金沙江干热河谷退耕还林造林模式及造林技术研究

2014-08-15赵培仙孔维喜

陕西林业科技 2014年5期

赵培仙，孔维喜，何璐

（1．元谋县林业局；2．云南省农业科学院热区生态农业研究所，云南元谋651300）

干热河谷是指高温、低湿河谷地带，在我国主要分布在西南部的金沙江、怒江、红河、澜沧江及其支流流域的河谷盆地和两旁山地，其位置是：北纬23°00～28°10′，东经98°50′～103°50′。东南方以蒙自曼耗为界，西以怒江河谷为边，北以金沙江流域永胜县与鹤庆县交界地区，向下游延伸到四川省布拖县与云南省巧家县彼临的干支流域河段，实际范围是海拨1 500m以下干旱半干旱的沿江两岸，全长1 100多km，总面积约4．0万km2。长期以来，干热河谷被认为是我国造林最困难地区之一，也被称为世界生态环境最恶劣的地区，其植被恢复一直被各级政府和林业部门关注和重视。经过林业主管部门和科研院所几十年的不断努力，该区在造林技术、树种选择、经营模式等研究已取得部分突破，筛选出一批适宜的种植树（草）种，营造了大面积的试验示范林，但整个干热河谷区的植被恢复、生态治理等难题仍未攻克。鉴于此，本文系统总结干热河谷及其植被恢复重建研究成果，阐述目前干热河谷区植被恢复重建中存在的主要问题及今后优先研究方向，以期为云南省即将启动实施的陡坡地生态治理项目和新一轮退耕还林建设提供指导性的意见和参考。

1 干热河谷自然环境特点

干热河谷环境总体特点是：气温较高，全年无冬；气候干燥、年降水少而比较集中；干湿季分明，干旱季比较长；日照时间长，太阳能有效性高；植被为河谷型萨王纳植被（稀树、灌草木丛状类型）［1］。

1．1 气候特点

气候干旱炎热，四季不分明、不仅夏秋气温高，冬春气温也很高，年平均气温＞20℃；干湿季明显突出，每年6－10月为雨季，11月至翌年5月为旱季，与同纬度地区相比，雨季时期短，干旱时间长，晴朗少云，降雨甚少，日照丰富，常有强烈的焚风和局部环，流发生。≥10℃的年平均积温＞7 000℃，最冷月平均气温＞14℃，月平均气温＞24℃的月数为6个月以上，月最高温出现在5－6月，全年无霜；年平均降水量为600mm，年蒸发量达3 800mm［2］。由于蒸发量高、降雨量少，干湿季突出，降水高度集中在7－9月，同时，还常出现高、低温灾害，是干热河谷气候灾害的特点［2］。

1．2 自然植被特点［3］

干热河谷植被，在群落外貌上多为“稀树灌木草丛”状，即以禾草为背景构成的大片草地，在草丛上又散生稀疏的乔木（高3～8m）和灌木（高0．8～3m），由于人畜干扰破坏，可变为稀树草地、稀灌草地和草地等外貌特征。群落结构上，多数分乔、灌、草三层或灌、草二层，但以草本层为群落优势层，各层郁闭度或盖度为：稀树草地乔木层郁闭度在0．3以下，一般限于0．05～0．2之间；稀灌草地灌木层盖度在30%以下，一般限于5%～25%之间；草地盖度在85%以上，限于60%～90%之间。群落植物种类独特而多样，大多为热带耐干旱种类，草地优势种如扭黄茅（Heteropogon contortus）、孔颖草（Bothriochloa pertusa）、双花草（Dichanthium annulatum）等，稀树灌木如滇榄仁（Term inaliafranchetii）、厚皮树（Lannea coromandelia）、滇刺枣（Zizyphus yunnanensis）、诃子（Treminalia chehula）、石山羊蹄甲（Bauhinia comosa ）、车桑子（Dodonaea viscose ）、疏序黄荆（Vitex negundo var．laxipaniculata）、虾子花（Woodfordia fruticosa）、刺蒴麻（Triumfetta rhomboides）等。

2 干热河谷社会状况［4］

2．1 干热河谷人口分布特点

干热河谷是西部人口密集，民族众多、开发最早的山地农业区。金沙江干热河谷分布有彝族、傈僳族、回族、藏族、布依族、白族、苗族、壮族、滿族、傣族、土族等少数民族，占总人口561．83万的16%，人口密度分布不平衡，密度最小的华坪县65．1人·km－2，密度最大的东川区171．5人·km－2，平均人口密度为109．7人·km－2，其中农村人口占总人口的90%以上。在农村劳动力中，从事农、林、牧、渔占农村劳力总数86．9%，以农作物种植为主，林、牧亦有相应的发展，第三产业发展缓慢［5］。

2．2 干热河谷医教及其交通、信息状况

干热河谷大多数处偏远山区，地势崎岖，交通、通信和能源等基础设施落后，科技、教育、文化、卫生、电力发展滞后，综合素质较低，稳高、中产农（田）面积少，低产和干旱土地比例大，地高水低且流失退化严重。导致生态保护、民族宗教问题与教育、贫困与经济发展为主体的矛盾，制约着干热河谷生态经济的持速发展。

3 干热河谷生态恢复面临的不利自然条件

3．1 干旱少雨，水热矛盾突出

金沙江干热河谷处于中山，深度切割，河谷走向与西南暖流方向垂直，焚风效应明显，致使该区年降水量少、蒸发量大，空气湿度小，且降水年内分配不均，干旱季（11月至翌年5月）仅为全年10%左右，而蒸发量为降水的10倍以上，气候干旱、水热不平衡，土壤经常出现水分亏缺，土壤相对持水量和有效水分保证率低，土壤凋萎湿度成为植物生长的阀值－“最小限制规律”表征值。干旱缺水、水资源匮缺，严重影响了区域内丰富光热资源潜力的发挥，限制了林木的保存、生长和生态环境的恢复［6］。

3．2 生态环境脆弱，自然灾害频繁［7］

金沙江干热河谷地处西南盆地过渡带，是土壤地质环境脆弱带，也是生态环境脆弱带，山地垂直自然带幅窄、递变急剧、微域差异显著，每一个垂直自然的环境容量小，承受不住外界冲击，加之气候干热、水热不平衡，植被恢复特别困难，自我调节能力差，抗灾能力低，洪涝灾害频繁。由于自然条件差，导致当地的经济收入均处于全国贫困范围以下，许多县（市）为国家级贫困县，人民生活还处于温饱低下。尤其是人口多而土地少、资源短缺，农业还处在传统农业阶段，农村经济欠发达，人口密度大，人均耕地不到0．07hm2，剩余劳动力多，土地退化，自然灾害频繁，农业综合生产力低，农业产业结构不合理等客观原因，致使该区域贫困而落后。

3．3 植被单一，森林退化［8］

金沙江干热河谷地带原生植被为亚热带季雨林，由于人蓄活动干扰严重，气候及其环境演变恶劣，区域内林分结构简单、稳定差、质量退化，森林类型单一、森林生态减弱。河谷现存植被针阔混交林退化，野生乔灌树种稀少，仅余留部分扭曲生长的云南松（pinus yunnanensis）和残留云杉（Picea asperata ）根萌发的幼树，以及部分栎类（Quercus spp．）。分布有少量的滇刺枣（Zizyphus yunnanensis）、山合欢（Albizzia kalkora）、滇榄仁（Terminalia franchetii）、余甘子（Phyllanthus emblica）、车桑子（Dodonaea viscosa）、红春（Ailanthus altissima）攀枝花（Bombax ceiba）、仙人掌（Oputia momacantha）。草丛以扭黄茅（Heteropogon contortus）和龙须草（Eulaliopsis binath）为主。

4 金沙江干热河谷退耕还林模式

干热河谷的生态恢复和重建应在遵循自然规律的前提下，找出干热河谷生态环境演变趋势及其主要因子，建立生态恢复治理的长效机制，推广实施乡土种生物多样性为主体，乔、灌、草（藤）结合的生态防护区、恢复区，与农村社会经济协调、健康发展的可持续致富区［9］，面对金沙江干热河谷区的生态环境恶化状况和自然条件、经营条件，有计划、有步聚地实施退耕还林工程、巩固退耕还林成果建设项目，必须构建多树种、多层次、异龄化的林分结构，乔、灌、草不同的种植模式与不同生态类型的树种搭配种植，形成多功能的模式效应；经过研究和摸索，金沙江干热河谷退耕还林建设采用的技术模式，按照效益和结构可分为经济林模式、生态林模式、用材林模式和林草混交立体模式等四种模式类型［10～11］。

4．1 经济林模式

该模式适合于金沙江干热河谷土壤厚度≥45 cm的壤土，坡度在8°～20°之间的坡耕地，考虑到退耕后的生态治理和退耕农户的生机问题，该模式有以下几个特点：① 林分以纯林为主，种植密度高，1 665～3 300株·hm－2，株行距（1～2）m×3m。单作模式便于经营管理，单位面积内产品经济产值高，可规模经营；②该模式的主要经营措施是充分利用干热河谷区光热资源，种植早熟鲜食水果为主，获取较高的经济效益，退耕后农户以退耕政策补助和林果收入维持生计；③ 林分经营周期长，一般水果经营期达15～30a，干果一个经营期可达20～60a；④土壤要求深厚肥沃的壤土，pH值5．0～7．5中性或中微酸土壤；⑤经营方式以高产出、高投入的规模经营为主。主要有以下几种类型：

4．1．1 葡萄经济林主要适宜在金沙江干热河谷海拔1 000～14 000m范围。葡萄喜温暖向阳环境，适应性强，耐热、耐瘠、忌严寒。造林后2a结果，4a后进入盛果区，盛产期可大达20a。年单产量30．0～45．0t·hm－2，年收入30．0～90．0万元·hm－2。主要品种有夏黑、白鸡心和红提。

4．1．2 台湾大青枣（青枣类）在金沙江流域海拔900～1 400m，气温16～40℃的河谷地带均适合生长。该树种喜光、抗干旱、耐盐碱。青枣耐瘠薄，主根发达，其萌发性强，也可保持水土。造林后第2a结果，第3a进入盛果区，造林密度为840～1 111株·hm－2，株行距3m×（3～4）m，每年7－9月和1～2月采果，年收两季，年单产量15．0～45．0t·hm－2，年收入9．0～27．0万元·hm－2。实行集约化经营。主要品种：高朗一号、留香、黄冠、碧云。

4．1．3 小枣经济林主要在金沙江流域海拔1 200～17 000m，气温在12～35℃的河谷地带均适合生长。该树种喜光、抗干旱。小枣耐瘠薄，主根发达，其萌生性强，保持水土较好。造林后3 a结果，4a进入盛果区。造林密度为1 666～2 500株·hm－2，株行距2m×（2～3）m，每年6－9月采果，年单产18．0～38．0t·hm－2，年收入10．8～22．5万元·hm－2。实行集约化经营。主要造林品种有：本地小枣、金丝4号、金丝5号、金丝6号和大红枣。

4．1．4 板栗经济林为阳性喜光树种，对温度的适应性强，在气温8～32℃，绝对高温33～40℃范围内生长良好。适宜于中性或中性偏酸的土壤。盛产期20～40a，年单产6．0～15．0t·hm－2，年产值达4．8～9．8万元·hm－2。

4．1．5 龙眼经济林主要分布在河谷两岸生长，适合海拔900～1 500m，喜欢温暖向阳环境，适应性强，耐热、忌严寒。造林后3a结果，5a后盛产，盛产期可大于40a。年单产量15．0～38．5t·hm－2。盛果期年收入 9．0～33．0 万元 ·hm－2。主要品种灵龙、石夹和储良等。

4．1．6 芒果经济林适合在干热河谷900～1 400m，在土层深厚肥沃的微酸性或中性土壤河谷两岸生长，不耐干旱瘠薄。3a即可开花结果，盛产期一般50a左右。年单产量15．0～38．0t·hm－2。年收入4．5～18．0万元·hm－2。主要品种台农一号、红象牙芒、三年芒和桂花芒为主。

4．2 生态林模式

主要目的在于保持水土、涵养水源、恢复植被、保护金沙江流域区土壤流失，建立生态保护屏障。主要针对：坡度＞15～25°（甚至＞25°）、土层厚度＜40cm的金沙沿岸生态脆弱区。模式的共同特点是：① 选择主根深、测根发达的阔叶树种和落叶丰富、萌发力强的高大乔木树种，以及抗旱、抗瘠薄、适应较强的乡土树种造林；②单位造林密度高，1 667～25 00株·hm－2，针阔混交、乔灌混交比例适中；③高标准营造人工混交工程林为主，种植乔灌、乔草带状混交或块状混交林，同时开展封山育林、封山护林，达到封育促抚，建立树种多样、群落稳定、功能互补、经济效益良好与生态环境健康稳定的治理目标。主要造林树种有滇榄仁、黄荆、金合欢、黄檀、相思类、银合欢、山合欢、山毛豆、余甘子、车桑子、仙人掌、大翼豆、龙须草等。

4．3 用材林模式

该模式主要培育本地的农用材和装饰材，主要是：①赤桉、柠檬桉和旱冬瓜：在金沙江干热河谷海拔1 300～1 600m的燥红壤、褐红壤、红壤地块生长良好。旱冬瓜生长快，生长量和生物量较高，6a间伐，产木材80m3·hm－2，总产值8．0万元·hm－2。同时旱冬瓜林分对调节气候、改良土壤物理性质、保持水土等都具有较明显的气候水文生态效应。② 云南松：海拔1 500～2 600m的地方均能较好地生长。立地条件一般的地方，可选择人工培育的营养袋苗，工程造林，立地条件好的地方可选择直播造林。云南松适应性强，能耐干旱、瘠薄，保水性能好。20a主伐，产木材80 m3·hm－2，总产值10万多元。

4．4 林草混交立体模式

该模式以充分利用金沙江河谷的土壤、光照、水资源，选择利用生物群落内各层生物的不同生态特性互相共生关系，分层利用营养空间，达到乔木、灌木与草本营造在一起，形成经济功能多样、生态效应稳定的复合混交林分模式。模式乔木经济价值高，作为退耕农户以后长期的经济来源，灌木生长迅速，覆盖度高，成为修复、稳定生态建设的快速树种，草本以牧草为主，以短养长，长短结合，切实巩固退耕还林成果建设。主要模式有：

4．4．1 板栗－黑麦草种植模式该模式适宜在金沙江干热河谷地带海拔1 200～1 600m，坡度＜25°以下的阳坡、半阳坡的中厚层山地红壤、黄红壤地段推广。板栗造林采用撩壕水平整地，规格为80cm×80cm，即：630株·hm－2，春季造林，雨季种草。该模式年单产板栗4．5～6．0t·hm－2，产鲜草450．0t·hm－2，年产值2．3～6．3万元·hm－2。

4．4．2 黄檀、辣木－黑麦草种植模式该模式适合海拔9 800～1 600m的干旱河谷地区。为了提高造林成活率，黄檀、辣木采用营养袋育苗造林，于7月中旬造林，草种提前在5－6月撒播。该模式中，年产鲜草5 000kg以上，年产值1．5～3．0元·万元·hm－2。

4．4．3 龙眼－香叶天竺葵种植模式适合海拔1 000～1 400m的有灌溉条件的干热河谷，土壤≥60cm以上的坡耕地。选择抗性强的健壮龙眼嫁接苗造林，苗高规格高≥70cm，地径≥0．8cm以上。头年穴状整地，规格为100cm×100cm×100cm，施足底肥并回填土，株行距4m×4m，即：630株·hm－2，雨季造林。造林后在龙眼行间栽香叶天竺葵。该模式年产龙眼12．0～18．0t·hm－2，香叶天竺葵一年收割3～4次，出油率0．1%～0．2%，油价约800～1 500元·kg－1。

5 金沙江干热河谷退耕还林造林技术

5．1 生态林耐旱树种选择

实践表明，干热河谷区生态林树种选择应以深根、长效、耐瘠、耐旱耐、速生、萌发力强、宿根为主的乔、灌、草，混交种植可分为三类。

5．1．1 耐旱、耐瘠强的乔、灌、草树种这类树种较耐旱，在干热河谷区最干旱的3－5月土壤含水量仅在5%～8%能生长正常。乔木树种不出现枝叶枯落，一旦土壤水分适量，很快抽发新梢，当年的生物量比较大，特别是雨季，枝梢生长量可达1．5～2．0m。草本作物属宿根性作物，雨季来很快抽生，当年覆盖率可达95%以上。这类植物主要有酸豆树（Tamarindus indica）、攀枝花（Bombax ceiba）、滇刺枣（Zizyphus yunnanensis）、山合欢（Albizzia kalkora）、银合欢（Leucaena glauca）、金合欢（Acacia fornesina）、赤桉树（Ecamaldulensis）、滇榄仁（Terminalia franchetii）、黄荆（Vitex negundo var．laxipaniculata）、锥连栎（Quercus franchetii）、鈇橡栎（Q．cocciferoides）余甘子（Phyllanthus emblica）、车桑子（Dodonaea viscosa）、山毛豆（Tephrosia candida）、剑麻（Agave americana）、仙人掌（Oputia momacantha）等。

5．1．2 耐旱、耐瘠中等的乔、灌、草种这类树种适合于阴坡和丘陵坡地中、下部，在干热河谷区4－5月土壤含水量在8%～10%能生长正常，种类有云南松、旱冬瓜（Alnus nepalensis）、栓皮栎（Q．variabilis）、柠檬桉（Eucalyptus citridora）、羊蹄角（Bauhinia purpurea）、台湾相思树（Acacia richii）、薄荚相思树（A．ceptocarpa）、大叶相思（A．auriculiformis）、马占相思（A．mangium）、厚荚相思（A．crassicarp）、小桐子（Jatropha curcas）、苦楝（Melia azedarach）、印楝（Azadirachta indica）、黄檀（Dalbetbia hupanahance）等。

5．1．3 耐旱性一般的树种这类树种在沟滩、坡地，旱季有一定灌溉条件、土壤肥力比较好的地方生长良好，并通过栽培管理可产生较好的经济效益。种类有龙眼（Dimocarpa longan）、芒果（Mangifera indica）、台湾青枣（Zizyphus mauritians）、小枣（Z．jujuba）、葡萄（Vitis vinifera）、咖啡（Coffea arabica）、竹类（Bambusoideae）、板栗（Castanea mollissima）等。

5．2 造林技术［12］

5．2．1 造林方式干热河谷地区气候炎热干燥，不同土壤类型、土壤水分环境、质地状况以及坡向、坡度、坡位是确定物种选择和造林整地的关键，根据地块的立地条件和造林资金投入情况确定造林林种和树种。

（1）地块相对平整，土层厚度≥40cm以上、地块坡度＜15°，且具备水源或能集雨节（滴）灌条件的确定种植经济林，树种选择葡萄、龙眼、芒果、台湾青枣、金丝小枣等名特优水果，种植模式采用复合高效栽培。

（2）地块坡度≤20°的缓坡地，土层厚度≤40 cm以下，且不具备水源条件的地块选择种植生态林，树种选择赤桉、柠檬桉、酸豆树、攀枝花、银合欢、黄檀、印楝、车桑子、大翼豆等，种植模式一般采用乔－灌（如赤桉＋车桑子）。

（3）地块坡度≥25°陡坡地带，土层厚度≤20 cm以下，土地质量差，区域性植被相对较好，干旱水蚀突出，选择造林的林种为生态林，树种选择山合欢、银合欢、余甘子、云南松、剑麻、车桑子、金合欢等。种植模式采用灌－草或乔－灌－草带状混交模式。

（4）地块坡度≥25°以上陡坡地带，土层厚度≤20cm以下，土地质量差，主要以金沙江沿岸一、二层面山和金沙江一级支流的陡坡水土严重流失区，树种选择余甘子、金合欢、银合欢、滇榄仁、车桑子、剑麻、仙人掌、大翼豆等，种植模式采用灌－草或乔－灌－草株行混交模式。

5．2．2 整地类型整地方式的正确与否，是关乎造林后树种能否正常度过来年干旱季节而成活的重要措施［13］，应按地块的环境因子确定整地类型，可选择以下几种有效方法造林整地：①反坡梯田及水平阶梯整地。适用在土层深厚，坡度平缓的连片地、缓坡地，采用机械挖水平沟和挖大塘，水平沟宽×深：1m×1m；大穴长×宽×深：1．4 m×1．4m×1m，种植经济价值高、产值长效树种。②水平沟。用于坡度在15°～25°，适用在连片整齐且侵蚀沟少的坡地，采用机械挖水平沟，宽×深：0．8m×0．8m；其优点是调整土壤结构，蓄水多，能充分切断地表径流，增加土壤含水量，主要种植具有经济效益又有生态效益的长效果树、速生丰产林。③鱼鳞坑。适用在地形破碎，侵蚀严重，土层较薄的地段，坑长×宽×深：0．8m×0．8m×0．8m，种植灌木林或小乔木。

5．2．3 整地时间实践证明，整地时间在12月至翌年的1－2月为最佳，由于目前劳动成本高，采用机械挖坑，同时经3～5个月的高温暴晒，有利于土壤熟化。

5．2．4 培育营养袋壮苗［14］实践表明，苗木质量的好坏，关系到造林成活和后期生长，苗木太大成活率降低，苗木太小，生长缓慢，不利于中耕管理，因此，干热河谷区造林，必须选用营养袋育苗移栽。经济林苗木选用一年生砧木半年嫁接苗和一年龄营养袋实生苗，苗高≥80cm，地茎粗1．0 cm以上；速生丰产林苗木选用4～5个月的营养袋苗，苗高≥0．5～0．8m，茎粗0．5cm以上。

5．2．5 栽植时间干热河谷造林应选择雨季天造林，抓住雨季土壤水分充足，苗木易成活和易迅速生长的特点，在6月底至8月初阴雨天种植。旱季具备灌溉条件，种植高效经济林果的可以在当年12月至翌年的2月种植。

5．2．6 精细栽种，加强抚管增肥改土，重施基肥，在5月初至6月上旬，种植沟底层施24．0～30．0t·hm－2土杂肥或垃圾肥，与表土拌匀后回填，上层施3．0～4．5t·hm－2钙镁磷肥或普钙，与底土拌匀后回填。定植苗木要求做到起苗少伤根，运苗不干根，营养袋土不松散，适时浇水。苗木成活后要及时进行一次培土，并铲除定植沟内杂草，如有缺塘及时补苗，雨季结束时要中耕除草，进行地面覆盖，减少水分蒸发，顺利度过翌年旱季。在全年抚育管理过程中，禁止牲畜进入植被恢复区，减少人为和牲畜破坏。

金沙江干热河谷退耕还林根据不同拨和不同立地条件，选用不同的造林方式，选择深根、长效、耐旱、耐瘠薄的乔木、灌木和豆科草本植物，组成不同的造林模式；机械环山水平撩壕沟或大穴开挖整地，增加外动力，调整土壤结构；采取施足低肥、培育壮苗，径流集雨、旱季覆盖、封山抚育等科技成果应用，可在较短的时间内恢复生态植被，覆盖率或植被覆盖度达85%，植株保存率达到95%以上，迅速增加植被，减少水土流失，恢复生态。

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