云南省困难立地植被恢复技术

李朝明，夏泽源，何冬梅，刘佩云，余兴朝

(云南省林业调查规划院营林分院，云南 昆明 650021)

云南省困难立地植被恢复技术

李朝明，夏泽源，何冬梅，刘佩云，余兴朝

(云南省林业调查规划院营林分院，云南 昆明 650021)

近些年造林绿化工程如火如荼进行，造林工作的重心已从宜林地和荒山造林转移到困难立地植被恢复上。困难立地由于干旱、土壤贫瘠等原因，造林成活率和保存率低，是生态恢复的关键区域。文章在界定困难立地类型及生态特征的基础上，对植被恢复应遵循植被演替理论和水分平衡理论的生态学理论进行探讨，进一步阐述困难立地植被恢复技术中的适合植物种类筛选、育苗技术、造林技术和抚育管理技术。并提出提高单价投资，重视后期管理，先进技术成果应用等建议。

困难立地；植被恢复；植被演替；适地适树；水分平衡；育苗技术；造林技术；抚育管理

成果说明：本文由李朝明和夏泽源共同完成，对文章的写作有同等的贡献，并列为第一作者.

困难立地指的是工程造林难以进行的立地类型，包括干热(暖)河谷、石漠化山地、风沙侵蚀地、干旱贫瘠的石质山地、盐碱地、泥石流堆积地、受严重污染的土地、采矿迹地、尾矿堆积场地、高陡道路边坡和弃渣场等类型[1]。这些立地植被覆盖率低，风沙或雨水等侵蚀严重，是生态修复的关键区域，若不重视对这些生态脆弱区域的植被恢复，可能会进一步影响到生态安全。云南省作为西南生态安全屏障和生态文明建设的排头兵，生态建设任重道远。近些年，云南省造林绿化工作如火如荼开展，易于造林的地区基本上完成了造林任务，生态建设重点已经转移到困难立地的植被恢复上。根据云南省森林资源连续清查第五次复查结果，云南现有宜林地和无立木林地面积为345.9万 hm2，占全省林地面积的7.1%，其中困难立地的面积达73.36万 hm2，占宜林地和无立木林地面积的21.2%，困难立地植被恢复是造林绿化工作的重难点，已面临生态攻坚的关键阶段。2009年，时任国家主席胡锦涛在联合国气候变化峰会上承诺，到2020年，中国的森林面积要在2005年基础上增加 4 000 万 hm2，蓄积量增加13亿 m3，困难立地植被恢复是实现林业双增目标的重要途径之一。植被恢复是解决困难立地生态脆弱性的必要手段，从根本上改善恶化的生态环境。随着中国对生态环境保护的重视，国内许多专家学者都对云南困难立地植被恢复的问题进行了大量的研究，如：张平究对石林景区植被恢复不同阶段土壤微生物群落结构及活性的变化研究[2]；赵琳对云南干热河谷退化生态系统植被恢复影响因子的特征分析[3]；南岭对元谋干热河谷地区典型植被恢复模式的水土保持效应研究[4]；谷勇对云南熔岩地区石漠化生态治理与植被恢复的研究[5]。迄今为止植被恢复的方面尚未形成一套完整的理论体系，研究内容主要集中在恢复过程中的植物生理学方面，植被恢复技术研究仍然处于起步阶段。

目前，困难立地植被恢复的难点主要集中在成活率和保存率低。由于地形复杂、气候变化、人为干扰等因素的影响，造成土壤有效含水量低，不足以保证苗木成活的需水量；水土流失带走地表土壤，造成贫瘠，苗木生长的矿质营养供应不足。文章通过对困难立地植被恢复技术相关文献进行整理综述，旨在为云南困难立地植被恢复研究提供参考。

1 困难立地主要类型及生态特征

云南省因复杂的地形地貌特征和多种气候类型的影响，立地类型差异较大，且分布不均匀。目前困难立地主要集中分布在干热河谷地区、石漠化地区和高寒山区。据2013年《云南省重点地区困难立地造林工程规划》统计，三大类型困难立地面积为：干热河谷区12.19万 hm2，石漠化地区44.78万 hm2，高寒山区7.13万 hm2。

1)干热河谷地区，海拔在 1 600 m以下，云南几个大的干热河谷地区海拔约为 1 000 m，最低点海拔仅267 m，与云贵高原面海拔差距在200～1 000 m[6]。海拔差异造成气候的差异，年日照时间、年均温都比附近非河谷地区要高；年降雨量较低，雨季降雨量550～650 mm，干季降雨量50～160 mm，蒸发强烈，相对湿度较小，干燥度1.5～2.5。干热河谷土层较厚，但植被稀少，覆盖率不足5%。

2)石漠化地区，由于人为干扰严重，地表植物破坏严重，土壤受到水流冲击流失，立地生产能力减弱和衰退，地表岩石逐渐裸露。主要分布在海拔 2 000 m以下的喀斯特地貌区。

3)高寒山区，主要特点是海拔高、气候比较凉、昼夜温差大、降雨量小、积温低、无霜期短，植物生长缓慢，天然更新困难。主要分布在海拔 3 000 m以上的高山和亚高山的陡坡、深谷。

2 植被恢复的生态学理论

多年来在困难立地造林的效果并不显著，原因主要是造林地块立地条件较差和未遵循植被恢复的生态学理论。困难立地植被恢复应遵循植被演替理论和水分平衡理论。

2.1 植被演替理论

困难立地由于受到人为干扰和自然因素的影响，植被群落的结构由复杂逐渐变得单一，群落稳定性下降，地表裸露，逆向发展，这个过程实际上是植被群落的逆向演替。遵循植被演替理论的基本规律，有助于植被群落的正向演替。按演替发生的时间长短，演替可分为快速演替、长期演替和世纪演替3大类，目前的困难立地现状要求，短期演替是防止生态环境继续恶化的必要手段。

2.1.1 植被地带性

植被地带性即植被的类型随地理位置的变化而变化。由于气候受到经度、纬度、海拔高低的影响，植物生长环境受到地理因素的制约。地表热量受到纬度位置影响，随低纬度往高纬度而降低；水分则受到离海洋距离远近和大气环流特点的影响；海拔高低也引起了热量和水分的重新分配。植物为了适应生长环境，呈地带性分布规律。困难立地植被恢复需根据立地所处的地理特征，寻找适合的地带性植被。干热河谷地区应选择具有耐旱、耐高温的灌木树种；石漠化地区选择具有耐旱、耐贫瘠、耐盐碱的树种；高寒山区选择具有耐寒、耐低温的树种。

2.1.2 适地适树

适地适树原则，即造林过程中使树种的生态学特性和造林特性与立地条件(气候和土壤条件)相适应，以利于成活成林，充分发挥立地的最大生产潜力，是造林的基本原则。适地适树的方法主要是选择，途径是改造。选择主要是根据树种生长特性选择相适应的造林地，或者根据造林地的立地条件选择相适应的的树种；改造途径主要是改地适树和改树适地，根据树种的生长需求改造立地条件或根据造林地的生态环境改变树种的生长特性，使立地环境与树种的生长特性相匹配。就目前的技术手段，改变树种的特性可能性非常低，这方面的研究还处于环境胁迫研究的初级阶段。选树和改造立地是解决困难立地植被恢复的有效途径。

2.1.3 最优选择

植被群落的恢复不能仅靠单一的物种，天然植被群落都具有优势种和伴生种，优势种是群落的主要组成部分，对地带性生态环境适应能力强，生存和更新能力显著，选择生态适应性相对较强的树种造林更容易成功。

2.2 水分平衡理论

水分是植物生长的必需物质，是营养物质的溶剂。充足的水分是植物生长的重要条件，缺乏水分，植物生长就会受到制约。充足的水分能够保证植物细胞的膨压，但缺乏水分时，细胞膨压不足，植株生长停滞，表现为矮小。水分对植株根冠、光合作用、呼吸作用、蒸腾速率、矿质元素的吸收和运输都具有制约作用。植株生长的各个阶段对水分的需求不同，幼苗幼树阶段植株的生理活动弱，需水量不多，只要保证适当的水分就能够维持生长；植株生长旺盛阶段，光合作用、呼吸作用、蒸腾速率以及生殖分化对营养物质和水分的需求较大。

云南干热河谷雨季在6—10月，以2003年为例，6—8月降雨量占全年降雨量的77.1%，旱季降雨量极少，且零星降雨，地表蒸发快，无法被植被吸收利用，为无效降雨[7]。降雨是干热河谷地表水的唯一来源，因此造林季节要选在雨季进行，这个阶段能够满足植株幼苗期的水分需求，再加上其他固体水的应用，能够确保造林成活率。不同石漠化阶段土壤保水能力差异显著，表层土壤由于粘粒数量、微毛管空隙数量较少，蓄水能力与底土无显著差异，表现出较大的水分释放能力[8]，常造成干旱现象。

土壤水分供应充足才能确保植株的正常生长发育，而土壤水分受到土壤结构和季节变化的影响，通过人为调配水分的空间和时间的再分配，可以确保土壤水分的平衡。例如，集水造林、坐水反渗、固体水、吸水材料的应用等均可改善土壤水分，确保植株生长环境的水分平衡。

3 困难立地植被恢复技术

3.1 筛选适合的植物种类

生态系统的功能是由其结构的复杂程度决定的，群落结构越复杂，抗干扰能力就越强，稳定性越好。困难立地造林应遵循植被演替规律，模拟天然植被群落组成，乔灌草相结合使群落稳定性得到增强。大部分的人工林都是纯林，林分结构单一，地表覆盖物稀少，枯枝落叶量少，水土保持作用十分有限。裸露的地表容易使土壤水分蒸发，降水利用率降低，且容易造成养分平衡失调。

1)干热河谷气候类型主要是由樊风效应形成，属于非地带性气候，植被恢复引入地带性树种未必适合。特异性气候环境下，可根据干热河谷区域植被分布特征选择相应的乔灌草结合植物进行群落修复。例如，乔木可选择木棉、虾子花、扭黄毛、牛角瓜，稀树灌木干草丛、石质山地可选择仙人掌、霸王鞭等肉质多刺灌丛作为先锋树种。

2)石漠化地区的主要问题是水土流失严重，土壤贫瘠且薄，地表岩石裸露，选择耐干旱贫瘠的乡土树种进行植被恢复，例如，忍冬科金银花具有耐旱、耐贫瘠、耐盐碱、耐贫瘠的特点[9]，对生境要求不高，是石漠化区域治理的首选先锋树种。

3)高寒山区应选择具有耐寒、耐冻特性的树种，例如干香柏、云南松、华山松等，在滇西北高山区要选择高山松、云杉、冷杉、藏柏等，灌木可选择高山栎、沙棘、高山杜鹃、山茶等灌木树种作为先锋树种。

3.2 育苗技术

苗木是造林的基础，苗木质量好坏影响着造林效果，困难立地造林苗木成活困难，选择良种壮苗进行造林有助于提高造林成活率。根据造林的需要育苗技术选择容器育苗为宜。

与传统的裸根苗相比，容器苗具有发达的根系，运输过程中不易损伤的特点，能够提高造林成活率[10]。容器苗具有很多优点：缓苗期短，苗木生长迅速，能满足大规模的生产需求；另外因其根系在容器内形成，具有完整的根团，起苗和运输过程受到的损坏较少，移植后根系恢复较快，不会发生生长停滞现象，造林成活率比裸根苗高；集约化育苗，节约育苗场所和劳动力，精量播种，种子利用率高，有利于实现育苗机械化和工厂化。目前容器育苗技术应用已很广泛，但也存在一些问题：主要体现在育苗容器的选择和基质的配制。国外学者认为容器苗基质应以弱酸性、低肥、质轻为好，体积不易受干湿变化影响，保水效果与通透性能良好，可根据育苗需要调整容重、平衡空隙，同时基质不易滋生病虫害[11]。在温室内进行培育的容器苗因高温高湿，极易发生病害，如苗木立枯病、根腐病等，育种前要对基质、种子等进行消毒处理。基质的组成和比例应根据造林树种选择试验，确定科学的配方，选择目前市场上专为苗圃生产配制的基质。

3.3 造林技术3.3.1 封山育林

封山育林主要是通过封禁措施，根据林木的天然更新能力和植被的自然演替规律，使植被稀少的林地和人工造林困难的区域自然成林。通过封山育林自然演替形成的植被群落结构相对于人工林更为复杂、生态系统稳定性强，其次是封山育林投入成本低、见效快，投入产出比高，是恢复困难立地植被的经济效用措施。

对于岩石裸露程度高、土壤贫瘠的石漠化区域和降水稀少的干(暖)热河谷地区，造林难度较大，通过封山育林措施可以有效地实现生态系统植被的正向演替。困难立地人工造林的成本高，造林效果不显著，尤其以大面积的人工造林最为困难。由于人工林的树种单一，结构层次简单，森林稳定性和抗逆性差，极易受到恶劣环境条件的影响，极端雨雪天气、病虫害、以及人畜活动对人工林的稳定性影响比较大，而通过封山育林形成的植被群落生物多样性和生态功能比人工林要丰富。高山陡坡、水土流失地、干旱半干旱地区，可以结合小流域综合治理技术，与封山育林育草、更新造林、人工促进天然更新等手段紧密结合，实现植被群落的演替发展。在人畜活动频繁的区域，采取次铁丝、壕沟等措施设置围栏，以免受到人为活动的影响。

3.3.2 集水造林

集水造林就是在干旱地区以林木生长的最佳水量平衡为基础，通过合理的人工调控措施，对有限的降水资源进行时间和空间上的再分配，在干旱环境中为树种的生长发育创造适宜的环境，并促使该地区较为丰富的光、热、有机质的生产潜力充分发挥，使林木生长发育在接近当地生态条件下产生最大生产力[12]。王百田[13]对多种技术条件下土壤水环境的研究表明，集水技术不仅改善了土壤水分环境，还提高了林木对降水的利用率。李志友[14]通过对比研究表明，集水造林相对于鱼鳞坑造林成活率、林木生长量都有显著性提高，集水造林坑地膜覆盖对林木的生长速率没有显著影响，但能够有效提高造林成活率。景维杰[15]对不同间距水平阶集水造林，对降雨前后土壤含水量、造林成活率、幼林生长效果等研究发现，水平阶荒坡保水集水的效果明显，集水效果、造林成活率以及幼林生长状况皆随着水平阶距的增加而减弱。

3.3.3 吸水材料的应用

20世纪70年代，美国农业部北部研究中心研发出了高分子吸水材料，得到很快推广应用，80年代在日本和欧洲等国家推广应用到蔬菜种植、花卉培育、植树造林[16]。国内对吸水剂的研究自80年开始，造林绿化工程中应用的也比较多，主要集中在吸水机处理苗木根系和土壤2个方面，从“七五”计划开始中国就把超强吸水剂在农业上应用与推广定为重点科研项目,据统计, 自吸水剂实现工业化生产以来,90%用于工业领域, 在农林业上的应用大约占 8%～10%[17]。吸水剂主要有拌土型和蘸根型2种：1)拌土型，使吸水剂充分吸水后与种植穴内的土壤均匀搅拌，然后栽苗，覆土；2)蘸根型，吸水剂吸水后与稀泥混合，使用裸根苗蘸根造林。张明刚[18]认为，干旱季节造林时宜选择拌土型吸水剂充分吸水后再与穴土混合种植，荒山造林采用蘸根型吸水剂。

吸水剂在中国林业上应用已有30多年，虽然局限性比较大、成本高，但是在干旱半干旱地区是提高造林成活率和保存率的有效手段之一。

3.3.4 地膜覆盖造林

在干旱、高寒山区使用地膜覆盖可以减少土壤水分的蒸发、保温增温，促进林木生长发育，在干旱和霜冻条件下能正常生长[19]。苗木根系的生长、对营养物质的吸收转换都需要适宜水分、温度，通过覆盖地膜可改善土壤水分状况和温度。干旱造林地覆盖地膜可阻止土壤水分在高温环境下垂直蒸发，促进水分横向移动，提高深层土壤水分利用率。干旱地区由于土壤含水量低，根系吸收的有效水分较少，造成根尖细胞浓度比胞外浓度低，细胞通过渗透压失水，导致植株正常生长发育受到影响。江燕[20]研究发现，地膜覆盖可有效减少土壤水分散失，促进甘薯光合产物的形成和根系的生长分化。覆盖地膜减少了土壤热量散失，有利于苗木在霜冻季节平安越冬，同时保护土层不受风雨侵蚀，减少水土流失。地膜的保温增温作用为微生物的生长提供了适宜的环境，有利于有机质的降解，植株对营养物质的吸收利用增加，促进生长量的增加[21]。除地膜覆盖外，秸秆和枯枝落叶覆盖也能提高造林的成活率和保存率，是干旱立地条件下造林的有效措施之一。

3.4 抚育管护

困难立地造林的主要目的是防止脆弱生态环境进一步恶化、恢复生态系统结构和功能，其生态效益须放在首位。困难立地造林存在的关键问题是造林成活率和保存率低，主要原因是造林质量差和只造不管。造林初期苗木抗性较弱，对环境胁迫、病虫害、人为干扰的适应性极差，造林后管护对成活率和保存率极为重要。造林后需要采取人为措施对苗木进行保护，例如施肥、浇水、设置围栏、套膜防冻等手段，其最根本的是要把管护责任明确落实到个人。

4 建议

4.1 提高单价投资

困难立地造林成本极高，交通条件、苗木培育、整地、移植以及栽后管理等每个环节都需要投入大量的资金。国家对单位面积造林资金的投入相对较低，新一轮退耕还林政策补助为 22 500 元/hm2，实际上只有 4 500 元用于种苗补助，苗木质量大大降低。这对于困难立地造林效果影响极大，农民对造林的积极性不足，还需设置困难立地造林专项基金，增加成本投入，确保造林质量合格。目前，干热河谷的投资大约需要 27 150 元/hm2，石漠化区域需 31 350 元/hm2，高寒山区需 26 700 元/hm2。

4.2 重视后期管护

“三分造，七分管”，造林是否能够成活、成林、成材，主要取决后期管护。困难立地造林工作推进多年，但成果甚微，除了造林技术不完善，还因为后期管护不足，只造不管或者管护不到位的现象比较普遍。就目前而言，急需从制度上明确后期的管护责任，把管护工作具体落实到个人。

4.3 先进技术成果应用

困难立地植被恢复是一项涉及多学科的复杂工程，要实现其保护生态安全的重要功能，就要确保现有的科学技术成果在造林成果中得到广泛应用与推广。改善造林地立地条件，提高土壤水分、苗木质量，吸水保水材料的应用，提高造林成活率，促进林分生长，提高生态系统的稳定性。

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Discussion on Vegetation Restoration Technology of Difficult Sites in Yunnan Province

LI Chaoming, XIA Zeyuan, HE Dongmei, LIU Peiyun, YU Xingchao

(Yinglin Branch, Yunnan Institute of Forest Inventory and Planning, Kunming 650021, China)

In recent years, afforestation projects have been a hot topic, and the focus of afforestation has been shifted from planting in forestation-suitable lands and barren mountains to vegetation restoration in difficult sites. Due to drought, soil sterility etc, the survival rates and preserving rates of the planted vegetation were low in difficult sites, which became key areas for ecological restoration. This paper explored ecological theory and technology of vegetation recovery, it also presented post-management measures regarding vegetation restoration in difficult sites such as plant species selected, seedling cultivation technique, afforestation techniques and tending management. Furthermore, this paper put forward suggestions to improve investment of per unit, attach importance to late management, and to apply advanced technology.

difficult site; vegetation restoration; vegetation succession; match species with the site; water balance; seedling culture techniques;

10.3969/j.issn.1671-3168.2017.01.014

2016-11-26;

2017-01-10

李朝明( 1990-) 男(拉祜族)，云南耿马人，硕士.研究方向:森林林培育.Email: leecming@ yeah. net 夏泽源(1974-)男，硕士，研究方向：林业.Email:xia_zy1974@163.com

S728

A

1671-3168(2017)01-0063-05