蘇北淤泥質(zhì)鹽堿地造林技術(shù)1)

季永華 丁晶晶 張敏 張亞楠 姜鴻愛 戴蔚

(江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院，南京，211153) (鹽城市林業(yè)工作站)

責(zé)任編輯:潘 華。

江蘇擁有954 km 的海岸線，現(xiàn)有淤泥質(zhì)灘涂面積約70 萬hm2，占全國的1/4，且每年還在以0.2～0.3 萬hm2的速度淤長，是目前亞洲最大的淤長型沿海灘涂，更是我省乃至全國極其重要的后備土地資源。然而，隨著該地區(qū)工業(yè)化、城市化進程的加快，特別是隨著人們生活水平的不斷提高，現(xiàn)實環(huán)境的不良狀態(tài)與人們追求良好生存環(huán)境的愿望之間的矛盾越來越大，其環(huán)境承載壓力也越來越大，生態(tài)環(huán)境依然十分脆弱。究其原因，主要源于沿海地區(qū)極易遭受臺風(fēng)、暴雨、洪澇、鹽漬化、風(fēng)沙、干旱、干熱風(fēng)、冰雹、低溫等自然災(zāi)害脅迫，且立地條件十分惡劣，其土壤屬于濱海鹽土類，含鹽量一般為1.5～4.5 g/kg，高的鹽堿斑地段鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10 g/kg 以上，土壤pH 值在8.4 左右，土壤有機質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，僅為0.62%～1.11%，是江蘇造林綠化最為困難地區(qū)之一［1］。

近年來，江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院已篩選、培育出一批耐鹽植物，對灘涂改良和沿海生態(tài)環(huán)境的改善起到推動作用［2］。研究人員以此為基礎(chǔ)，于2013年3月—2014年11月在鹽城市射陽縣境內(nèi)的新海堤上進行了淤泥質(zhì)鹽堿地造林對比試驗，擬從造林樹種選擇、鹽堿土改良技術(shù)、造林配套技術(shù)等方面探討鹽堿土造林實用技術(shù)，旨在突破沿海困難立地造林的技術(shù)瓶頸，為淤泥質(zhì)鹽堿土及類似地區(qū)林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)提供技術(shù)支撐。

1 研究區(qū)概況

研究地設(shè)在射陽縣境內(nèi)的新海堤東側(cè)，面積1.5 hm2，地勢平坦，植被稀少，原生植被僅有少量鹽蒿和蘆葦。該地屬于北亞熱帶海洋性氣候，四季分明，雨水充沛，年平均氣溫14.7 ℃，無霜期209～218 d，年平均降水量908 mm，年平均日照時間1 944 h。土壤為淤泥質(zhì)濱海鹽堿土，經(jīng)采樣測定，0～10 cm 土壤鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為4.3 g/kg，pH 值8.1～8.4，粉沙粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)22%～25%，土壤養(yǎng)分貧瘠，潛水埋深變化為0.50～1.50 m，夏季尤高。

2 材料與方法

本研究共選用12 個造林樹種，其中喬木樹種8個，分別為苦楝(Melia azedarach)、烏桕(Sapium sebiferum)、蘇柳172(Salix×jiangsuensis CL‘J—172’)、女貞(Ligustrum lucidum)、櫸樹(Zelkova serrata)、弗吉尼亞櫟(Quercus virginiana)、蠟楊梅(Myrica cerifera)和白蠟(Fraxinus chinensis);灌木樹種4 個，分別為黃楊(Buxus sinica)、檉柳(Tamarix chinensis)、紅葉石楠(Photinia×fraseri)和紫穗槐(Amorpha fruticosa)。造林時間為2013年3月。

常規(guī)造林:造林前，將試驗地翻耕，深度為30～40 cm，然后平整、開穴，穴的規(guī)格為50 cm×50 cm×50 cm。造林后用淡水澆灌，薄膜覆蓋根部表土，且四周高，中間低。12 個供試樹種每30 株為一試驗小區(qū)，3 次重復(fù)，隨機排列，喬木樹種造林密度為3 m×4 m，灌木樹種為2 m×3 m。

“換土+覆膜”造林:按常規(guī)造林技術(shù)翻耕、整地和開穴。造林時使用非鹽堿土替換原來的鹽堿土回填。造林后淡水澆灌，用薄膜覆蓋根部表土。供試樹種有苦楝、蘇柳172 和弗吉尼亞櫟。

“隔鹽+蓋草”造林:按常規(guī)造林技術(shù)翻耕、整地和開穴，穴的規(guī)格比常規(guī)造林稍大。造林時在穴底平鋪壓實2 cm 左右的稻草，再回填5 cm 的表土后放入苗木。造林后淡水澆灌，用雜草進行生物覆蓋。供試樹種同“換土+覆膜”造林技術(shù)。

土壤調(diào)查:造林前，在研究地內(nèi)，呈“S”形布設(shè)5個樣點，在每個樣點分層(0～10、＞10～30 和＞30～60 cm)采集土壤;造林后，定期對不同造林方式林地內(nèi)的土壤進行隨機混層(0～60 cm)采樣，3 次重復(fù)。所有土樣帶回實驗室，自然風(fēng)干，去除植物根系和雜物，過2 mm 篩后用四分法取土500 g，用于土壤理化指標(biāo)分析。含鹽量采用電導(dǎo)率法;pH 值采用pH 酸度計法(水浸提);有機質(zhì)采用重鉻酸鉀—硫酸氧化法;水解N 采用堿解—擴散法;有效P 采用雙酸浸提法;速效K 采用乙酸銨浸提—火焰光度計法［3］。

成活率、保存率與新梢生長量調(diào)查:在研究期內(nèi)，定期觀察記錄苗木的物候期，葉色變化、生長和發(fā)育狀況。并于當(dāng)年6月調(diào)查造林成活率，當(dāng)年10月和次年11月，調(diào)查造林保存率和樹木新梢生長量。

3 結(jié)果與分析

3.1 造林對土壤中鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)和pH 值的影響

研究地屬于蘇北中部平原海岸地貌單元，為淤泥質(zhì)濱海鹽堿土［4］，地形真高為4.5 m 左右，地勢較為平坦，沿著海堤路朝南北方向伸展。造林前的土樣分析結(jié)果表明(表1):由于沿海地區(qū)風(fēng)大、干旱，使得土壤表層蒸發(fā)作用強烈，鹽分隨土壤水分運動向上積累，土壤表層(0～10 cm)鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.29 g/kg，平均值為2.92 g/kg;土壤pH 值亦為表層高，下層低，平均為8.26，屬于重鹽漬土;土壤有機質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.57～7.78 g/kg，水解N 質(zhì)量分?jǐn)?shù)11.21～18.48 mg/kg，有效P 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.98～20.17 mg/kg，速效K 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為244.7～311.1 mg/kg，土壤有機質(zhì)和速效養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)很低。

表1 造林前研究地土壤理化指標(biāo)

由于翻耕、換土、覆膜、鋪草等因素的影響，造林對土壤中鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)和pH 值影響較大。造林初期，土壤中鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)由2.92 下降到1.60 g/kg，pH值由8.26 下降到7.57，尤以“換土+覆膜”技術(shù)的降鹽改土效果為佳，其土壤中鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為1.22 g/kg。隨著造林時間的推移，3 種造林技術(shù)林地的土壤中鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)和pH 值均呈現(xiàn)出春、冬季低，夏秋季高的變化規(guī)律(表2)。但與常規(guī)技術(shù)相比，“換土+覆膜”和“隔鹽+蓋草”技術(shù)的降鹽改土作用更加明顯。這表明造林技術(shù)能有效增加地面覆蓋，減少土壤蒸發(fā)，增加淋溶，緩解土壤返鹽作用，從而加速了土壤的脫鹽過程［5］。至于其脫鹽效果的穩(wěn)定性，因造林時間較短，還有待于進一步測定和研究。

表2 造林技術(shù)對土壤中鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)和土壤pH 值動態(tài)變化的影響

3.2 不同樹種的造林成活率和保存率

淤泥質(zhì)鹽堿土的土壤中鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)高、堿性強、養(yǎng)分含量低，選擇適宜的樹種是該地區(qū)造林成敗的關(guān)鍵因素。連續(xù)2 a 的調(diào)查結(jié)果表明(表3):就春季造林成活率來說，采用常規(guī)技術(shù)造林，12 個供試樹種的成活率均達到90%以上，其中白蠟、櫸樹、烏桕和檉柳等4 個樹種的成活率達到100%。但不同樹種的造林保存率有相當(dāng)大的差異，最低的不到20%，最高的為100%。

對比供試樹種的成活率和保存率，可以發(fā)現(xiàn):大多樹種保存率低于成活率，下降明顯的樹種有黃楊、弗吉尼亞櫟和蠟楊梅紅葉石楠，尤以黃楊為甚，下降率高達80%。分析原因，一方面與樹種本身耐鹽力差有關(guān)，另一方面也可能與造林當(dāng)年遭受臺風(fēng)暴雨侵害，不耐澇造成雨季死亡有關(guān)。其他供試樹種的成活率與保存率相差不大，而紫穗槐的保存率略有提高，這與其萌芽時間較晚、緩苗時間較長有關(guān)。與2013年造林保存率相比，各供試樹種次年的保存率相對穩(wěn)定，其平均值達到80%以上，說明除黃楊外，各供試樹種造林效果較好。

由于造林保存率比成活率能更好地反映樹種對淤泥質(zhì)鹽堿土的適應(yīng)特性和能力。根據(jù)保存率的高低，我們把12 個供試樹種相對劃分為3 類:一是耐鹽性強(保存率＞90%)的樹種，有白蠟、櫸樹、蘇柳172、苦楝、女貞、紫穗槐和檉柳;二是耐鹽性較強(保存率在80%～90%)的樹種，有烏桕和紅葉石楠;三是耐鹽性較弱(保存率＜80%)的樹種，有弗吉尼亞櫟、蠟楊梅和黃楊。這與前人研究結(jié)果基本一致［6］。

表3 供試樹種的造林成活率與保存率

3.3 造林技術(shù)對保存率和生長量的影響

為客觀反映不同造林技術(shù)對造林保存率的影響，以苦楝、蘇柳172 和弗吉尼亞櫟為研究對象，以常規(guī)造林技術(shù)為對照(CK)，對“換土+覆膜”(HM)和“隔鹽+蓋草”(GC)技術(shù)的造林保存率調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果表明(表4):不同造林技術(shù)對造林保存率有著顯著影響，與常規(guī)技術(shù)相比，“換土+覆膜”和“隔鹽+蓋草”技術(shù)能明顯提高造林保存率，其平均值由83.0%分別提高到94.6%和96.1%。這也從造林效果方面，說明造林技術(shù)能有效降低土壤含鹽量和pH值，改善土壤理化性狀。對于“換土+覆膜”和“隔鹽+蓋草”技術(shù)的造林保存率孰高孰低，則差異不明顯。究其原因，這兩種技術(shù)處理各具優(yōu)缺點。換土與覆膜能在短時間內(nèi)快速降低土壤含鹽量、提高地溫，但在造林后期，其土壤通氣性和增肥作用不如隔鹽與蓋草;而“隔鹽+蓋草”技術(shù)則正好與其相反。

表4 造林技術(shù)對不同樹種保存率的影響 %

此外，對不同造林技術(shù)連續(xù)2 a 的新梢生長量測定結(jié)果表明(表5)。

表5 造林技術(shù)對不同樹種新梢2 a 平均生長量的影響

采用“換土+覆膜”和“隔鹽+蓋草”技術(shù)后，每個樹種的年平均新梢生長量均明顯高于常規(guī)技術(shù)。可見，這兩種技術(shù)處理能有效地促進樹木的新梢生長。與造林保護率一樣，這兩種技術(shù)處理對每個樹種的新梢生長量的影響亦不顯著。其中，蘇柳172采用“隔鹽+蓋草”技術(shù)后，其新梢生長量比“換土+覆膜”技術(shù)略低，苦楝和弗吉尼亞櫟則剛好相反。同時，對比不同處理各樹種的新梢生長量(表6)，可以看出:若采用常規(guī)技術(shù)造林，3 個供試樹種次年的新梢生長量均有不同程度的減慢，其中弗吉尼亞櫟的減少率較明顯，其次年新梢生長量僅為當(dāng)年的71%，這與常規(guī)技術(shù)造林改土降鹽效果相對較差等因素有關(guān)。而采用“換土+覆膜”和“隔鹽+蓋草”技術(shù)后，各樹種次年的新梢生長量均有所提高，有的樹種采用“換土+覆膜”技術(shù)提高快些，如蘇柳172;有的樹種則采用“隔鹽+蓋草”技術(shù)提高快些，如苦楝。之所以出現(xiàn)這樣的情況，我們認(rèn)為除了與不同造林技術(shù)對土壤鹽分含量影響不同有關(guān)外，還與樹種本身的適應(yīng)性和生長規(guī)律有關(guān)。關(guān)于鹽脅迫下，造林措施如何促進樹木生長的機理機制研究將是我們今后重點關(guān)注的問題。

表6 不同造林技術(shù)對供試樹種新梢年平均生長量影響

4 結(jié)論與討論

根據(jù)本研究結(jié)果，認(rèn)為在土壤鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3 g/kg 左右、pH 值8.0 以上的淤泥質(zhì)濱海鹽堿土條件下，造林綠化或防護林營建可優(yōu)先選用白蠟、櫸樹、蘇柳172、苦楝、女貞等喬木樹種和紫穗槐、檉柳等灌木樹種，其次可以選用烏桕、紅葉石楠等，在選擇弗吉尼亞櫟、蠟楊梅和黃楊等綠化美化效果較好的樹種時要特別慎重，應(yīng)配套適當(dāng)?shù)脑炝旨夹g(shù)。

在淤泥質(zhì)鹽堿土地區(qū)，由于土壤有機質(zhì)和速效養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)低、密度大、透氣性差、地下水位偏高，造林十分困難。除選擇耐鹽性強的樹種外，對造林地進行微區(qū)降鹽改土十分必要。雖然土壤中鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)和pH 值變化的結(jié)果是由綜合因素引起的，且由于鹽斑的存在，容易使數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差。但本研究采用定期隨機混合取樣的方法，對不同造林技術(shù)林地土壤中鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)和pH 值進行了連續(xù)2 a 的測定和分析，并以常規(guī)造林技術(shù)為對照，是目前廣泛采用的能切實反映實際情況的一種田間試驗手段［7］。試驗結(jié)果表明:在淤泥質(zhì)鹽堿土，采用“換土+ 覆膜”和“隔鹽+蓋草”技術(shù)造林，在一定程度上能加速土壤脫鹽過程，提高造林保存率，促進樹木生長。至于不同造林技術(shù)在穩(wěn)定脫鹽效果方面，特別是如何改善土壤的微環(huán)境和鹽脅迫下如何促進樹木生長發(fā)育方面，還有待于進一步觀測和研究。

對比“換土+覆膜”和“隔鹽+蓋草”這兩種技術(shù)處理對造林成活率、保存率和樹木新梢生長量的影響，總體上兩者之間差異并不明顯。但在造林初期，前者能快速提高造林成活率，而在造林后期，后者則對提高造林保存率，促進樹木新梢生長具有更好的效果。鑒于換土造林的成果較高，且受地下水、土壤蒸發(fā)等影響，換過的土也會隨著時間的推移逐步鹽漬化［8］。因此，除特殊地點有特殊要求外，在淤泥質(zhì)鹽堿地，或類似的沿海地區(qū)進行大面積造林綠化時，建議采用“隔鹽+蓋草”技術(shù)。

［1］ 林文棣.中國海岸防護林造林地立地類型的分類［J］.南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，1988(2):13-21.

［2］ 王保松，施士爭，教忠意，等.沿海造林技術(shù)手冊［M］.南京:江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2013.

［3］ 張萬儒.森林土壤分析方法［M］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1999.

［4］ 陳邦本，方明.江蘇海岸帶土壤［M］.南京:河海大學(xué)出版社，1988.

［5］ 胡海波，梁珍海.淤泥質(zhì)海岸防護林的降鹽改土功能［J］.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2001，29(5):34-37.

［6］ 戴蔚，艾鵬，胡海波，等.鹽城粉沙淤泥質(zhì)海岸立地條件及造林試驗［J］.林業(yè)科技開發(fā)，2012，26(1):36-40.

［7］ 尤文瑞.鹽漬土水鹽動態(tài)的研究［J］.土壤學(xué)進展，1984(3):1-13.

［8］ 王云霞，宋棟梁.沿海地區(qū)鹽堿地造技術(shù)措施［J］.綠色科技，2013(9):61-62.