湟水中上游封山育林效果研究

彭炳蘭，靳春平

(青海省湟中縣林業(yè)技術(shù)推廣中心，青海 湟中 811600)

湟水中上游封山育林效果研究

彭炳蘭，靳春平

(青海省湟中縣林業(yè)技術(shù)推廣中心，青海 湟中 811600)

在青海省湟中縣，采取固定樣地、隨機采樣、常規(guī)測定等方法，研究了湟水中上游封山育林效果。結(jié)果表明，封育在優(yōu)勢種樹種種類數(shù)量、種群密度、生物量、蓋度、植株高度等方面改善了灌木林和疏林地群落結(jié)構(gòu)；降低了灌木林、疏林地土壤容重，增加了土壤孔隙度，且隨封育年現(xiàn)增加，效果更加明顯；提高了灌木林地有機質(zhì)、速效N、速效K含量，降低速效P含量，提升了疏林地有機質(zhì)、速效N含量，降低速效P、速效K含量。封育是改善湟水中上游退化灌木林、疏林地群落結(jié)構(gòu)和土壤結(jié)構(gòu)與養(yǎng)分狀況的有效途徑。

湟水中上游；湟中縣；封山育林；群落結(jié)構(gòu)；土壤養(yǎng)分

封山育林是利用樹木自然繁殖能力以恢復(fù)森林的措施，把荒山或殘林、跡地劃界封育等，限制開墾、濫采和放牧，利用樹木的天然下種及根莖萌芽和根株萌芽對疏林地、宜林地、灌叢進行封禁，保護以恢復(fù)森林或灌草植被，或?qū)νㄟ^改造有望提高生產(chǎn)力的幼林地、灌木林地進行封禁，并輔以人工經(jīng)營改造措施以提高森林質(zhì)量。它簡便易行、經(jīng)濟有效，是迅速恢復(fù)森林的重要方法之一。

湟中縣位于湟水流域中上游、青海省東部農(nóng)業(yè)區(qū)，地理坐標(biāo)為北緯36°13′32″～37°03′19″，東經(jīng)101°09′32″～101°54′50″，地形以山地為主，最高海拔4 489 m。屬高原涼溫半干旱氣候，年均溫度5.1 ℃， 年均降水量 527 mm。主要河流15條，徑流量7億多m3。 森林覆蓋率38.2%。高海拔地區(qū)氣候寒冷濕潤，雨量充沛，植被條件好，有較多的疏林、灌叢和草地，對開展封山育林極為有利。多年來，湟中縣按照國家有關(guān)政策，主要在拉脊山北麓進行了封山育林等生態(tài)恢復(fù)與保護工程，植被狀況得到明顯改善，現(xiàn)總結(jié)如下。

1 試驗設(shè)計與研究方法

1.1 試驗點概況

試驗在湟水中上游湟中縣拉脊山進行，該山屬祁連山系的一條支脈，也是黃河與黃水的分水嶺，地形以中、高山為主，也是湟中縣的主要水源涵養(yǎng)區(qū)，海拔2 700～3 900 m，年均降水量500～650 mm，平均氣溫0.7～2.4 ℃,全年≥0 ℃的積溫900～1 600 ℃,生長季130～160 d。土壤多為黑鈣土和山地草甸土，一般土層厚度20～40 cm,有機質(zhì)含量2.5%～3.2%。植被蓋度一般在70%左右。天然喬木樹種主要有樺樹、山楊等，灌木樹種主要有柳、沙棘、薔薇、小檗等。

在湟中縣重點封育區(qū)的田家寨鎮(zhèn)安寧村、鴿堂村，設(shè)立全封閉封育示范區(qū)666 hm2，在其四周布設(shè)網(wǎng)圍欄等防護設(shè)施，交通要道布設(shè)護林宣傳牌，并選適宜地點修建護林房，派專人負責(zé)管護，杜絕采伐、放牧等人為及家畜干擾破壞，保證封育區(qū)植被得到自然恢復(fù)和演替。

1.2 封育植被類型

根據(jù)湟中縣主要植被類型及其現(xiàn)狀，選擇有代表性的疏林地、灌木林作為植被封育恢復(fù)效果調(diào)查研究對象。疏林地為受到自然和人為破壞的天然次生林，留有包括母樹在內(nèi)的稀疏林木，樹種以樺樹、山楊等為主，主要在海拔2 700～3 000 m的陰坡、半陰坡、半陽坡；灌木林是因牲畜踐踏、啃食以及人為破壞而形成的稀疏低矮灌叢，包括沙棘灌叢、小檗灌叢、金露梅灌叢，主要分布在海拔3 800 m以下拉脊山的陰坡、半陰坡、陽坡、半陽坡。

1.3 樣地設(shè)置

根據(jù)立地條件和植被分布情況，每種封育植被類型設(shè)置5個10 m×10 m固定樣地，共設(shè)置固定樣地20個；在每種植被類型固定樣地附近設(shè)置1個面積、立地條件、植被狀況一致的對照樣地。

1.4 植被狀況調(diào)查

試驗開始(2008年)與結(jié)束(2013年)時，對固定樣地對照分別進行植被狀況調(diào)查；疏林地植被狀況調(diào)查時，對樣地內(nèi)所有喬木逐個進行樹高、胸徑、冠幅、生長勢等調(diào)查、測定、登記；采取梅花樣方法在樣地四角和中心設(shè)置5個5 m×5 m灌木樣方，進行種類、高度、蓋度、生物量等調(diào)查、測定與登記；灌木測定后，在灌木樣方四角分別設(shè)置1個1 m×1 m草本樣方，進行種類、高度、數(shù)量、蓋度、生物量等調(diào)查、測定與登記；灌木林地調(diào)查方法與疏林地灌木調(diào)查方法相同。地下部生物量采取挖掘法，樣方面積2 m×2 m,土層深度50 cm。

1.5 土樣采集和理化性狀分析

在疏林地、灌木林調(diào)查樣方附近立地條件一致的地段挖取土壤剖面，深度30 cm,采用環(huán)刀法測定土壤容重；同時混樣法采集土樣;烘干法測定土壤水分含量;常規(guī)法測定土壤養(yǎng)分含量。土壤理化形狀指標(biāo)包括有機質(zhì)(重鉻酸鉀容置法)、速效氮(1∶5的Zn-FeSO4做還原劑擴散法)、速效磷(Olsen法)、速效鉀(1M NH4Ac浸提法)。

1.6 土壤含水量測定

采用土鉆取土、烘干法測定，于2010年和2014年進行，每年測定7次(4-10月，每月中旬測定1次)，每個樣地選擇5個取樣點，每個樣點3次重復(fù)，混合取樣，采樣深度0-40 cm。

2 結(jié)果與分析

2.1 封育對植被狀況的影響

2.1.1 封育對灌木林植被狀況的影響 封育后灌木林地群落外貌與結(jié)構(gòu)發(fā)生很大變化，其中灌木層的蓋度、植株密度、植物多樣性、株高、生物量等方面都分別高于對照(未封育灌木林)(表1)，尤其是灌叢密度是對照的5.06倍，生物量是對照的2.37倍，高度是對照的4～5倍；草本層封育區(qū)蓋度為90%，遠遠高于對照區(qū)的55%，地上生物量為15.08 t·hm-2，是對照區(qū)的6.23倍。表明封育是促進該地域灌木林植被恢復(fù)的重要途徑。

2.1.2 封育對疏林地植被狀況的影響 由表2可以看出，經(jīng)6年封育后，疏林地群落外貌、結(jié)構(gòu)和生物量都向正向演替方向發(fā)展，喬、灌、草復(fù)層結(jié)構(gòu)尤其是喬木層、灌木層在整個群落結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)地位和重要性更加明顯，喬木優(yōu)勢種密度達到2 000株·hm-2，是對照的5倍，平均株高為5.7 m，是對照的1.6倍；灌木平均高度(0.92 m)是對照0.34 m的2.7倍，密度(11 100株·hm-2)是對照6 400株·hm-2的1.7倍，生物量(113.7 t·hm-2)是對照58.8 t·hm-2的1.9倍，蓋度(33%)是對照28%的1.2倍；草本層生長狀況也是封育區(qū)優(yōu)于對照區(qū)，封育區(qū)蓋度(70%)是對照區(qū)48%的1.5倍，地上生物量(0.65 t·hm-2)是對照區(qū)0.33 t·hm-2的2.0倍。表明封育措施也是改善該地疏林地群落結(jié)構(gòu)、提高生物量的有效途徑。

表1 封育對灌叢群落結(jié)構(gòu)的影響

表2 封育對疏林地群落結(jié)構(gòu)的影響

2.2 封育對林地土壤含水量的影響

由表3可以看出，封育后盡管生物量增加、蒸騰量相應(yīng)提升，但不管是灌木林還是疏林地土壤含水量都有所增加，尤其灌木林地增加幅度達到1/3以上，效果明顯，可能由封育后土壤涵養(yǎng)水源能力增強引起。

表3 封育對林地土壤含水量的影響

2.3 封育對土壤理化性質(zhì)的影響

2.3.1 封育對土壤的容重和孔隙度的影響 由表4可看出，封育2年后灌木林土壤容重由1.357 5 g·cm-3降低為0.6245 g·cm-3，降低54.00%，土壤孔隙度由18.25%提高到54.65%，提高了2.93倍；疏林地土壤容重由1.102 6 g·cm-3降低為0.757 0 g·cm-3，降低31.34%，土壤孔隙度由48.22%提高到65.55%，提高了35.93%倍；封育6年后，灌木林土壤容重由1.229 5 g·cm-3降低為0.5640 g·cm-3，降低了54.13%，土壤孔隙度由18.45%提高到54.77%，提高了2.97倍；疏林地土壤容重由1.102 g·cm-3降低為0.748 g·cm-3，降低32.13%，土壤孔隙度由49.13%提高到65.71%，提高了33.75%；表明不管是灌木林還是疏林地，土壤容重封育區(qū)都小于對照區(qū)，土壤孔隙度封育區(qū)都高于對照區(qū)，并且隨著封禁時間的延長，土壤容重降低，孔隙度增加，封育可以使土壤變得更為疏松，通氣性更好。

表4 封育對土壤容重和孔隙度的影響

2.3.2 封育對土壤養(yǎng)分的影響 由表5可以看出，經(jīng)2年封育后，灌木林地有機質(zhì)、速效N和速效K含量分別達到11.45、148和177 g·kg-1，比對照區(qū)分別提高21.68%、45.10%和42.74%，速效P含量為7.0 g·kg-1，比對照降低41.67%；疏林地有機質(zhì)、速效N含量分別達到11.25、273 g·kg-1，比對照區(qū)分別提高9.65%、4.60%，速效P和速效K含量為7.0 、120 g·kg-1，比對照降低60.00%和26.83%。封育6年后，灌木林地有機質(zhì)、速效N和速效K含量分別達到11.71、156和179 g·kg-1，比對照區(qū)分別提高23.39%、51.46%和49.17%，速效P含量為7.0 g·kg-1，比對照降低61.11%；疏林地有機質(zhì)、速效N含量分別達到11.32、274 g·kg-1，比對照區(qū)分別提高11.20%、4.18%，速效P和速效K含量為3.0 、137 g·kg-1，比對照降低72.73%和9.27%。表明封育可以提高灌木林地有機質(zhì)、速效N、速效K含量，降低速效P含量，并且隨封育年限增加效果更加明顯；封育也能提升疏林地有機質(zhì)、速效N含量，降低速效P、速效K含量。

表5 封育對林地土壤養(yǎng)分的影響

3 結(jié)論

(1)經(jīng)6年封育，灌木林灌木層蓋度達到31%、高出對照的22%，平均高度0.93 m、比對照高0.11 m，生物量為13.41 t·hm-2、比對照高137.3%，草本層蓋度為90%、高于對照的53%，地上生物量為15.08 t·hm-2、比對照高523.1%；疏林地喬木層平均株高為5.7 m、是對照的1.6倍，優(yōu)勢種密度2 000株·hm-2、是對照的5倍，灌木層平均高度0.92 m、是對照的2.7倍，密度11 100株·hm-2、是對照的1.7倍，生物量113.7 t·hm-2、是對照的1.9倍，蓋度33%、是對照的1.2倍，草本層蓋度70%、是對照區(qū)的1.5倍，地上生物量0.65 t·hm-2、是對照區(qū)的2.0倍。封育從優(yōu)勢種種類數(shù)量、種群密度、生物量、蓋度、植株高度等方面改善了灌木林和疏林地群落結(jié)構(gòu)。

(2)封育6年后，灌木林土壤容重由1.229 5 g·cm-3降低為0.5640 g·cm-3，降低了54.13%，土壤孔隙度由18.45%提高到54.77%，提高了2.97倍；疏林地土壤容重由1.102 g·cm-3降低為0.748 g·cm-3，降低32.13%，土壤孔隙度由49.13%提高到65.71%，提高了33.75倍。封育可以降低灌木林、疏林地土壤容重，增加土壤孔隙度，且隨封育年現(xiàn)增加，效果更加明顯。

(3)封育6年后，灌木林地有機質(zhì)、速效N和速效K含量分別達到11.71、156和179 g·kg-1，比對照區(qū)分別提高23.39%、51.46%和49.17%，速效P含量為7.0 g·kg-1，比對照降低61.11%；疏林地有機質(zhì)、速效N含量分別達到11.32、274 g·kg-1，比對照區(qū)分別提高11.20%、4.18%，速效P和速效K含量為3.0 、137 g·kg-1，比對照降低72.73%和9.27%。封育可以提高灌木林地有機質(zhì)、速效N、速效K含量，降低速效P含量，也能提升疏林地有機質(zhì)、速效N含量，降低速效P、速效K含量。

Effect of Mountain Closure for Forest Regeneration along the Upper Reach of Huangshui River

PENG Bing-lan,JIN Chun-ping

(HuangyuanForestryExtensionCenter,Huangzhong,Qinghai811600)

Effect of mountain closure for regeneration was studied using fixed plot,random sampling and conventional measurement. The result showed that the quantity of dominant species,population density,biomass,coverage and plant height were improved; with the time going on,the soil bulk density decreased in sparse forest and shrubs and soil porosity increased. Organic matter,available N,available K and available P were greatly increased. Mountain closure improved the structure and forest and shrubs,and soil structure along the upper reach of Huangshui River.

Upper reach of Huangshui; Huangzhong county; mountain closure for regeneration; community structure; soil nutrition

2015-02-05

彭炳蘭(1970-),女,青海湟中人,本科,工程師,主要從事林業(yè)與管理工作。

S755

A 文章編號:1001-2117(2015)03-0018-04