宁南山区造林成活率的影响因素研究_王正安.pdf

宁南山区造林成活率的影响因素研究王正安，余治家，马 杰，佘 萍，贾宝光（宁夏农林科学院固原分院，宁夏固原）摘要 目的探究特殊天气（干旱）对造林成活率的影响。方法在干旱、半干旱的宁夏固原市原州区东马场林场荒山地段，选择阴坡和阳坡各 ，于 年 月中旬完成了造林试验，观测干旱对造林成活率的影响。在造林荒坡地段利用森林多功能近自然营林技术和高质高效便捷鱼鳞坑造林整地技术进行造林。结果从阳坡和阴坡栽植的 种树种的成活率来看，均为阴坡（）高于阳坡（）；降雨量和气温对造林成活率影响极强；无论是阳坡还是阴坡各坡位样地土壤含水率总体均随土层加深而逐渐增加，且下坡土壤含水率相对于上坡较高；当 土层土壤含水率均值为 时，栽植深度对造林成活率和影响差异较大，栽植深度为 左右时造林成活率效果差，栽植深度高于，造林成活率效果最好。结论降雨量、气温、土壤含水量和栽植深度是造林成活率的主要影响因素。关键词 干旱半干旱区；造林成活率；栽植深度中图分类号 文献标识码 文章编号（）：开放科学（资源服务）标识码（）：，（，）（），（）（）；，；，；基金项目 中央财政林业科技推广示范项目（）；固原市科技计划项目（）。作者简介 王正安（），男，甘肃天水人，助理研究员，从事森林生态水文研究。通信作者，正高级工程师，从事森林经营及特色花灌木繁育栽培技术研究。收稿日期 在我国西北干旱、半干旱地区，由于降水少、蒸发强、土壤含水量低等现状，水分成为树木赖以生存的必要条件，对生态环境建设起着关键作用。深入了解影响树木成活率的主要因素及抗旱性树种筛选，有助于区域生态环境建设与植被恢复。干旱是一个世界性的问题，影响因素极其复杂（如大气环流、区域地理位置、区域森林分布等）。据有关资料报道，世界上有 以上的陆地面积属于干旱、半干旱地区，遍布全球 余个国家和地区。由于干旱地区土地瘠薄，立地条件差，因此只有严格按照造林的技术要求，探究提高干旱、半干旱地区造林成活率主要影响因子以及适宜树种选择，才能促进林木的生长，加快干旱、半干旱地区造林、成林的步伐。造林是国家经济可持续发展和社会进步的基础，但近年来，环境不断恶化，尤其干旱问题日益突出，严重威胁着人类生存和发展。因而，我国林业部门有必要加强对干旱、半干旱地区树木抗旱性树种筛选及成活率影响因素的研究。在全球气候变化不可预测的背景下，干旱地区的造林问题受到国内外许多国家的关注，尤其是在干旱、半干旱等水资源匮乏的地区，对影响造林成活率高低的研究显得极为重要。目前，国内外在造林成活率的影响因素等研究方面都取得了显著成果。如周昌平等对安吉竹博园竹子全冠造林成活因子分析研究表明，春季、秋季引种造林成活率相对较高，引种距离越短，成活率越高，因而长途运输过程中若注意保水、保温可以大大提高造林成活率；田旭朝等研究认为，塞罕坝机械林场影响樟子松造林成活率主要因素立地类型、造林时间、整地方式、造林技术、苗木保护等；薛凤英等的库布齐沙漠主要造林树种合作杨和沙柳的造林密度与气象因素对造林效果的影响分析表明，年降水量和相对湿度对合作杨和沙柳的造林成活率和保存率为正向作用，而年均温对合作杨和沙柳的造林成活率和保存率为负向作用。但涉及干旱、半干旱区宁南山区的有关报道较少，由于降水是该地区土壤水的主要来源，因此，研究与探讨该地区降雨等因素对造林成活率的影响，对于提高该地区造林成活率具有指导意义。宁夏南部山区位于我国黄土高原的西部地区，隶属宁夏回族自治区南部的固原市境内。由于降水少且分配不均，造成植被修复困难，因此进行荒山绿化及大面积造林时有必要研究有多种抗旱的旱生树种。近些年来，我国实行了退耕还林重大工程，保障国家的森林覆盖率，许多地区都加大了对林木绿化的推广力度，但是荒山造林往往存在一些问安徽农业科学，（）：，题，其树木种类过于单一，且许多树林在建设过程中并未考虑当地的实际条件（如气候、地形、土壤等），选择树种不适合在当地生长，再加上因遇特殊干旱之年，会造成大量死亡。因此，笔者于 年在宁南山区东马场荒坡上开展近自然森林经营技术和高质高效便捷鱼鳞坑造林整地技术试验，对宁南地区造林成活率的影响因素进行了分析，以期为干旱、半干旱地区生态环境建设提供理论参考。材料与方法 研究地概况 宁夏南部山区气候特征具典型的大陆性气候，干旱少雨，温差较大，年均降水量 ，年均蒸发量 。区内植被稀疏，荒漠化、水土流失危害严重，生态环境脆弱。原州区东马场林场位于原州区南部的开城镇，东接彭阳县，南接原州区青石林场，西接原州区开城镇，北接原州 区 东 岳 山 林 场。林 场 管 辖 区 域 的 地 理 坐 标 为，林场总经营面积为 ，管辖区域属六盘山外围半干旱土石质山区，主要地貌类型为中山地貌，由砂岩、页岩、砾岩及石灰岩构成，山体两侧有第三纪红土分布，山麓和山前丘陵有黄土堆积。气候属暖温带半干旱气候区，为典型的大陆性季风气候，年平均气温 ，年均日照时数 ，无霜期；年降雨量 左右，降雨量分配差异大，雨季（月）降雨量占全年降雨量的 以上。林场辖区内土壤的水平分布上处于黑垆土地带内，并且是黑垆土向灰钙土过渡的边缘地区。垂直分布上从上至下由山地草甸土和山地灰褐土组成。林区植被由森林草原向干旱草原过渡，由于该地区的植被长期被破坏，森林的退化程度严重。林区内的森林主要以人工林为主。东马场林场属清水河流域，清水河发源于原州区开城镇黑刺沟，该流域从东马场林场西北侧流过，流域多年平均年降水量 ，变化在 ，降水时空分布不均。流域内地表水资源量少质差，区域分布不均，年际变化大且年内分配不均。该研究结合近自然林业原则的多种树种混交造林试验开展，在地处固原市原州区东南部，六盘山主脉一带北麓，东马场林场示范点（，）进行，海拔 ，在其山阴坡和阳坡两面荒地（图），对荒山地段应用森林多功能近自然营林技术和高质高效便捷鱼鳞坑造林整地技术进行春季造林。研究方法 试验材料与设计。试验材料为当地苗圃培育的实生苗木 种（表），苗高为 ，土球规格为 ，于 年 月中旬上山进行随机处理，实施补植造林试验。按照造林技术要求，在固原市原州区东马场林场荒山地段进行整地造林。针叶树种有樟子松、云杉、油松、华山松，宁南山区特色灌木有金花忍冬、鞑靼忍冬、胡枝子、野李子，营造针阔混交比为，乔灌混交比为，密度为 株 的多功能近自然水源涵养示范林 。树种配置方式为不规则混交，整地方法为高质高效便捷鱼鳞坑造林整地，带土球苗，边整地边栽植，针叶树苗高 ，阔叶树苗高 图 造林示范试验点 ，栽植樟子松、油松、华山松 个树种时栽植穴内放置物理阻隔网。具体栽植树种及规格见表。表 示范点造林苗木规格及数量 序号树种名称 规格土球大小 数量株樟子松 云杉 油松 华山松 金花忍冬 野李子鞑靼忍冬 暴马丁香 合计 试验造林栽植方法。年 月中旬进行春季造林试验，针对宁南山区水源涵养林功能发挥不足的问题，以宁南山区多功能近自然水源涵养示范林营建技术示范推广为重点，主要示范推广森林多功能近自然营林技术和高质高效便捷鱼鳞坑造林整地技术，开展宁南山区多功能近自然林营造技术示范工作。按照标准林地整地方式为坑整地，鱼鳞坑外高内低，平行于等高线开挖，按照要求坑深规格为，安徽农业科学 年将挖完鱼鳞坑后的熟土立即回填到坑中，踏实后上面盖一层细土，最后形成拦水埂，用于降雨蓄水。把不同树种随机栽植在阴坡和阳坡，各 ，总计 ，并在当年 月进行存活率调查。土壤含水率测定。于栽植当年（年）开始，在生长季内（月）用土钻法测定不同处理技术措施样地的土壤含水量，取样日期固定为每个月月末或月初。在样地内分为 层：、土层取样，将取回的样品带回实验室于 恒温烘干至恒重，计算土壤含水率。气象因子测定。利用固原市气象局在开城镇海沟安置的气象站（区域自动气象站）记录开城镇东马场林场荒坡造林的气象因子，主要用于监测的指标有空气温度（）和降雨量（）。数据统计分析。采用 和 软件对相关数据进行作图与分析处理。结果与分析 坡向对造林成活率的影响 从图 可见，月开展造林树种成活率调查，在阴坡未栽植暴马丁香和野李子，其余树种阳坡和阴坡均有栽植。通过对造林树种成活率调查分析可知，随着坡向的不同，其树种成活率存在差异。从成活率上来看，种树种成活率均值表现为阴坡（）大于阳坡（），种树种在阳坡成活率表现为鞑靼忍冬（.）油松（）华山松（）金花忍冬（）云杉（）野李子（）暴马丁香（）樟子松（）；种树种在阴坡成活率表现为油松（）鞑靼忍冬（）华山松（）云杉（）金花忍冬（）樟子松（）。可见，造林成活率阴坡好于阳坡。图 不同坡向各树种成活率 降雨量与气温对造林成活率的影响 从 年 月树木生长季月降雨量来看（图），年相比以往 年，降雨量普遍较低，且最大降雨量累计值出现在 月，较前 年存在滞后性，这对于造林当年的成活率产生严重影响；从 月累计降雨量来看，表现为 年（）年（）年（）年（），最大年份降雨量 年是最小降雨量 年的 倍。由此可知，年该区域是极端干旱的年份。图 年 月降雨量 ，从图 可知，年 月气温达到近 年最大值 ，从生长季（月）各年份气温均值来看，表现为 年（）年（）年（）年（），这表明 年整个生长季蒸发强烈，降水稀少。图 年 月均气温 ，从图 可见，各月份 土层土壤含水率表现为 月（）月（）月（）月（.），可知土壤 土层土壤含水率均值从造林初期 月到 月减少了；月造林后，该区域降水量稀少，累计降水量仅 ，降水量严重偏少，导致土壤水分含量急剧减少，对新栽植的苗木来说，根系欠发达，难以充分利用土壤水分，因此，降雨量严重偏少和蒸发急剧强烈，严重造成大部分苗木因极度干旱而死亡。图 年 月 土层土壤含水率 （），卷 期 王正安等 宁南山区造林成活率的影响因素研究 坡位对土壤含水率的影响 干旱地区造林的成败由土壤墒情好坏决定，当夏天连续高温且降水偏少时，土壤的含水率也会递减。在极端干旱情况下，于 年 月测定了不同坡向的土壤含水量。测定土层深度为 ，分为 个观测层（、）。由图 可知，无论是阳坡还是阴坡土壤含水率总体均随土层加深而逐渐增加，其中阴坡土壤含水率（）均值表现为中坡（）下坡（）上坡（），阳坡土壤含水率（）均值为下坡（.）上坡（.）中坡（），由此可知，无论阴坡还是阳坡总体下坡土壤含水率相对于上坡高。实际上土壤含水率比测定值略低，因为 月 日测定后，高温持续近，到 月累计降雨量才达到 。栽植深度对苗木成活率的影响 对春季造林成活率低的针叶树种进行深入调查，发现将死亡苗木和成活苗木分别挖出调查栽植苗木土球距离地面的栽植深度对成活率的影响，针对 年降雨偏少以及成活率因素影响，于 年 月随机抽查 种针叶树种栽植的深度，每树种随机挖 株死亡树种和 株成活树种，测定栽植深度。由表 可知，华山松、云杉和油松 个树种不同栽植深度之间无显著差异（）。死亡华山松栽植深度平均为 ，成活株栽植平均深度为 ；云杉死亡的栽植平均深度为，成活栽植平均深度为 ；死亡油松的栽植平均深度为，成活株平均栽植深度为 。说明株高 的华山松、云杉和油松 个树种在栽植深度为 左右时，遇到干旱年份以及持续旱情对造林成活率产生极大影响，栽植深度大于 才能确保成活。图 阴坡（）和阳坡（）土壤含水率 （）（）表 不同树种栽植深度 单位：序号树种 死亡根栽植深度 成活根栽植深度 华山松 云杉 油松 平均 注：同列相同小写字母表示处理间差异不显著（）。：（）讨论与结论造林成活率受气候、土壤、造林方式以及管理措施等综合因素的影响。立地条件（坡向、坡位）对造林成活率有一定影响，如施友文等研究不同坡向、坡位对造林成活率的影响，发现造林坡向对造林成活率的影响极为显著，阳坡的造林成活率明显低于阴坡或半阴坡。而该试验结果表明，种树种成活率均为阴坡（）高于阳坡（），这是由于阳坡的日照时间长，土壤干燥，养分和水分均较少，而阴坡土壤较湿润，土壤含水量高，利于补充苗木所需的生长水分，各树种以樟子松成活率最差，这与袁彩霞等的研究结论一致。在干旱、半干旱地区降雨作为土壤水分补给的唯一来源，雨量的多少对土壤水分的变化起着至关重要的作用。年造林区域生长季（月）各月降雨量和气温统计资料显示，降雨量表现为 年 年 年 年，最大年份降雨量（年）是