辽西半干旱石质山区覆盖保墒造林试验

2013-08-08孙颖耿立君万丽杰孟凡丽

防护林科技 2013年1期

孙颖，耿立君，万丽杰，孟凡丽

（辽宁省建平县林业局，辽宁朝阳122400）

辽西半干旱区造林地多分布于半石质山和石质山地，土层极薄，植被稀疏，水土流失严重，造林难度大、成活率低等困扰着这一地区的林业发展。针对这一难题，在以往常规抗旱造林技术的基础上，进一步吸收借鉴国内外先进理论和技术经验，根据辽西半干旱地区的自然环境特点，自1999年开始，采取覆盖保墒抗旱造林技术并进行总结，提高了辽西半干旱地区造林成活率和保存率，为全面指导春季造林提供了有效保障，并取得了较好的效果。

1 试验地概况

本试验地设在建平县，位于辽宁西部，地处科尔沁沙地南缘，西北高东南低，南有松岭山脉为屏障，北有努鲁尔虎山横贯，平均海拔500～1 000m，属低山丘陵区。全年降水少，年蒸发量为1 600～1 860mm，干旱发生频率达26%～33%。

2 试验方法

为了应用不同覆盖材料对林地保墒的效果，我们选择覆盖方式为覆地膜（黑地膜、普通地膜2种）、覆秸秆、穴内置石，以不覆盖为对照，试验树种为2年生的柠条（沙棘）和油松（侧柏）。调查覆盖对林地土壤温度提高的效果和对林地土壤湿度的影响。

3 结果与分析

3.1 不同覆盖材料对造林地生态环境的影响

覆盖的作用在于调节土壤温度和水分、促进养分分解、保护地面免受降雨对土壤冲刷和养分的淋溶等，从而改变造林地生态环境条件。覆盖对土壤温度的调节作用因覆盖材料的不同而表现出不同的效果。

3.1.1 覆膜对土壤温度的影响在幼苗成活期间采用地膜覆盖提高土壤温度的效应明显（见表1）。无论是土壤表层，还是深层温度都比对照高。但不同深度土壤增温效果表现不同，愈接近表层，增温效果愈显著，依次递减。

表1 覆膜对土壤温度的影响 ℃

在一天中，不同深度的土壤增温效应也表现出同样的趋势，见图1。不同深度的土壤温度，一天中随太阳辐射强度增强而升高。其最高值出现在14：00前后，越接近深层其温度的最高值出现得越晚，最高温度值也低，因而幼苗根系层温度变化趋于稳定。从覆膜造林效应的结果看出，地膜能使植树穴范围内土壤温度升高，增温速度加快，日出1h后，地面温度比对照高19.3℃，比地下15cm温度高2.0℃，而且温度到达最高值后，降温速度缓慢，能有一定程度的保温作用，特别是幼苗根系层的土壤温度，一天中处于长时间的稳定状态。因而，使幼苗成活期间的有效积温比对照提高124.5℃，这一温度因子的变化，对于调节幼苗成活期低温的不利影响，促进新植幼苗新根的萌发、生长，将会起到重要作用。

图1 覆膜土壤温度日变化

3.1.2 覆草和覆石对土壤温度的影响通过对10 cm深土层一天的温度变化情况来看，覆草和覆石均能降低土壤温度，无论是土壤表层还是深层，其温度都比对照有所降低；但不同深度土壤降温效果表现不同，愈接近表层，降温效果愈显著，依次递减。我们选取10cm深土层一天中的平均数据加以分析，见图2。从图2可看出，覆草降温效果要好于覆石。从10cm深土壤层一天中各时间段来看，每段时间的温度变化规律相同。均为覆草最低，覆石次之，对照最高，从一天的平均温度来看，覆草比对照温度降低3.6℃，覆石比对照低1.1℃。

图2 覆草、覆石10cm深土壤一天温度变化

3.2 不同覆盖材料对土壤含水量的影响

表2 覆盖后的造林地各月土壤水分测定结果%

植树穴覆盖后，使造林地土壤蒸发面积缩小，加之抑制了杂草的生长，使植物蒸腾量也相应减少，因而控制了造林地土壤水分的无效消耗，改善了水分条件。据对不同深度土壤湿度的测定结果（表2）表明，造林后覆草、覆石、覆膜，无论是表层，还是深层土壤，其水分含量都高于对照，尤其是幼苗成活需水的临界期（4—5月）的土壤含水量，在0～10cm层深度，4月覆草含水率比对照高2.04%，覆膜比对照高1.51%，覆石比对照高0.72%；在10～20cm层深度，覆草含水率比对照高1.67%，覆膜比对照高0.97%，覆石比对照高0.57%。从覆盖材料来看，覆草效果最好，0～10cm深度土壤平均含水率比对照高2.34%；覆膜次之，0～10cm深度土壤平均含水率比对照高1.37%；覆石0～10cm深度土壤平均含水率比对照高0.52%。

从土壤水分测定结果不难看出，半干旱区石质山地覆盖造林，能使造林地局部土壤水分含量升高，保持土壤水分相对平衡，对调节幼苗与环境因子的矛盾，补偿幼苗在干旱期对水分的需求有着十分重要的意义。

表3 覆盖对土壤理化性状的影响

3.3 不同覆盖材料对土壤理化性质的影响

覆盖造林，由于土壤温度、水分等条件的变化，使土壤中水、气、热状态得到了充分改善，导致土壤中好气性生物活动的旺盛，加快了土壤母质的矿化速度和微生物的分解、转化、释放的过程，因而造成植树穴局部土壤理化性状与对照产生明显差异（见表3）。从表3还可以看出，不论哪种覆盖材料、在不同土壤深度内，土壤的各指标值均优于对照，随覆盖材料不同而有差异：综合起来看，以覆草对土壤理化性质影响最大，其次是覆膜。

3.4 不同覆盖材料对苗木成活率的影响

通过对5个树种成活率最终调查结果来看（表4），不同覆盖材料能提高大部分树种造林成活率。但不同树种提高的幅度有所差别。从不同树种来看，油松采用3种覆盖材料平均成活率达到74.9%，比对照提高23.8个百分点；侧柏平均成活率达到95.1%，比对照提高11.4个百分点；刺槐平均成活率达到83.3，比对照提高10.7个百分点；柠条平均成活率达到93.2，比对照提高10.7个百分点；沙棘平均成活率达到78.8%，比对照降低2.1个百分点。这是由于沙棘在幼苗期不喜高温，所以覆膜的成活率比对照低13.5个百分点；虽然覆草、覆石的成活率高于对照，但3种覆盖材料平均成活率还略低于对照。从覆盖材料来看，以覆草成活率最高，覆膜次之。究其原因是因为覆草后，土壤温度变化小，有利于根系生长，降低蒸腾效率，减少覆盖区内水分无效损耗，不论在丰水年还是欠水年都有明显的保墒作用：所以说在半干旱地区石质山进行覆盖造林，不论从造林效果还是经济成本上看应以覆草为主。