民勤干旱荒漠区纯黏土地不同深度补植造林性状效果对比研究

盛强文，陈珍新，梁盛山，富雅琼，陆红梅

（武威市石羊河林业总场，甘肃 武威 733399）

民勤县地处石羊河流域中下游，是西北荒漠区生态恶化最明显、植被退化最严重、水资源供需矛盾最突出、治理过程最艰难的地区，同时也是当下国内社会关注度最高和我国强度最大的沙尘暴多发区之一[1]。面对日益恶化的生态环境，民勤县进行了大规模治沙造林，在408 km 风沙线上，营造了342 km 的防风固沙体系，有效治理风沙口191 个，发明了不同类型的治沙模式，有效遏制了风沙危害，为石羊河流域生态环境治理做出了积极贡献[2]。在风沙危害治理中，植物措施和工程措施是流沙治理的主要措施，而植物固沙是固定流沙、阻截流沙河、防止荒漠化的基本措施，也是最经济有效的措施[3]。因此，民勤县开展了大量的人工造林工作，总结出了梭梭、沙拐枣、柠条锦鸡儿、花棒等沙丘造林技术[4-6]，人工造林面积超过15.32×104hm2。人工林的营造为民勤生态环境的治理与恢复发挥了积极作用，沙尘天气明显减少，小气候环境不断改善，风沙危害逐步降低。但是，石羊河下游滩涂地中零星分布的黏土地是特殊困难的造林地，地表植被稀疏，严重影响防护林的质量。

造林是土壤水分保墒非常重要的措施。在黏土地实施采用不同深度补植造林，通过观测定植穴不同深度的土壤水分、造林成活率及苗木生长指标，确定切实可行的黏土地补植造林适宜的深度，总结干旱荒漠区纯黏土深穴覆土保墒造林技术，解决民勤黏土地困难立地条件造林技术难题，能为植被稀疏、造林保存率较低的纯黏土地块通过人工林营造促进植被恢复，充分发挥防护作用和功能提供技术支撑。

1 试验地概况

试验区位于东经103°05'，北纬38°38'，分布于石羊河林业总场小坝口分场西河滩林区，海拔1 380 m。属典型的温带大陆性气候，年平均气温9.2℃，极端最低温-26.9℃，极端最高气温41.1℃，≥0℃活动积温3 647℃，无霜期170 d。年均蒸发量2 644 mm；春季盛行西北风，年均风速2.5 m/s，最大风速23.0 m/s；全年风沙日可达83 d，风力强劲。主要灾害性天气有冻害、霜冻、大风、干热风等。土壤以壤土为主，含沙量少，有机质含量少，微显碱性；试验区地块平整，土层厚度在1 m 以上，土壤颗粒细腻，渗水速度慢，土质坚硬，浇水后极易开裂。区内植被稀疏，有个别梭梭、盐爪爪、锦鸡儿等，种类少，结构简单，植被覆盖度约3%。

2 试验方法

设定黏土地作业区补植造林面积2.67 hm2。3 月12 日在小坝口分场西河滩林区林中黏土地空地进行补植造林，密度为50 穴/0.067 hm2，株距2.5 m、行距4 m 进行挖穴，定植穴直径40 cm，深分别为40 cm、60 cm、80 cm（栽植穴中留部分虚土，虚土坑深30 cm）。第1 次灌水，穴满为止，落水后再人工挖穴，保证穴深40 cm。

补植造林采用人工植苗造林方式，在整理好的定植穴中，挑选合格的苗木植入，填土至地表20 cm，轻提苗木使根部与土壤紧密结合，再分层填土踏实。栽植时，要保证苗木根系充分舒展。栽后灌第2 次水，穴满为止，待水下渗后，覆土保墒。

2.1 定植穴深度

挖穴深度共设计3个处理水平，依次为T1：40 cm、T2：60 cm、T3：80 cm，每个处理按5穴处理，每个处理重复5次。

2.2 灌水次数

整地后和栽植后各灌水1 次，后期抚育灌水设计1 次、2次、3次3个处理水平。

2.3 覆土

3 个处理水平依次为N1：不覆土、N2：覆土2 cm、N3：覆土5 cm，按打坑深度设定，N1设1 个重复，N2、N3各设2 个重复处理。

2.4 观测时间在每次灌水前取土测定

第1 次灌水前（5 月20 日），后续抚育灌水前1 周（7 月20日）4个观测期处理。

2.5 造林成活率和生长量测定

设计5月20日、6月20日、7月20日观测发芽率和新梢生长量，10月20日统计造林成活率和测量补植苗木生长状况。

3 结果分析

3.1 整地深度对造林进度的影响

每次计时按打坑机每打5 穴设为1 个时段，分别按照T1、T2、T3连续打坑5 穴，每个计时段重复5 次，测定结果见表1。T1用时最短；T2比T1多5 s；T3用时最长，比T1多20 s，比T2多15 s，穴深与打坑用时成正比。

表1 不同整地深度用时统计Tab.1 Different depth of land preparation time system

补植造林要求浇水需浇透、浇足，保障苗木正常生长对水分的需求。在民勤荒漠地区滩地造林，靠水车拉水浇灌，补植灌水在预算支出中占比最大。补植造林不同整地深度1穴/次灌水量统计见表2。

表2 不同整地深度用水量统计Tab.2 Statistics of water consumption at different depth of land preparation

由表2 可知，在栽植前后两次浇灌水随着整地深度的加深而浇灌所需水量呈逐渐增多的趋势，按灌水多少依次为：T3>T2>T1，从第3 次抚灌水后，每穴灌水量基本相等，没有随着整地深度而变化。每穴灌水量随着灌水次数逐渐相同，依次为：第1 次>第2 次>第3 次=第4 次=第5 次。因此，随着灌水次数的增加而提高了补植工程的难度和资金预算。

3.2 整地不同深度、覆土情况对土壤含水量的影响

由表3 可知，干旱荒漠区纯黏土经经造林浇灌土壤含水量整体情况如下。按整地深度依次为：T3>T2>T1；按覆土情况依次为：N3>N2>N1。土壤含水量具体情况如下：①N3观测深度30 cm处依次为：T3>T2>T1；N3观测深度45 cm处依次为：T3>T2>T1；覆土5 cm 深度65 cm 处依次为：T3>T2>T1；②N2观测深度30 cm 处依次为：T3>T2>T1；N2观测深度45 cm 处依次为：T3>T2>T1；N2观测深度65 cm处依次为：T3>T2>T1；③N1观测深度30 cm处依次为：T3=T2=T1；N1观测深度45 cm处依次为：T3=T2=T1；N1观测深度65 cm处依次为：T3>T2>T1。覆土后土壤含水量在同日与打坑深度呈正比关系，但T2N1和T3N1观测深度45 cm 处的土壤含水量与T1N1的差别较大，T2和T3相比T1的土壤含水量相差2 个百分比左右；在观测深度65 cm 处土壤含水量差距更大，相差5个百分比左右。

表3 不同整地深度、覆土情况土壤含水量Tab.3 Soil moisture content under different soil preparation depth and covering condition

3.3 不同整地深度、覆土情况对造林成活率的影响

不同整地深度、覆土情况造林发芽率，见表4。

表4 不同整地深度、覆土情况造林发芽率Tab.4 Germination rate of afforestation under different soil preparation depth and covering condition

由表4可知，整地不同深度、覆土情况对苗木发芽率和成活率有一定的影响，特别是覆土情况，对苗木成活率影响大于整地深度的影响。①N1发芽率最终全部成活，成活率依次为T3=T2=T1；②N2发芽率只有部分成活，依次为T3=T2=T1；③N3发芽率只有部分最终成活，依次为T3=T2=T1。T1N2、T2N2和T3N2均超过90%。因此，灌水后及时覆土十分重要。

3.4 整地深度对苗木生长量的影响

由表5 可知，①整地深度不同对补植苗木生长在前期影响不明显，随着时间的推移，苗木生长量逐渐显示出整地深度的意义，从6 月下旬开始，苗木生长量就有差别，T2和T3较T1生长量多1 倍，T2和T3无差别。②覆土情况对补植苗木生长影响较大，N1苗木新稍生长量只有N2的1/3，N3的1/4，从补植完成3 个月开始，覆土与否就逐渐显示出差异，N3最佳，新稍最终长度35 cm，生长量最低为N1，生长量不到10 cm。

表5 不同整地深度、覆土情况补植苗木新稍生长量Tab.5 The amount of new slight growth of supplementary seedling under different soil preparation depth and covering condition

不同灌水次数对苗木生长量有一定的影响。灌水次数设计3次、4次、5次，供试苗木生长量最高为灌水4次和5次，生长量明显高于灌水3次，从节约成本等综合考虑，栽植后灌水2～3次为最佳处理，苗木新稍生长长度15～55 cm。

图1 不同灌水次数对苗木生长量的影响Fig.1 Effect of different irrigation times on seedling growth

4 结论

在干旱荒漠区纯黏土地进行补植造林，可提高土壤含水量及持水能力。穴深越大打坑用时越多；前2 次浇灌水量与穴深成正比，灌水量依次为T3>T2>T1；定植穴深度为60 cm 生长量增长幅度最大，补植效果最佳；造林生长量差异T2和T3较T1多1倍；覆土量对补植苗木生长影响较大，N3>N2，明显高于N1；栽植后灌水2～3次最佳。

综上所述，在民勤干旱荒漠区纯黏土地补植造林，适当增加定植穴深度，可有效提高土壤保水能力，增加苗木生长量，提高造林保存率。