沙棘林优化技术及水土保持体系

汤 宇

(辽宁省营口水文局,辽宁 营口 115003)

1 概 述

在辽西露天煤矿北倾斜场地1275m高程平台周围,2017年种植新疆杨16排,行距3m,使用挖掘机1m3挖土机铲制多孔土地,2018年,在新疆杨树中部种植松树,实现混交林有序更新,从而使新疆杨树生长迅速。能快速形成上层树冠,形成遮光条件,年轻的松树可以在它下面茁壮成长,一段时间后,油松高度逐渐超过新疆杨,形成了较高的主产林。在这个时候,喜光杨树逐渐死亡并最终淘汰作为一个纯粹的松树林,完成了树种再生过程,针叶林和阔叶林混交期的关键是初级和次生地位的更替交换。从造林开始,林分的主要地位是阔叶,向针叶和阔叶的平等过渡,最后发展到林分的主要地位是针叶。新疆杨树为中国松树起到遮荫和辅助作用后,完成了历史使命,最终退出了混合型。因此,在造林初期,应促进新疆杨树的生长。油松进入中年林后,应逐步抑制新疆杨树的生长,促进混交林向油松的过渡[1-3]。

有必要防止人为破坏油松林,如“拔壮丁”,以确保其有效密度,当油松的密度较小时,少量的小树虽已经上升到新疆杨树冠之上,但它们不能郁闭,透过率很大,新疆仍然可以生长,油松树需要更新才能最终淘汰新疆杨。有时甚至人为干扰太大,而且环境变化,不仅无法恢复油松林,即使新疆杨不能生长,但最终会形成逆向演替,成为草原或裸地, 因此,必须加强管理和保护,采取人为措施,做好圈养,促进油松的积极演替。

2 沙棘灌丛密度调整优化技术

沙棘发芽能力强,发芽或萌芽的种群结构与每株芽或萌枝的数量有关,当芽的数量小于一定的密度,生物量随芽数的逐渐增加而相应增加;当芽数超过一定密度时,生物量不但不增加,反而会相应减少,此密度是芽的最佳数量,通过调整密度,灌木的生物量最大[4-5]。

2.1 过密沙棘林疏伐

实验地块均为3.3hm2,对照实验采用原生林沙棘林,将沙棘林分条切割(切割宽度为1.5m,预留宽度是2m),根据规定的密度减少一定数量的沙棘,试验结果,见表1,通过间伐沙棘林,森林的光线和空气环境条件下可以有效地提高,增加单株营养面积以满足沙棘的生长需要,提高沙棘的产量[6-7]。

表1 沙棘林改造对比试验调查

2.2 雌雄株比例调整

将雌株与雄株的比例保持在8∶1或10∶1,探索雌性植物的生长环境,提高其结果能力,矿区分别采用8∶1或10∶1,样地设置为2hm2,并且相同的区域用作对照测试。其试验结果见表2。

表2 沙棘林调整雌雄株比例试验

2.3 伐除老化、枯死株和病虫株

消除老化,死亡的植物和病虫植物,改善森林的健康状况,测试采用一片天然沙棘林,并按一定距离保存天然沙棘林(树宽1.5m,宽度是2 m)。同时,根据所指定的密度,能够减少沙棘的一定的量,去除老化,死亡,弱株和病株,每块土地均为3.3 hm2,与原沙棘林比较试验,试验结果见表3。

2.4 合理修剪,增强树势

通过合理修剪沙棘树,提高了树木的生长潜力,增加了果实的数量,提高了单位面积的产量。合理的沙棘修剪直接影响沙棘果实的产量和品质。

目前,沙棘树大多处于无人管理的状态,因此修剪就显得非常重要, 修剪可以改善通风和光照条件,促进树形的稳定性、完整性和健壮性,调整果实与生长的关系,减少死亡和病虫害,以提高树木的潜力,实现每年高产的影响。

3 水土保持体系过程

通过调查和研究露天矿的植被在不同时期,复垦规划过程分为3个阶段,即水土保持,及经济效益和生态效益。在初始阶段,基于快速生长的植物快速恢复植被,有效控制土壤侵蚀; 中期阶段,即过渡期:建立永久性植被,不断改善倾倒场的生态环境; 后期阶段,长期规划:重点关注矿区生态环境综合治理和土地开发利用的经济效益。

3.1 水土保持体系

土地的使用受各种条件的限制,其利用方向应根据复垦土地的土壤、水资源、地形、当地气候、水文等自然条件,遵循因地制宜的原则。适用于农业和林业,同时,要考虑到开垦土地功能区再利用的协调发展,结合水土保持、绿化和经济效益,具有一定的社会、环境和经济效益,有利于进一步发展。

3.1.1 北排土场面向工业广场,应以绿化景观为主

在工业广场的一面种植常绿针叶林和灌木,在山坡上种植树木,灌木和草,形成一个一年四季都是绿色的立体生态景观。

3.1.2 东排土场作为苗圃经济林规划区

为晚期开垦提供的幼苗节省了复垦成本,同时,经济林也为公司创造了经济效益,并取得了环境效益和经济效益的双丰收。

3.1.3 由于该地区常年以西北风为主

内部垃圾场西北侧的防护林带不仅有利于现阶段采矿条件的改善,而对于土地再利用的创造了先决条件。

3.2 生态效益

在近期规划中,复垦土地的改善将在未来五年内完成,每排开垦土地主要依靠豆科牧草和灌木的种植,开垦土地将得到改善,同时保持土壤和水分。

3.2.1 种植豆科牧草

种植豆科植物主要是为了增加土壤养分,加速土壤成熟。种植豆科灌木或草类植物可以固定氮素,然后通过各种方法将植物(有机物质)返回土壤,例如绿肥压青和秸秆还田等。通过这样的循环增加土壤有机质含量是减少能量输入和增加能量输出的有效措施,投资少,见效结果更快,通过这种方式,土壤有效氮含量相对增加,土壤有机质含量随着压青的增加而增加,土壤成熟度和土壤改良速度加快[8-10]。

3.2.2 施用粉煤灰改土

将粉煤灰掺入再生土壤不仅可以改善土壤的理化性质,增加土壤有效水分含量,改善土壤质地,还可以节省粉煤灰处理成本,减少灰分处理和污染具有良好的经济和环境效益。

3.2.3 选择先锋植物来控制土壤侵蚀

根据倾倒场的场地条件和矿区周围的环境影响区,结合当地气候和其他限制因素,所选植物应具有以下特点:适应脆弱环境增长、抗旱耐寒性,疾病和昆虫抗药性; 它们长得很快,能固定大气中的氮,加快土壤成熟, 根系发达,发芽力强,土壤不受风的影响并起到生态作用,存活率相对较高,实验表明,该地区适宜种植的植物种类繁多,其中,生长条件较好如红豆草、苜蓿、沙打旺、甘草、冰草及披碱草等草本植物。

3.3 经济效益

通过土壤改良,在牧草和灌木栽培后,开垦土地保持水土能力,土壤肥力得到改善,为复垦土地的再利用奠定了基础,根据每个排土场的位置及其与周围环境的关系,对其进行专门规划。

3.3.1 生态园林景观绿地

北倾弃场地已到达边界,土壤覆盖薄,整个倾倒场位于迎风方向,因此,它主要用作永久性防风林的土地,顶部平盘可用作木材林地。在工业广场的倾倒现场,防风林的建设应注重整体景观的美化,最后使用的方向是生态园林景观绿化区,工业广场一侧面临的台阶部分绿化,主要以草地和灌木为基础,通过树木的重新种植,逐步形成了草,乔木和灌溉相结合的三维生态景观。

3.3.2 育苗、经济林区

东排土场上部平盘的较厚的土壤覆盖层,主要是土壤原表层上部,土壤质量是对植物生长有益,因此,东排土场上部平盘的最终利用方向是育苗和经济林种植,并且计划成为苗圃经济林区。

3.3.3 牧草、农田规划区

内部倾倒场的整个排水岩层与原岩层基本一致,覆盖层较厚。 覆盖土壤后,表面将变成一个非常大的“人造平原”。 在开垦的早期阶段,将种植牧场以发展养殖,形成生态环境,畜牧业产业链力求在绿化的基础上实现经济效益最大化。同时,经过牧草种植和绿化,未来可以种植经济作物,为农业发展奠定基础。

4 结 语

倾倒场是指在矿山生产和建设活动中由于原始土地的挖掘,坍塌和占用而土地的破坏和退化,丧失土地原有生产能力,所以空闲土地不能直接使用。复垦工程根据土地利用原则,结合采矿后土地被破坏的特点,采取工程措施和生物措施,对矿区土地进行开挖、整理、恢复矿区土地生产力和生态平衡。