古交市煤矿采空区造林树种选择研究

2017-04-05韩涛

山西林业 2017年2期

关键词：山桃山杏侧柏

韩涛

（太原市国营林场，山西太原 030003）

古交市煤矿采空区造林树种选择研究

韩涛

（太原市国营林场，山西太原 030003）

古交市地形复杂，沟谷纵横，平均海拔1 604m，丘陵山地占全市总面积的95%。进行了不同抗逆性树种选择研究，从中选择出了适宜的造林树种，对加快古交市造林绿化步伐具有重要意义。

古交市；煤矿采空区；造林

1 试验研究材料与方法

1.1 研究地概况

古交市地形复杂，沟谷纵横，平均海拔1 604m，丘陵山地占全市总面积的95%，河谷平川尚不足5.0%。汾河由西向东横贯全市，较大支流有屯兰河、原平河及大川河。属于北温带大陆性气候，年日照时数2 808h，最高气温40℃，最低气温-20℃，年均温9.5℃；年均降水量460mm，主要集中在7月-9月；冬春季节多风，最大风速7.20m/s，风向多北西；无霜期平均202d；土壤类型多样，垂直分布为山地褐土、褐土性土、淡褐土性土、间有草甸土，成土母质为石灰岩、砂质岩。表层有机质含量平均1.967%，PH7.3～8.4。

石千峰、屯兰川分布有天然次生林。立地条件较好的山地有侧柏、油松为主的人工针叶林；村庄周边及河滩分布有少量杨树人工阔叶林；草地以中覆盖度和低覆盖度草地为主，无高覆盖度草地；农林牧结构不合理，系统抗逆能力差，生态环境较为恶劣。

1.2 试验材料及研究方法

试验造林地位于市境北部，海拔975m～1 225m，坡向以阳坡为主，有少量半阴、半阳坡，土壤为褐土性土，土层深厚，全部为煤矿采空区。2008年实施绿化工程，造林整地前全部进行了土地复垦，造林树种及苗木规格：油松、侧柏苗高40cm～50cm营养杯或带土胎苗木，山桃、山杏地径2.0cm，国槐、五角枫、火炬、刺槐、新疆杨、漳河柳、毛白杨等阔叶树胸径3.0cm；管理措施，除阔叶树第一年种植后进行基本浇水管理外，包括针叶树在树木生长期间，未进行任何人工管理包括浇水、施肥、锄草等抚育措施。2011年试验采取机械布点的办法，对北山造林地的12个主要造林树种及配置，设置50个样地，面积3.34hm2，进行样地成活率、保存率调查，并对生长状况进行评估，从中筛选出最佳种树种及置配模式。

2 试验结果分析

2.1 煤矿采空立地因子调查

2.1.1 采空区土壤对比分析

通过对该区域土壤因子调查，采空区由于地表发生沉陷、裂缝、错位，使原地貌起伏度增加，增加了土壤侵蚀强度。造成的裂缝导致塌陷区土壤耕作层厚度减少，引起土地荒漠化、贫瘠化，土地生产力严重下降；裂缝导致土壤水分大量流失，特别是在非降水期间蒸发增强，水分损失较大。经过对比分析，土壤有机质含量减少30%左右，植被盖度减少10%～40%，地表径流侵蚀增强。

2.1.2 采空区对植被影响

通过调查分析，本区域植被丰富度排序为：草本灌木乔木、群落的总丰富度受草本丰富度的影响，群落结构总体不稳定；采空区植物群落的变化是该风沙区地表塌陷后加快风蚀进程的重要指证，地表破损率与植被生长状况呈负相关关系；采煤塌陷直接导致植被死亡率增大，降低了植被防风固沙的作用，从而使本区域发生严重风蚀。

2.2 试验地水分动态变化分析

（1）研究区5月-8月，平均降水量59.50mm，月平均蒸发量176.50mm，是月平均降水量的3倍左右，月平均温度20.37℃。

（2）采煤沉陷使土壤月平均含水量显著降低，月变化由大到小顺序依次为5月、8月、6月和7月降水后15d内。与未采区相比，沉陷区距地表0cm～100cm范围土壤含水量显著减小；距地表0cm～100cm范围内，采煤沉陷使土壤水贮量损失增大，沉陷裂缝密度越大、距裂缝距离越近，土壤含水量越低。

（3）采煤沉陷使0cm～40cm土壤水分变异性增强，从土壤水分分布格局分析，采煤沉陷使土壤水分含量减小，空间异质性增强。

2.3 抗逆性树种选择研究

树种选择适当与否是造林成败的关键因子之一，根据北山立地条件，选择油松、侧柏、国槐、火炬、五角枫、油松+山桃、侧柏+山杏、刺槐、新疆杨、漳河柳、毛白杨、丁香为主要造林树种及配置，进行了样地成活率、保存率调查，并对生长状况进行了评估，从中选择出了适合煤矿采空区造林的树种与模式。

2.3.1 树种成活率分析

从调查结果可以看出：油松阴坡纯林、侧柏纯林、油松+山桃混交林、侧柏+山杏混交林成活率最高，其次为国槐、五角枫、新疆杨、丁香、火炬等成活率一般，刺槐、毛白杨、漳河柳成活率最低，山地造林效果较差。从经济角度考虑，油松阴坡纯林、侧柏纯林、油松+山桃混交林、侧柏+山杏混交林，在保证生态恢复的前提下，还能为采空区造林带来较好的经济效益；单纯从生态稳定角度分析，油松+山桃混交林模式、侧柏+山杏混交林模式效果最好。

2.3.2 树种保存率分析

树种成活后，受气候、土壤水分以及人为因素影响，导致保存率降低。从调查可以看出，在未经过补种的前提下，油松阴坡纯林、侧柏纯林、油松+山桃混交林、侧柏+山杏混交林保存率超过85%；国槐、五角枫、新疆杨、丁香、火炬保存率75%～84%；刺槐、毛白杨、漳河柳保存率75%以下。由此可见，油松阴坡纯林、侧柏纯林、油松+山桃混交林、侧柏+山杏混交林模式适宜该采空区造林使用。

2.3.3 树种生长状况分析

调查结果显示，油松+山桃混交林、侧柏+山杏混交林生长良好，对煤矿采空区域适应能力强。油松阴坡纯林、侧柏纯林从林分稳定角度来讲，不具备适用性，其他阔叶树种在山地采空区表现一般，甚至较差。调查发现，刺槐有部分受旱严重，导致死亡现象较多，表明该树种适应能力差。由此可见，单纯从生长状况来说，煤矿采空区混交林的生长健壮程度要优于纯林，针叶树优于阔叶树。

2.4 树种配置模式分析

培育混交林可以充分利用光能和地力，可以较好地改善林地立地条件，促进林木生长，发挥林地多种效益，能够有效提高林木抗性。

2.4.1 油松混交造林模式

从调查可以看出，油松+山桃混交林成活率高，能达到90%，保存率也超过85%，树种生长状况良好，是煤矿采空区造林理想的混交模式，尤其是在阴坡半阴坡表现更好。根据油松和山桃耐干旱的生物学特性以及古交市自然环境条件等分析，油松多种混交造林模式可以在不同的条件下使用。

2.4.2 侧柏混交造林模式

从调查结果可以看出，在干旱阳坡，侧柏+山杏混交模式是表现最好的造林模式，成活率能够达到91%，保存率也超过88%，树种生长状况表现良好。混交方式为行间混交，混交比例侧柏占50%～70%，山杏占30%～50%。

2.4.3 国槐与其他阔叶乔木树种混交造林模式

混交树种主要有火炬、五角枫、新疆杨等，混交比例可按5∶5配置，混交方式以行间混交、块状混交为好。国槐与其他树种混交造林模式，主要以营造景观林为目的，要求土层深厚且要有一定的水源保证。