韩城市象山森林公园边坡绿化技术
2019-07-22邢金金孙振武牛君侠李锦朝
邢金金,孙振武,牛君侠,卫 欣,李锦朝,王 磊
(1.韩城市象山森林公园管理处;2.韩城市林业局,陕西 韩城 715400)
近年来,许多专业技术人员通过不断的试验与实践,摸索出了一套既能起到较好的边坡防护作用,也能有效利用石质边坡改善生态环境的绿化技术。这些技术依据边坡绿化所需固定植生条件的不同,分为客土植生带绿化法、客土喷附绿化法、框格客土绿化法、喷混植生绿化法等[1],不同的方法各有施用条件和优缺点。
韩城市位于关中平原东北部,是典型的台塬地形地貌区,自古就有“七山二水一分田”的概括[2-3],山地占全域面积的70%,其中有基岩出露面积达32.7%,大都为“石山土帽”,坡度在25°以上者占50%[4]。多年来,韩城水土流失总面积达到1.42×105hm2,占全市总面积的86.8%,平均土壤侵蚀模数2 407 t·hm-2·a-1,年侵蚀总量3.93×106t,属陕西省水土流失重点治理市[5]。为了改善生态环境,提高气候变化应对能力,保护区域生态安全和增进林地碳汇功能,韩城市近年来开展了一系列造林绿化工程,生态环境得到明显改善,但是这些造林主要集中在中部浅山区、缓坡区和平原区,石质边坡绿化成效不明显。因此,我们在实施韩城市象山森林公园绿化工程中,进行了石质边坡绿化造林技术实践,取得了满意效果,总结如下,以期为相同或相似条件地区造林提供参考。
1 象山森林公园概况
韩城市象山森林公园位于金城区象山,E110.395°~110.417°,N35.471°~35.493°,总面积253.3 hm2,处于暖温带半干旱区域,属大陆性季风气候区,年平均气温13.5 ℃,年均降水量559.7 mm,地质为黄土高原石质山地,地貌为关中盆地东南台塬区;土壤种类为黄土性土、褐土、塿土和红土4个土类,7个土种,土壤容重为1.4~1.6 g·cm-3,pH值7.4~8.2,0~30 cm土壤养分中等(表1)。
表1 项目区0~30 cm土层土壤养分含量
2 象山森林公园石质边坡生态特点及存在问题
2.1 坡度较大、难以施工
项目区主体为象山森林公园的东坡、南坡和西坡,这些坡的坡顶和坡底土层较厚、坡度较缓,以刺槐为主,造林难度较小;而半坡土层较薄甚至没有,以石灰岩为主,坡度均>40°,以灌草为主,造林难度较大。
2.2 土层薄,土壤贫瘠,播种及出苗困难
石质边坡缺少植被生长所必需的土壤条件和养分条件,无法直接进行种子撒播或植生带绿化,尝试采用国内外广泛应用的水力喷播技术,其防护效果也很不理想,究其原因是喷浆与石质坡面的黏结力很小,无法固定或长时间固定;另外,由于山底煤炭开采,造成地下水层断裂,山体蓄水保水功能不足,含有活化养分少,植物根系很难从边坡石质层中吸收到足够的水分和养分来保障其正常生长发育。
2.3 小环境温度等变化剧烈,不利植物生长
石质边坡由于少土甚至无土覆盖,比热容较小,在阳光直射下裸露层表面温度过高,造成种子难以发芽且苗木存活较难。
2.4 项目区周边环境复杂
项目区紧邻厂矿、村镇,人迹频繁,潜在火灾隐患较大;同时,由于山体地貌复杂、交通不便,为苗木抚育和抢救造成了困难。
3 象山森林公园石质边坡绿化技术
3.1 整地方式
石质边坡绿化造林整地的工程措施是为达到固土保水、加厚土层的目标。整地方式主要根据地形地貌、土壤质地、造林树种等情况,设计2种整地方式:
(1)穴状整地:适用于土层较厚、坡度较缓的平坡地。设计3种规格,分别为栽植穴直径(D)>70 cm、深度(h)>40 cm,D>50 cm、h>30 cm,D>30 cm、h>20 cm,穴底径>0.8穴口径。
(2)鱼鳞坑整地:适用于坡度>40°的坡地,设计4种规格,分别为D>70 cm、h>60 cm, D>60 cm、h>50 cm,D>50 cm、h>40 cm,D>30 cm、h>30 cm。整地时,采用机械凿石打坑,人工填土作基,用碎石和砂浆砌筑围堰,边缘修整固化,形成石质鱼鳞坑条带,起到固坡、蓄水、保水作用,鱼鳞坑沿山坡等高线排列成行。
3.2 造林树种选择
根据作业设计、一些学者及相关地带森林植被调查研究成果[6-10],并结合森林体验和休闲观光的主题,遵循适地适树,以乡土树种为主、外来树种为辅,兼顾生态功能和景观效果等原则,选用的主要造林树种有白皮松、油松、侧柏等常绿乔木,红叶李、樱花、碧桃、银杏、石榴、垂柳、茶条槭、暴马丁香、栾树等落叶乔木, 黄栌、连翘、海棠、紫薇、南天竹、丛生红叶李等灌木。
3.3 苗木规格与造林密度
根据作业设计、生态功能和区域位置,按照“科学、高效、节约”原则确定苗木规格与造林密度。主要栽植抗寒、耐旱、抗盐碱树种,“三证一签”齐全的Ⅰ级壮苗。山体平缓处以常绿树种为主,针阔、乔灌按1∶1块状或带状混交,株行距为3 m×3 m;坡面也以常绿树种为主,以株间混交为主,乔灌混交比例为1∶3,栽植密度为2 m×2 m,山体分层设立防火隔离带,栽植阻燃树种(表2)。
3.4 树种空间布置
3.4.1 景观区的设计布置 位于山顶或山底地势平缓处,以提供休闲、娱乐、商业等功能为主,依据建筑风格和区位等因素,设计四层垂直结构[6]:大型乔木成荫纳凉、小乔木观叶赏花、灌木补充点缀、草地填充增绿,形成“一季成荫、两季有果、三季有花、四季常青”的园林景观。
3.4.2 森林景区的设计布置 主要位于山体坡面,以H=1.5~2 m的白皮松、油松、侧柏为主要绿化树种,搭配黄栌、连翘等灌木,分层设置以阻燃树种为主的防火带,林荫小道贯穿其中,形成苍翠满山、花色点点的城市背景。
3.5 栽植技术
3.5.1 栽植时间 栽植时间主要为秋末冬初和早春,春季在3月中旬至萌芽前进行(规格小的苗木尽量选择此季节栽植),秋冬季在10月下旬至12月下旬进行。
表2 项目区主要树种配置情况及规格
3.5.2 栽植方法及保障成活率的措施 石质边坡立地条件差,植被结构重建、生态恢复较困难,人工绿化造林过程中,经常使用保水剂和生根粉等辅助材料来提升苗木成活率。栽植前将苗木用生根粉(ABT3)处理,主要有3种用法:小乔木及灌木,采用25 ppm浸根0.5~2 h;大乔木用50 ppm浸根1~2 h;带土球用10 ppm灌根,该项目统一用量为35 ppm;栽植中在苗木根部施入保水剂(聚丙烯酰胺型,该项目统一用量为每株40 g)及肥料,与土均匀搅拌后填土,埋土深度以高出原根径土痕5 cm左右为宜;栽后扶正压实,大乔木可选用三角支架或者钢丝拉线,以锚桩铺助支撑;第一次浇透水,待水下渗后覆土保墒保湿,并修筑蓄水盘,后用1~1.5 m2地膜覆盖树盘,减少蒸发蒸腾,第二次灌水在第一次灌水后4~6 d进行,再过10 d左右可灌第三次水。后期管护中具体灌水时间可根据树种、气候、土壤水分等实际情况确定,做到补水及时,确保满足树木生长所需的水分条件。园林小品中苗木在树根周围种植草坪和摆放鹅卵石,减少土壤蒸发面积。
3.6 后期管护措施
项目后期管理措施主要有灌溉、防火、抚育等,根据土壤墒情等及时浇灌,加强巡查预防森林火灾,每年抚育2~5次,抚育以浇水、除草、培土和修剪为主,做到“三不伤、二净、一培土”;病虫害防治采用生物防治和物理防治、生物防治和化学防治相结合的方法。
4 讨论
本项目始于2013年4月,完成于2014年底。共栽植乔木4.3万株,灌木9.2万株,项目完成并管护3 a后,平均成活率>90%,至今存留率>85%,证明石质边坡绿化造林是可行的,选择合适的造林树种和苗木规格,采用有效的人工整地、土壤改良、保水保墒、促进生根等成套措施,能够改变以往石质边坡绿化造林难和难造林的现状。但是对于不同造林模式下石质边坡绿化长期管护措施、群落结构、土壤理化性质、土壤养分及进化演替等内容,还需有针对性的进一步深入研究。