贵州岩溶山区植被恢复技术研究
2015-01-19杨先义李永荷罗永猛余刚国裴双俊
杨先义 李永荷 罗永猛 余刚国 左 艳 裴双俊
(毕节市林业技术推广站,贵州 毕节 551700)
土地石漠化不仅使岩溶地区土地生产力下降、地表植被覆盖率锐减、系统水源涵养能力削弱、地表水源枯竭,而且造成土地资源丧失、粮食减产,严重威胁当地群众的生产生活[1]。贵州作为西南岩溶山区的中心,岩溶面积大,发育强烈,是典型的生态脆弱区,加之这里以农业为主,人地矛盾突出,水土流失和石漠化仍在快速发展[2]。但是,石旮旯地的低洼地带,由于长期的累积,土层相对较厚,且较为肥沃。针对这一特点,笔者所在单位于2007年承担并实施了国家林业局科技司下达的“岩溶山区石漠化治理及植被恢复技术示范”项目,以贵州省毕节市黔西县素朴镇营山、马路、古胜3村为研究单元,结合当地自然、社会和经济发展的实际情况,通过推广应用先进成熟的“西藏藏柏引种技术”“石山(石炭岩)地区造林绿化优良树种栽培技术”等技术成果,选择乡土树种,科学地整地、栽植、抚育,结合容器育苗、保水剂及ABT生根粉等先进实用技术的应用,进行科学合理的技术配套设计,探讨岩溶山区石漠化土地植被恢复途径,克服岩溶山区造林成活率、保存率低的问题,以期为贵州岩溶山区石漠化土地治理提供参考。
1 贵州土地石漠化现状
贵州省地处中国西南岩溶山区的中心,是中国石漠化分布面积最大、危害最严重的省份,石漠化面积已达到5 万km2[3]。全省86 个县份中岩溶石漠化面积比例在30%以上的就达76 个,占全省总县数的88%,其中岩溶石漠化面积比例在50%以上的有68 个,占79%[4]。近年来,随着一系列治理工程的实施,石漠化逐渐得到遏制,面积逐年减少。
贵州省各地市石漠化情况见表1。
2 研究区及样地概况
2.1 研究区概况
毕节市是贵州岩溶山区土地石漠化的典型区域,本研究选择的试验地位于毕节市黔西县东南部、乌江上游六广河西岸的素朴镇营山、马路、古胜3 个村,研究区属亚热带温暖湿润型气候,冬无严寒,夏无酷暑,水热同季,小气候差异明显,全年平均气温13.2℃—14.5℃,极端最高气温35.4℃,极端最低气温-10.4℃。全年≥10℃积温4 172.3℃,≤0℃气温日数为29d,日照时数1 348.9h。平均年降水量为1 005.9 mm,降水日数188d,雨季5—8月,年平均相对湿度81%,无霜期250—280d。
表1 贵州省各地市石漠化情况
2.2 研究区内生态治理情况
研究区内岩石裸露极为普遍,占土地总面积的40%以上。石漠化现象极为典型,区内有零星耕地,但石质化严重,因此研究区内老百姓对植被恢复响应的积极性较高。由于在原有实施石漠化治理时,选择树种不当,营林措施落后,虽已进行植被恢复,但树木长势差,石漠化现象未得到缓解。因此,根据适地适树的原则,通过选择适宜树种,推广应用容器苗栽植、施放客土等营林技术措施,实施岩溶山区植被恢复技术研究,以期对贵州省岩溶山区植被恢复起参考作用。项目于2007年建设实施,2009年建设完成,2009—2014年进行除草、施肥、病虫害防治、样地观测等常规抚育管护工作,因考虑监测数据的完整性和科学性,研究采用了2009年、2012年和2014年的数据进行分析对比。
2.3 样地概况
根据研究区内石漠化等级的不同,按潜在、轻度、中度、强度和极强度设置样地,每个等级设置两个样地,共10 个样地,样地面积为20m×20m。各样地监测情况见表2。
表2 样地基本情况
3 植被恢复技术
3.1 潜在石漠化土地的植被恢复技术
这一研究区位于1、2 号样地,区内森林覆盖率较高,大于40%,有少量乔木和大量的疏林和灌丛,土壤比较连续深厚,厚度在80—200cm 之间,栽植条件较好,但同时也是耕地资源的集中区,人口密度大。对于该区域的植被恢复,以营造经济林为主,根据适地适树的原则,选择适宜本地发展的桃和李,营造经济林。
3.2 轻度石漠化土地的植被恢复技术
该研究区域位于3、4 号样地,有一定的森林覆盖率,造林地块石砾含量轻,基岩裸露率30%—50%,土层厚度50cm以上,立地条件相对较好,但同时也是耕地资源的集中分布区,人口密度大。对于该区域的植被恢复,应有计划地营造经济林为主,生态林为辅。根据山区的自然环境的垂直分布带特性,采用“一坡三带”治理模式,即营建山顶水源涵养林、山腰水土保持林、山脚经济水土保持林。
山顶水源涵养林:山顶由于海拔高,土层浅薄,坡度较大,水土流失严重,为了调节坡面径流,保护水源,调洪削峰,防止土壤侵蚀,因此,在山顶营造水源涵养林。
山腰水土保持林:山腰坡面大,侵蚀严重,但仍有少量的农地,为控制坡面径流,固土护坡,保护农地,同时为了解决林农矛盾,增加收入,该区域以用材林和经果林混交,形成水土保持林。
山脚经济水土保持林:山脚人多,破坏严重,因此是治理的重点,而且该区域大部分为耕地,一旦经济效益下降,将导致水土流失和贫困的恶性循环,解决农民经济收入是该区域的关键点。因此在该区域布置经济水土保持林,既能够提高农民收入,又能够保护环境,防止水土流失。
3.3 中度石漠化土地的植被恢复技术
这一研究区位于5、6 号样地,区内有一定的疏林、灌丛或草丛,有较多的残、坡积土,但浅薄,小于30cm,具有一定的栽植条件,造林地块石砾含量中等,森林覆盖率低于30%,基岩裸露率50%—70%。因此,在植被恢复过程中,蓄水、治土、造林是该区域的核心,同时兼顾生态效益与经济效益一致、短期效益与长期效益相一致,促进区域内社会和经济的可持续发展。对该区的植被恢复,应因地制宜发展经济林为主的混合林业。
3.4 强度石漠化土地植被恢复技术
该区域位于7、8 号样地,同时也是土地石漠化治理的重点,区域内森林覆盖率低,小于20%,造林地块石砾含量较重,基岩裸露率达到70%以上,立地条件差,土层厚度大多小于10cm,基本丧失了农业利用价值,是生态环境严重脆弱的地带。该区域的治理短期内很难收到直接经济效益,因此对该区域的植被恢复,应选用耐干旱瘠薄、喜钙、岩生、速生、适应范围广、经济价值较高的树种、灌木、藤和草种,形成乔灌草合理配置的良好生态系统。
3.5 极强度石漠化土地植被恢复技术
该区域位于9、10 号样地,区域内森林覆盖率极低,小于10%,造林地块石砾含量较重,基岩大面积裸露率达到80%以上,立地条件差,已完全丧失农业利用价值,同时也不具备人工植被恢复的条件,是生态环境最脆弱的地带。该区域的治理基本难以收到直接经济效益,短期内也难以进行植被恢复,因此,对于该区域的治理,应先进行草类培育,同时利用区域类的石头作为支架,种植金银花等藤本植物,然后进行全面封育,等到土壤有一定的积累后,再培育灌木,最后促进植被的自然恢复。植被恢复林种、树种及密度等见表3。
表3 植被恢复林种、树种及密度
4 结果分析
4.1 经济效益分析
表4 研究区社会经济效益变化表
由表4 可以看出,营山村人均纯收入从2009年的1 847元增加到2014年的5 489元,增加了3 626元,马路村增加了3 865元,古胜村增加了3 469元。2009—2012年的增长率分别为76.4%、98.5%和79.9%,2012年到2014年增长率分别为68.4%、61.4%和60.2%。
4.2 生态效益分析
表5 治理前后各研究单元石漠化土地面积变化表单位:公顷
分析表5 得出,2012年与2007年相比,营山、马路、古胜三个研究单元潜在石漠化面积分别降低了48.5%、49.6%和71.6%;轻度石漠化面积分别降低了66.5%、68.5% 和52.8%,中度石漠化面积分别降低了65.1%、68.9% 和36.6%;强度石漠化面积分别降低了77.8%、48.8% 和53.5%;极强度石漠化面积分别降低了59.5%、53.6% 和79.6%。整个研究区植被覆盖率治理前为31.5%,到2012年研究区的植被覆盖率已达到46%,增长率达46%。可见,通过植被恢复,植被覆盖率得到了很大的提高。同时通过营建桃、李、花椒等经济林,经济效益增加,农户治理生态、保护生态的积极性也得到了提高,石漠化土地面积也在逐年减少。
表6 植被恢复区树种生长数量特征
分析表6 得出,2014年与2009年相比,经过5年植被恢复技术的治理,研究区内树种的高度、地径、冠幅等数量特征呈明显增长趋势,植物生物量明显增加,生态效应明显。
5 结论
5.1 因地制宜,适地适树
由于各地水文、气候等自然环境的不同,岩溶石漠化在各地也是千差万别,因此,在植被恢复时,应充分结合当地自然条件,因地制宜,适地适树,同时考虑当地社会经济条件。本研究在树种的选择上,选择适宜贵州气候,耐干旱、瘠薄,适生力强的乡土树种,这是植被恢复能否成功的关键。
5.2 乔灌结合,针阔混交
根据各石漠化地区的局部小环境,宜乔则乔,宜灌则灌,形式上不力求一致。林种选择应针阔混交,形成森林林分多样化的生态环境。
5.3 生态优先,同时兼顾社会与经济效益
岩溶山区同时也是人地矛盾突出、经济贫困的地区,因此,解决农民吃饭问题就显得极其重要,否则就会陷入石漠化——贫穷——毁林开荒——石漠化加剧——贫穷的恶性循环。在保证石漠化治理的基础上,兼顾区域经济发展的需求,并力求自然和谐,创造绿色森林景观。
5.4 科学合理的技术配套
推广应用先进成熟的技术成果,科学合理的技术配套,对植被的恢复将起到推动作用。本研究通过推广应用四川省林业科学研究院“西藏藏柏引种技术”以及中国林科院热带林业实验中心“石山(石炭岩)地区造林绿化优良树种栽培技术”等先进技术,在贵州岩溶石漠化地区进行人工植被恢复技术研究,使造林成活率达85%以上,年均树高生长量和胸径生长量大大提高,使研究区内植被迅速得到恢复,增加了林草植被覆盖度,控制了水土流失,遏制了土地石漠化,改善了石漠化地区生态环境。
[1]黄金国,魏兴琥,王兮之.粤北岩溶山区土地石漠化成因及其生态经济治理模式[J]. 水土保持研究,2013,(4) :105—109.
[2]苏维词.中国西南岩溶山区石漠化的现状成因及治理的优化模式[J].水土保持学报,2002,(2) :29—79.
[3]罗海波,宋光煜,何腾兵,等.贵州喀斯特山区石漠化治理过程中土壤质量特性研究[J]. 水土保持学报,2004,(6) :112—115.
[4]苏维词,朱文孝,熊康宁.贵州喀斯特山区的石漠化治理及其生态经济治理模式[J]. 中国岩溶,2002,(1) :20—24.
[5]贺翔,熊康宁.岩溶山区石漠化与耕地压力和粮食安全问题的耦合分析[J]. 贵州农业科学,2014,42( 2) : 177—181.