，見表3．

表3 不同規(guī)格整地費(fèi)用及效果比較

表3中不同整地規(guī)格成本核算時(shí)，規(guī)格G2的整地密度以825穴/hm2計(jì)算，其它3種規(guī)格以1 650穴/hm2計(jì)算。人工費(fèi)以平均價(jià)格50元/d計(jì)算。由表3可知，G2規(guī)格整地的土壤含水量單位增量費(fèi)用為9.4元，分別是規(guī)格 G1，G0.8，G0.6的7.6倍，20.6倍，15.6倍，而不同規(guī)格整地之間造林成活率及林木生長量差異不大。從土壤含水量單位增量費(fèi)用及林木成活和生長效果綜合來看，以中小規(guī)格G0.8，G0.6兩種整地規(guī)格綜合經(jīng)濟(jì)效益為好。

3.3 不同覆蓋處理造林效果綜合評(píng)價(jià)

3.3.1 不同覆蓋處理土壤平均含水量增量

3種不同覆蓋處理土壤含水量與對(duì)照不覆蓋相比，其增量見表4．

表4 不同覆蓋處理土壤含水量增量 %

由表4可知，測定期間，單層覆蓋、雙層覆蓋、生態(tài)墊覆蓋土壤含水量月增量分別為1.87%，2.66%，4.45%．從雁門關(guān)當(dāng)?shù)貧夂驐l件來講，4月下旬至5月上旬為當(dāng)?shù)卮杭局饕炝旨竟?jié)，3種不同覆蓋措施均有較好的保墑作用。其中以生態(tài)墊保墑效果最好，土壤平均含水量增加4.45%．

3.3.2 不同覆蓋處理的成本及林木生長狀況

以規(guī)格G0.8翼式魚鱗坑整地為例，造林密度為2 490株/hm2，勞動(dòng)力價(jià)格50元/d·工計(jì)，3種不同覆蓋處理費(fèi)用、林木生長狀況及效果調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表5．

表5 不同覆蓋費(fèi)用及效果比較

由表5可知，3種不同覆蓋處理，以生態(tài)墊土壤含水量單位增量投資最高，提高1%需1.83元。以石塊薄膜雙層覆蓋土壤含水量單位增量費(fèi)用最低，為0.92元。從覆蓋成本、保墑效果綜合考慮，太行山北段經(jīng)濟(jì)適用覆蓋方式以“石塊+地膜”雙層覆蓋或石塊單層覆蓋為好。生態(tài)墊覆蓋雖然保墑效果好，但價(jià)格較高，難以在生產(chǎn)中大面積推廣。

4 結(jié)論與建議

太行山北段寒旱瘠薄困難立地造林，除油松、樟子松外，杜松、沙地柏兩個(gè)樹種有良好的適應(yīng)性，應(yīng)加強(qiáng)這兩個(gè)樹種容器苗木的培育力度，擴(kuò)大區(qū)域試驗(yàn)規(guī)模。

山桃、文冠果采用裸根苗造林，造林成活率較低，但山桃、文冠果成活后的保存及生長表現(xiàn)較好，可作為此類立地造林的一個(gè)混交配置樹種。為提高造林成活率，灌木和小喬木的容器苗造林應(yīng)是寒旱瘠薄劣質(zhì)立地植被恢復(fù)的主要技術(shù)措施。

不同規(guī)格整地、不同覆蓋處理均有一定的蓄水保墑效果，以土壤含水量單位增量費(fèi)用比較，中小整地規(guī)格(0.8 m×0.6 m×0.4 m，0.6 m×0.5 m×0.4 m)、石塊+地膜雙層覆蓋或石塊單層覆蓋為寒旱瘠薄立地最經(jīng)濟(jì)有效的植被恢復(fù)技術(shù)措施。

建議將適宜抗旱樹種(油松、樟子松、杜松、沙地柏、山桃等)容器苗+中小規(guī)格整地+脫容器造林+覆蓋(石塊薄膜雙層或石塊單層)技術(shù)集成，作為當(dāng)前解決寒旱瘠薄困難立地植被恢復(fù)難題的技術(shù)對(duì)策在生產(chǎn)中進(jìn)行推廣。

［1］李永生．晉北太行山區(qū)不同整地規(guī)格效果分析［J］．山西林業(yè)科技，2011，158(2):9-12．

［2］李永生．晉北太行山區(qū)不同覆蓋處理造林效果［J］．山西林業(yè)科技，2010，156(4):1-3．

［3］梁銀麗．黃土區(qū)地面覆蓋的主要類型及其保水效應(yīng)［J］．水土保持通報(bào)，1997(1):30-34．

［4］徐 瀾，安 偉，郝建平．滲水膜覆蓋保墑效應(yīng)研究［J］．山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2005(3):20-23．

［5］張建生，張梅花，李慶會(huì)，等．生態(tài)墊覆蓋對(duì)沙漠土壤水分和溫度的影響［J］．中國沙漠，2008(2):280-283．

［6］蔣世澤，王 棣，史敏華，等．整地方式對(duì)油松幼林生長影響及水保效益研究初報(bào)［J］．山西林業(yè)科技，1991(3):26-29．

［7］張志強(qiáng)，王禮先，洪惜英．晉西黃土區(qū)水土保持林造林整地工程效益的研究［J］．北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1993，15(2):59-67．

［8］張鼎華，葉章發(fā)，李寶福．造林整地規(guī)格對(duì)幼樹生長的影響［J］．林業(yè)科技通訊，2001(6):19-21．

Completed Technical and Supporting Facilities to Plant Trees in Difficult Sites in North Taihang Mountain

Wang Jianjun1，Li Yongsheng2
(1.National Forestry Management Bureau of Wutai Mountain，034302 Fanshi，China;2.Shanxi Academy of Forestry Science，030012 Taiyuan，China)

Comparative experiments of 9 species plant trees in Yanmenguan in North Taihang Mountain，soil moisture of container seedling of Pinus tabulaeformis in different preparation process and different coverage treatment were monitored dynamically with EM50 monitoring system of soil moisture．The results showed that except Pinus tabulaeformis and Pinus sylvestnis var．mongolica Litv．，Juniperus rigida and Sabina vulgavis were suitable in frigid and arid of sites．Preparation process of 0.8 m×0.6 m×0.4 m and 0.6 m×0.5 m×0.4 m and coverage treatment of stone+coverage of two layers plastic mulching or coverage of one layer stone were most economical technology of vegetation construction in North Taihang Mountain with expense of added soil moisture per unit as a standard．The paper supported technology of vegeation construction based on container seedling of drought-resistant trees and relative supporting facilities．

Taihang mountain;difficult site;preparation process;coverage treatment;soil moisture

S725

A

1007-726X(2012)03-0021-04

2012-06-15

中央財(cái)政林業(yè)科技推廣示范資金項(xiàng)目(2009EQT01);山西省“六大”造林綠化工程科技支撐項(xiàng)目(2008-04)

王建軍(1977— )，男，山西山陰人，1998年畢業(yè)于山西林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，助理工程師。

李永生(1965— )，男，山西文水人，1988年畢業(yè)于北京林業(yè)大學(xué)，高級(jí)工程師。