防风固沙林栽植技术及灌溉方式探究——以小海子村西行口生态治沙项目为例

王 盼

（甘肃省张掖市甘兰水利水电建筑设计院，甘肃 张掖 734000）

1 项目及项目区概况

肃南县明花乡地处巴丹吉林沙漠边缘，多年来，由于受特殊的自然环境和地理位置因素的制约，土地沙化盐碱化严重，生态环境、沙漠植被保护相对较差。高温、干旱和降水少等自然灾害天气繁多，每年一到春季，沙尘暴肆虐，全乡的群众和万亩农作物都要遭受沙尘暴的袭击，给当地人民群众的生活、生产带来极大损失和困扰。进行项目区生态治沙，营造防风固沙林，不但是构筑明花乡生态安全屏障、改善生态环境的需要，更是科学合理开发沙漠资源、增加农牧民收入的迫切需要。

近年来，明花乡人民群众通过建设实施万亩生态沙产业试验区行动，抢抓国家生态保护政策机遇，在确保不对生态环境造成破坏的前提下积极开发和利用沙生植物，采用滴灌等高效节水措施，发展肉苁蓉、文冠果等林果药材生态沙产业，实现经济发展与生态保护齐头并进，演绎一曲“让沙漠变绿洲，让绿色惠民生”的沙海绿歌。

2 防风固沙林栽植技术

2.1 树种选择

2.1.1 立地条件分析

肃南县明花乡地处河西走廊中部，巴丹吉林沙漠南缘。项目区气候类型属典型的内陆沙漠型气候，具有降水少、干旱少雨、风沙大和气候干燥等特点。土壤为风沙土、流动风沙土和灰棕漠土，土壤质地疏松，物理粘粒少、持水力低、有机质及养分贫乏，抗蚀性弱，风蚀严重。

2.1.2 林种、树种选择

项目区地貌类型为半固定沙地，向林业部门多次了解其多年造林经验，大部分区域只适宜梭梭等沙生植物生长。梭梭成活成林后，根系发达，能深入地下吸水，3年生的梭梭树，地下根系能有地上部分的3～4倍大，能够真正起到“锁住沙漠”的作用。因此，治理区造林树种优选为抗旱、耐盐碱、抗风沙的乡土树种灌木（梭梭）。梭梭的生物学特性见表1。

表1 树种的生物学特征表

2.1.3 苗木处理

从外地引进的苗木必须经过实地考察，且运输时间不能超过3 d，以保证成活率。栽植期间做到随起苗随栽植，不能按时栽植的要及时进行假植，假植地点选择在背阴、排水良好的沙土地进行，沙土湿度在40%左右，逐层将苗木根部埋实，以防透风失水。

2.2 造林密度

造林密度的大小，直接影响着幼林的郁闭及林木的生长与分化，造林密度的确定以造林目的、树种特性和立地条件等为依据。密度过大，成林后水分、养分消耗增大，易造成梭梭死亡，梭梭成林后郁闭度加大，易发生白粉病，影响生长，严重时造成植株死亡[1]。治理区按照GB/T 16453.2—2008《水土保持综合治理技术规范》、中华人民共和国林业行业标准GB/T 15776—2016《造林技术规程》和Ly-T1607—2003《造林作业设计技术规程》确定造林树种的最低初值密度。根据相关规定，梭梭1穴3株，最低初植密度为18株/亩，由于治理区立地条件差，根据多次对梭梭造林固沙成功经验的调查，为保证成活率，将梭梭初植密度调整为167株/亩，大于规范规定初植密度，详见表2。

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2.3 造林整地与方式设计

适时整地是造林成功的重要因素，根据造林区干旱少雨、蒸发量大的特点，选择在早春3月初进行。梭梭栽植株行距2 m×6 m，每条支管首部均设阀门，支管末端接0.85 m、内径25 mm钢管，钢管距首端10 cm处焊接15 cm长把手，即可栽树，又可浇水，无需开挖树坑，如图1、图2所示。

图1 内径25 mm钢管

图2 造林树种配置图

2.4 造林设计

2.4.1 造林时间及方式

适时造林是造林成功的重要因素，在土壤解冻后，苗木萌发前，3月下旬土壤返潮前进行造林。根据造林树种和造林区地形地貌确定造林方式。造林方式为植苗造林，植苗造林以移植苗为主，定植要求苗木根系不破损，分层覆土踏实。

2.4.2 苗木的栽植

造林方法主要采用“三埋两踩一提法”，栽植后要分层填土踏实，使土壤与苗木根系紧密接触，不留空隙，灌足“坐根水”。裸根苗苗木栽植前对根系进行修剪，剪去腐烂和受伤的根、过长的主根和须根，再将苗木放入清水浸泡24 h后，泥浆蘸根或100 ppm浓度的ABT生根粉溶液浸根1-2 h后栽植。栽植时，先将表面干沙清理干净，之后人工挖穴栽植，栽植时将苗木放入植树穴，保证苗木根系舒展，将表土填入穴内，提苗踩实，栽植深度以高于原土痕2～3 cm，随栽随灌水，待地表发白时，扶直苗木，培土保墒，栽后15 d再浇第2次水。

2.4.3 灌水

苗木定植后灌水1次，灌水要做到及时、渗透，确保苗木发芽成活所需水分。

2.5 抚育管理设计

科学的造林方式是苗木成活的前提，但是造林后苗木抚育管理工作的好坏，更是关系到巩固造林成果的大事。特别是新栽植的幼林，项目区立地条件相对较差，幼林抵抗外界不良环境的能力较差，也容易遭受牲畜、野生动物的啃食，从而影响成活率。抚育管护的任务在于幼苗成活、郁闭和成林的过程中，通过人工干涉，使树木保持良好的结构和疏密度，以保证树木生长稳定，充分发挥其生态保护作用。分为幼林抚育和郁闭后抚育。因此，对新造幼林要及时检查，幼林郁闭前要及时灌水、松土、除草、修枝、抹芽和病虫害防治，只有加强抚育管理，才能保证迅速成林，使林带尽早发挥防护作用。

治理区造林地段立地条件较差，风沙较大，因此，能否使栽植的苗木成活率高、保存好，发挥较好的生态效益，对生态环境的改善起到根本的促进作用，其抚育措施主要有灌水、补植和管护等。

3 造林工程配套灌溉系统设计

3.1 传统灌溉方式的弊端

传统滴灌灌溉模式管道铺设后，一是大风季节滴灌带极易被风吹乱，影响灌溉效果；二是传统滴灌灌溉期2～3 a后，梭梭便可依靠天然降水自然成活，管道再发挥不了其应有的作用，从而造成了管材经济方面的浪费。

3.2 灌溉设计

3.2.1 水源工程

小海子村西行口治理区北部2 300亩造林地地下水埋深较浅，采用简易蓄水池+汽油泵+管道系统的灌溉模式。该模式在项目区以南的高台县罗城镇花墙子村已成功实施，该项目区内梭梭生长情况较好。

在低洼处开挖简易蓄水池，开挖边坡1∶1.75，挖深3～5 m，利用浅层地下水，蓄水池池体周边均为砂砾，池底坐落在黏土地基之上，蓄水池净长5～8 m，净宽5～8 m，净深3～5 m，池内水位2 m左右，池底铺设一层土工布（200 g/m2）。以简易蓄水池为圆心，能灌溉蓄水池周围270亩梭梭。因地质条件的差异，部分区域不满足修建简易蓄水池的条件，利用汽油泵从周边已有蓄水池远程输水至浇水区，该区再开挖简易蓄水池，蓄水池池底若没有坐落在黏土地基之上，需铺设塑料布防渗。相邻简易蓄水池的最大间距不超过460 m，2 300亩梭梭林共开挖简易蓄水池11座。

汽油泵规格型号为XK80ZB20-4.3Q，即水泵流量是30 m3/h，扬程为20 m。

3.2.2 输水管道工程

管道采用二级输水管道，均为移动管道，浇水时分片灌溉。水泵接200 m长、内径80 mm消防软管（高压防爆水管），消防软管作为干管，每隔40 m接双向支管，支管采用50 m长、内径25 mm塑胶软管（0.2 MPa），10个支管同时工作。管网所需配件有：接头、异径接头、四通、三通和球阀等设施。

每条支管首部均设阀门，支管末端接0.85 m长、内径25 mm钢管，钢管距首端10 cm处焊接0.15 cm长把手，即可栽树，又可浇水，不用开挖树坑。

根据调查，每人1 h可灌溉0.4亩梭梭，10个支管需10人同时工作，水泵每天最多可工作21 h，可灌溉84亩梭梭。270亩梭梭灌溉一次需3.2 d。2 300亩梭梭林同时工作4台汽油泵，设1台汽油泵备用，配置4套管道系统。消防软管使用年限为1 a，塑胶软管（0.2 MPa）可用3 a。

（1）流量确定

项目区主要种植梭梭，种植模式为行距6 m，株距2 m，每亩共56穴。梭梭第1年灌溉7次，第2、3年分别灌溉5次，每次每穴灌水0.015 m3，每次灌水定额0.84 m3/亩，第 1年灌溉定额 5.88 m3/亩，第 2、3年灌溉定额分别为4.2 m3/亩、4.2 m3/亩。

（2）管径及管材选择

理论分析表明，水头损失与管径的幂成正比，管径太小，管道阻力将显著增加，效率下降，但是，管径太大又会增加投资，浪费资金，因此要根据经济流速进行计算，经济流速选择1.5 m/s，则管径按下式计算：

式中：Q-管道设计流量（m3/s），v-管道流速，取 v=1.50 m/s。经计算：

干管管道流量为30 m3/h，计算管径为84 mm，可选择内径为80 mm管道；支管管道流量为3 m3/h，计算管径为26 mm，可选择内径为25 mm管道。因管道均为移动管道，浇水时启用，非灌溉期需整理收集好，则管道需选择耐磨、弹性大，具有良好的物理力学性能和化学稳定性的管道，根据高台县2018年“三北”防护林工程经验，干管选择消防软管（高压防爆水管），支管选择塑胶软管（满足0.2 MPa压力）。

灌溉系统出水口设计工作水头0.5 m，田间管网最不利工况下总水头损失15.13 m，水泵至出水口的最大高差是4 m，则灌溉系统需要19.63 m的水头才能正常工作。

4 结束语

在肃南县明花乡干旱半干旱沙区采用种植梭梭的造林技术，可以减少地面挖树坑的扰动，利用浅层地下水的灌溉模式，不仅可以使有限的水源集中到苗木根部，减少了灌水蒸发损耗，而且能够明显提高造林成活率、促进苗木生长。该项目造林技术和灌溉技术可有效提升造林区灌溉耗材的问题，也可运用于其他干旱半干旱地区植物种植和造林过程中。

合理灌溉既可以节约水资源、降低能耗，而且可以保证树木生长所需水分，提高造林效果，达到合理灌溉、科学用水和高效用水[2]。