晋北太行山区不同整地规格效果分析

李永生

(山西省林业科学研究院,山西 太原 030012)

整地作为人工林培育的重要环节,具有改善立地条件、蓄水保墒、保持水土、宜于造林施工、促进幼树生长等功能。随着太行山林业生态工程建设的深入开展,在常规鱼鳞坑整地技术的基础上,提出了一些新的整地方法,如:翼式鱼鳞坑整地、燕翅形整地、隔坡复式梯田整地等。在山西省代县与山阴县交界处的雁门关山地进行了不同规格整地蓄水保墒及其对林木成活与生长影响的监测,以期选择出有利于林木生长的整地规格。

1 研究区基本情况

研究区位于山西省山阴县和代县交界处,地理坐标为 112°46′30″～ 112°47′10″E,39°9′40″～39°10′10″N,属太行山立地类型划分的太行山北段山地立地亚区。海拔 1 450m～1 600 m,为森林草原半干旱过渡地带。研究区春季干旱多风、温差较大,夏季温热多雨,秋季短暂凉爽,冬季干冷漫长;年均温 5℃,极端最高温 35℃,极端最低温-30℃;年均降水量 390mm左右,多集中在 7月至 9月;无霜期约 105 d;气象灾害主要是大风、春旱,全年平均8级以上大风达 40 d～60 d,沙尘暴天数 10 d～20 d;地貌属恒山剥蚀断块中高山区,地形复杂、沟壑纵横、连绵起伏、坡陡且破碎;母岩以石英岩、片麻岩、花岗岩为主,土层厚度 5 cm～35 cm,石砾含量 ＞30%,多数坡面裸露面积 ＞20%;土壤以山地褐土为主,砂壤或轻壤。区内植被稀少,无天然林分布,人工林以油松、杨树为主,灌木树种有山桃、山杏、绣线菊、小叶鼠李等。

2 研究方法

2.1 整地试验设计

试验地位于半阳坡,采用翼式鱼鳞坑整地方式,规格 2m×1 m×0.5m(G2),1m×0.8 m×0.4 m(G1),0.8 m×0.6 m×0.4 m(G0.8),0.6 m×0.5m×0.4m(G0.6)4种,不同规格整地面积均为0.2 hm2.春季采用油松 2～2容器苗去底栽植,栽植后进行石块薄膜双层覆盖,调查苗高、地径。秋季调查造林成活率、苗高、地径及新梢生长量。

2.2 不同规格整地成本核算

选择 2名工人,按单位土方计价结算,每日统计合格整地穴数,按当地劳动力平均价格 50元统计,折算不同规格整地单位价格。

2.3 土壤水分测定

采用美国 Decagon公司的 EM 50土壤水分测定系统,探头埋设在距地表20 cm处,不同规格重复1次,探头代号与不同规格编号一致(即 G2,G1,G0.8,G0.6),对照荒坡代号为 G荒。每 30min自动采集数据 1次,对运行1周后的平稳数据进行统计分析,土壤含水量(体积)取同一规格两次测定结果的平均值。

2.4 数据分析及土壤含水量分析

1 )试验数据采用 Excel,SPSS软件进行统计分析。

2 )日均土壤含水量:每 30 min对土壤采样1次,取日统计土壤含水量的平均值。

3 )月平均土壤含水量:取月统计的日平均土壤含水量的平均值。

4 )整地水分增量:采用不同规格整地每日或每月土壤平均含水量,计算出他们与相应荒坡或其他规格整地的土壤平均含水量之差。

3 结果与分析

3.1 不同规格整地月平均土壤含水量变化

统计每月土壤平均含水量,结果见表1.做出5月至 10月土壤含水量的变化趋势图,见图1.

由图1可以看出,不同规格整地土壤平均含水量与当地降雨呈同步规律,土壤平均最低含水量及年度内最低土壤含水量出现在 5月,土壤平均最高含水量及年度内最高土壤含水量出现在 8月。结合2009年气候状况,林地水分可划分为 4个时期:5月为林地极度缺水干旱期;6月至 7月为林地水分剧变期;8月至 9月为林地水分富集期;10月为水分稳定衰退期。测定期间,4种不同规格整地土壤月平均含水量依次为 G0.8＞G0.6＞G1＞G2＞G荒。

表1 土壤体积含水量统计 %

图1 不同规格整地土壤月平均含水量

3.2 不同规格整地月平均土壤含水量与荒坡比较

统计不同规格整地土壤月平均含水量与荒坡土壤平均含水量之差(土壤含水量增量),见第 11页表2.

表2 不同规格整地土壤平均含水量与荒坡土壤平均含水量比较

由表2可知,除 7月G2规格整地土壤含水量小于荒坡土壤含水量之外,其他月份不同规格整地土壤平均含水量均大于荒坡土壤含水量。4种不同规格整地,5月,6月,7月,8月,9月,10月土壤平均含水量比荒坡分别高出 2.95%,3.20%,5.33%,4.27%,4.61%,3.83%.测定期间(5月至 10月)不同规格整地土壤月平均含水量较荒坡增加了3.83%.

对 4种不同规格整地土壤月平均含水量与荒坡月平均土壤含水量之差经平方根和反正弦变换后进行方差分析,F=32.375＞F0.05(3,23)=3.127 4.因此,不同规格整地土壤月平均含水量与荒坡月平均土壤含水量之差差异显著。进一步做多重比较分析得出,4种不同规格整地土壤月平均含水量的增量均有显著差异。

3.3 不同规格整地成本及林木生长状况

调查统计不同规格整地的用工、造林成活率及林木生长状况,结果见表3.

表3 不同规格整地用工及成活率统计

进行成本计算时,规格 G2整地密度以 825穴/hm2计算,其他 3种规格以 1 650穴/hm2计算,人工费以平均价格 50元/d计算。由表3可以看出,G2规格整地单位投入高达 8250元/hm2,分别是 G1,G0.8,G0.6的1.4倍,1.5倍,2.0倍,而不同规格整地之间造林成活率及林木生长量差异不显著。

3.4 不同规格整地效果综合评价

统计不同规格整地造林成本、造林成活率、土壤平均含水量以及新梢生长量,结果见表4.采用 RSR秩和分析法,对不同规格整地效果进行排序,结果见表5.4种整地规格中,G1,G0.8,G0.6优于 G2.

表4 不同规格鱼鳞坑整地调查统计

表5 排序与分档

4 结论

1 )4种不同规格整地土壤月平均含水量,以G0.8最高,其次为 G0.6,其土壤平均含水量依次为G0.8＞G0.6＞G1＞G2＞G荒。

2 )4种不同规格整地,5月,6月,7月,8月,9月,10月土壤平均含水量较荒坡分别高出2.95%,3.20%,5.33%,4.27%,4.61%,3.83%,测定期间不同规格整地土壤月平均含水量较荒坡提高了3.83%.

3 )采用 G2这种大规格整地,每公顷整地穴数为其他 3种规格的 1/2,但其投入高达 8 250元/hm2,分别是 G0.8,G0.6的 1.5倍和 2.0倍。

4 )采用 G2大规格整地,每公顷投资较 G0.8,G0.6两种规格高,土壤含水量增量却低于 G0.8,G0.6两种规格。在太行山北段干旱、瘠薄的困难立地造林,不宜采用 G2以上这种大规格整地,G0.8,G0.6两种规格较为适宜,最大不要超过 G1这种规格。

5 )干旱半干旱区域人工恢复植被,整地规格既要满足林木成活生长的基本要求,也要注意对现有植被的保护。

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