陜北風(fēng)沙區(qū)鐵路防護(hù)林覆蓋抗旱造林試驗(yàn)

劉 智，王亞昇，王純玉，萬(wàn)浩宇，高海燕，張連友

神延鐵路榆神段北起神木縣中雞鎮(zhèn)陜蒙交界處，南至榆陽(yáng)區(qū)魚河鎮(zhèn)，全長(zhǎng)130km，其中120 km穿越毛烏素沙區(qū)，鐵路沿線氣候條件嚴(yán)酷，春季干旱多風(fēng)，風(fēng)蝕嚴(yán)重，秋季多暴雨，沖刷水蝕嚴(yán)重，是黃河中上游地區(qū)水土流失最嚴(yán)重的區(qū)域。嚴(yán)酷的自然環(huán)境和生態(tài)條件使新建鐵路受到了風(fēng)蝕沙埋和暴雨侵蝕，極易造成路基被流沙埋壓和邊坡水土流失，嚴(yán)重威脅著鐵路的安全運(yùn)營(yíng)。因此，通過(guò)造林種草，恢復(fù)生態(tài)，建設(shè)鐵路兩側(cè)的綠色長(zhǎng)廊，是一項(xiàng)長(zhǎng)久、經(jīng)濟(jì)和有效的生物防護(hù)措施。本項(xiàng)試驗(yàn)就是在對(duì)神延鐵路榆神段風(fēng)沙區(qū)鐵路兩側(cè)防護(hù)林體系建設(shè)過(guò)程中，開展有效的覆蓋抗旱造林對(duì)比試驗(yàn)，從而為風(fēng)沙區(qū)鐵路防護(hù)林體系建設(shè)提供科學(xué)根據(jù) 。

1 試驗(yàn)區(qū)自然概況

試驗(yàn)區(qū)地處毛烏素沙漠東南緣，屬暖溫帶干旱半干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，年降水量316～450 mm，主要集中在7～9月，占全年降水量的60%～70%，且多陣雨和暴雨，年蒸發(fā)量1 127～1 546 mm，年平均氣溫7.9～9.1℃，≥10℃積溫3078～3443℃，無(wú)霜期134～173d。每年風(fēng)季從11月中旬開始持續(xù)到次年4月下旬，連續(xù)5個(gè)月不間斷，風(fēng)蝕非常嚴(yán)重，尤其是春季3～4月常有7級(jí)以上大風(fēng)，掀起鋪天蓋地的沙塵暴。該區(qū)鐵路路基多由沙土堆積而成，多數(shù)高出地面，最大垂直高度達(dá)12m，最大坡長(zhǎng)30m，邊坡每隔5m用石塊砌成拱形骨架，內(nèi)填20cm厚原生黃土固定流沙，并根據(jù)實(shí)際需要栽種各種灌木和草本植物固沙保持水土，穩(wěn)固路基。鐵路兩側(cè)多為半固定沙丘或沙地，沿線自然植被稀疏，覆蓋度只有15%～30%，自然分布的稀疏植被主要有沙柳、沙蒿、沙棘、踏郎、檸條等，急需建設(shè)喬灌草結(jié)合的綜合防護(hù)林體系。

2 試驗(yàn)材料，內(nèi)容與方法

試驗(yàn)用覆蓋材料分別為普通農(nóng)膜、柴草（即就地取材的沙蒿及雜草等）、生黃土、煤矸石；供試樹種分別為：樟子松、新疆楊、沙地柏、紫穗槐。樟子松選用4年生容器狀苗，生長(zhǎng)良好，帶土栽植。新疆楊選用2年生扦插繁殖狀苗，生長(zhǎng)良好，根系完整。沙地柏選用扦插繁殖的2年生狀苗，生長(zhǎng)良好，根系完整，帶土栽植。紫穗槐選用1年生實(shí)生狀苗，每穴2～3株叢植，栽后平薦，地上留3～5 cm。每種材料覆蓋試驗(yàn)設(shè)了3個(gè)處理，即樹盤覆蓋、帶狀覆蓋、無(wú)覆蓋（ck）。整體采用帶狀整地，帶寬1.0～1.2m，水平方向延伸。各供試樹種于2011年3月20～30日栽植，栽植穴規(guī)格為：橋木60cm x 60cm x 60cm，灌木為40cm x 40cm x 40cm，栽植后澆足水，待水完全下滲后立即覆蓋，對(duì)照為無(wú)覆蓋。造林當(dāng)年4、5、6、7月份每月15日用烘干法測(cè)定造林地地表以下20cm～30cm處土壤含水量各一次，取平均值，造林當(dāng)年9月20日調(diào)查苗木成活率和新梢生長(zhǎng)量，造林第二年9月20日調(diào)查造林保存率。

2.1 采用普通農(nóng)膜覆蓋

供試樹定植后，澆足水，待水下滲后立即覆蓋農(nóng)膜，樹盤覆膜面積為80cm x 80cm，帶狀覆膜寬度為80cm，長(zhǎng)度按樹行長(zhǎng)度確定，覆膜后四周覆沙土壓實(shí)。

2.2 采用柴草覆蓋

供試樹定植后，澆足水，待水下滲后立即布撒柴草覆蓋，柴草覆蓋應(yīng)注意把柴草布撒均勻，樹盤覆蓋面積為80cm x 80cm，帶狀覆蓋寬度為80 cm，長(zhǎng)度按樹行長(zhǎng)度確定，布撒覆蓋柴草后四周用沙土適當(dāng)埋壓，以防被風(fēng)吹走，覆蓋柴草厚度為3～5cm。

2.3 采用生黃土覆蓋

供試樹定植后，澆足水，待水下滲后立即布撒生黃土覆蓋，樹盤覆蓋面積為80cm x 80cm，帶狀覆蓋寬度為80cm，長(zhǎng)度按樹行長(zhǎng)度確定，覆土厚度3～5cm。

2.4 采用煤矸石覆蓋

供試樹栽好后，澆足水，待水下滲后，立即布撒煤矸石覆蓋，不分粒徑均勻布撒。樹盤覆蓋面積為80cm x 80cm，帶狀覆蓋寬度為80cm，長(zhǎng)度按樹行長(zhǎng)度確定，覆蓋煤矸石厚度為不漏地表即可。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 不同覆蓋材料與方式對(duì)造林成活率的影響

表1 不同覆蓋材料與方式對(duì)造林成活率的影響（%）

從表1可以看出，樟子松在上述四種材料覆蓋下的平均成活率為90%，而對(duì)照的成活率僅76.3%，比對(duì)照提高13.7%；新疆楊在四種材料覆蓋下的平均成活率為90.3%，比對(duì)照提高16.3%；沙地柏在四種材料覆蓋下的平均成活率為88.7%，比對(duì)照提高11.8%；紫穗槐在四種材料覆蓋下的平均成活率為93.2%，比對(duì)照提高8.6%。兩種覆蓋方式比較各樹種的成活率沒(méi)有明顯差異。四種覆蓋材料相互比較，地膜覆蓋效果最好，四個(gè)樹種的平均成活率達(dá)到93%，其次覆蓋生黃土的平均成活率為90.4%，其余覆蓋柴草和覆蓋煤矸石的平均成活率分別為89.9%和88.9%。

3.2 不同覆蓋材料與方式對(duì)造林苗木新梢生長(zhǎng)量的影響

從表2可以看出樹盤覆蓋和帶狀覆蓋兩種方式相比較，新梢生長(zhǎng)量的差別不明顯；在四種覆蓋材料覆蓋下，造林苗木的新梢生長(zhǎng)量也基本接近，但在四種覆蓋材料的覆蓋下造林苗木新梢平均生長(zhǎng)量比對(duì)照有顯著提高，樟子松的平均新梢生長(zhǎng)量為11.9cm，比對(duì)照9.6cm提高2.3cm；新疆楊的新梢平均生長(zhǎng)量為35.3cm，比對(duì)照29.5cm提高5.8cm；沙地柏的新梢平均生長(zhǎng)量為12.0 cm，比對(duì)照8.9cm提高3.1cm；紫穗槐的新梢平均生長(zhǎng)量為37.6cm，比對(duì)照31.0cm提高6.6 cm。

表2 不同覆蓋材料與方式對(duì)造林苗木新梢生長(zhǎng)量的影響（cm）

3.3 不同覆蓋材料與方式對(duì)造林地土壤水分含量的影響

表3 不同覆蓋材料與方式對(duì)造林地土壤水分含量的影響（%）

從表3來(lái)看，樹盤覆蓋和帶狀覆蓋兩種方式下的土壤水分含量沒(méi)有明顯差異。四種材料覆蓋下的林地土壤水分含量有所不同，地膜覆蓋下的4個(gè)樹種造林地土壤水分平均含量最高為2.99%，其次是柴草覆蓋下的4個(gè)樹種造林地土壤水分平均含量為2.81%，黃土覆蓋和煤矸石覆蓋下的4個(gè)樹種造林地土壤水分平均含量分別為2.72%和2.77%，基本接近。但四種材料覆蓋下的造林地土壤水分平均含量均比對(duì)照（無(wú)覆蓋）顯著高。四種材料覆蓋下的造林地土壤水份平均含量在2.76%～2.90%之間，而對(duì)照（無(wú)覆蓋）的造林地土壤水分含量在1.25%～1.59%之間，相差達(dá)46.1%～54.7%。

3.4 不同覆蓋材料與方式對(duì)造林保存率的影響

表4 不同覆蓋材料與方式對(duì)造林保存率的影響（%）

由表4可以看出，兩種覆蓋方式對(duì)造林保存率的影響不明顯，四種覆蓋材料對(duì)造林保存率的影響比較明顯，如地膜覆蓋下的造林保存率最高達(dá)89.0%，其次是柴草覆蓋下的造林保存率為87.1%，其余黃土覆蓋和煤矸石覆蓋下的造林保存率分別為86.0%和84.0%。但四種材料覆蓋下的造林保存率均顯著高于對(duì)照（無(wú)覆蓋），樟子松的平均保存率為86.1%，比對(duì)照提高12.6%；新疆楊的平均保存率為85.9%，比對(duì)照提高15.9%；沙地柏的平均保存率為84.8%，比對(duì)照提高13.0%；紫穗槐的平均保存率為89.2%，比對(duì)照提高10.6%。

4 結(jié)論與討論

4.1 采用四種材料覆蓋抗旱造林能顯著提高造林成活率和保存率

試驗(yàn)證明，不同的覆蓋方式對(duì)造林成活率和保存率影響不大，因此，選用樹盤覆蓋方式造林效果好，既節(jié)約材料又省工方便。但一種覆蓋材料均能顯著提高造林成活率和保存率。其中樟子松覆蓋造林平均成活率為90%，比對(duì)照提高13.7%，其保存率為86.1%，比對(duì)照提高12.6%；新疆楊覆蓋造林平均成活率為90.3%，比對(duì)照提高16.3%，其保存率為85.9%，比對(duì)照提高15.9%；沙地柏覆蓋造林平均成活率為88.7%，比對(duì)照提高11.8%，其保存率為84.8%，比對(duì)照提高13.0%；紫穗槐覆蓋造林平均成活率為93.2%，比對(duì)照提高8.6%，其保存率為89.2%，比對(duì)照提高10.6%。另外就四種覆蓋材料對(duì)提高造林成活率的影響大小排序?yàn)椋旱啬じ采w＞生黃土覆蓋＞柴草覆蓋＞煤矸石覆蓋。因此，在風(fēng)沙區(qū)鐵路防護(hù)林建設(shè)中選擇覆蓋抗旱造林是關(guān)鍵技術(shù)措施，特別是在澆水不方便的風(fēng)沙區(qū)造林選擇普通農(nóng)膜覆蓋，簡(jiǎn)便易行，經(jīng)濟(jì)適用，造林效果良好。在柴草多的地方選擇柴草覆蓋造林，可就地取材，造林效果好。其它黃土覆蓋和煤矸石覆蓋造林只能在有條件的地方選用。

4.2 采用四種材料覆蓋抗旱造林能有效促進(jìn)苗木生長(zhǎng)

試驗(yàn)表明，用上述四種材料覆蓋抗旱造林均能比對(duì)照顯著提高造林苗木新梢生長(zhǎng)量，如樟子松的新梢生長(zhǎng)量比對(duì)照提高2.3cm，新疆楊的新梢生長(zhǎng)量比對(duì)照提高5.8cm，沙地柏的新梢生長(zhǎng)量比對(duì)照提高3.1cm，紫穗槐的新梢生長(zhǎng)量比對(duì)照提高6.6cm。因此，采用覆蓋抗旱造林效果良好，造林苗木生長(zhǎng)快，成林早。

4.3 采用四種材料覆蓋抗旱造林能顯著減少造林地的土壤水分蒸發(fā)散失

實(shí)踐證明，采用上述四種覆蓋材料覆蓋抗旱造林林地的土壤水分含量均顯著高于對(duì)照。四種覆蓋材料覆蓋下的林地土壤水分含量在2.76%－2.90%之間，而對(duì)照造林地土壤水分含量在1.25%～1.59%之間，兩者相差達(dá) 45.2%～54.5%。因此，覆蓋抗旱造林技術(shù)應(yīng)在干旱半干旱風(fēng)沙區(qū)鐵路防護(hù)林建設(shè)中廣泛推廣應(yīng)用。

［1］ 吳會(huì)平 干旱半干旱地區(qū)抗旱造林技術(shù)研究進(jìn)展［J］湖南林業(yè)科技，2011，38（3），21－23.

［2］ 李東北 半干旱地區(qū)楊樹抗旱造林技術(shù)［J］，吉林農(nóng)業(yè)，2010，12，16－17.