商洛市丹江上游困難立地造林技術(shù)

甘明旭，孟 鑫，李美琦，柴傳林

(1.商洛市林業(yè)綜合服務(wù)中心；2.商洛市飛播站；3.商洛市中藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心，陜西 商洛 726000)

困難立地一般是指沙地、礫石戈壁、鹽堿地、灘涂海島、崩崗區(qū)、水土流失嚴(yán)重等自然條件差的土地,包括石灰?guī)r裸露山地、受損山地邊坡、交通干線工程創(chuàng)面等地方,需要投入大量的人力和物力改良立地條件,以及一定的工程措施輔助才能開展常規(guī)造林[1]。主要有3個(gè)特征：立地條件差、植被基礎(chǔ)薄弱；遭受超過(guò)閾值人為干擾生態(tài)系統(tǒng)往往退化到頂級(jí)；生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定度極低，往往僅靠自然恢復(fù)和常規(guī)造林措施難以實(shí)現(xiàn)植被恢復(fù)。生態(tài)修復(fù)技術(shù)是以生態(tài)學(xué)和恢復(fù)生態(tài)學(xué)原理和方法為基礎(chǔ),恢復(fù)受損生態(tài)系統(tǒng)；在一些特殊立地條件,普通生態(tài)修復(fù)技術(shù)無(wú)能為力,不能滿足植被恢復(fù)技術(shù)要求。困難立地大多交通不便、基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、生態(tài)條件脆弱,雖然采用新材料與新技術(shù)可以有效促進(jìn)樹木生長(zhǎng),治理恢復(fù)具有投入大和見效慢等特點(diǎn)[2]。

目前困難立地生態(tài)修復(fù)的新技術(shù)得到廣泛的研究和應(yīng)用[3]，如開展整地改土、蓄水保墑、集水節(jié)水技術(shù)試驗(yàn),研究不同造林整地方式、地面覆蓋方式對(duì)土壤水分有效性和造林成活率的影響等。研究總結(jié)發(fā)現(xiàn)，困難立地造林成效主要受自然因素、造林技術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素三方面因素影響，自然因素是影響造林成活率的主要因素,包括降水、蒸發(fā)、養(yǎng)分及土質(zhì)等。首先是降水量少,造成水分供給不充足;其次是水分蒸發(fā),內(nèi)陸溫差較大,致使水分蒸發(fā)量隨之變大,影響樹木生長(zhǎng)；再次是養(yǎng)分供給,由于長(zhǎng)期缺水,造成土層中養(yǎng)分貧瘠,對(duì)樹木的養(yǎng)分供給不足；最后是因長(zhǎng)期陽(yáng)光曝曬,加之巖石裸露,不利于樹木扎根,增加了成活難度[4]，由此可見,水分虧缺是制約困難立地造林成敗的關(guān)鍵因子[5]，改善土壤水分狀況是提高造林存活率和保存率的關(guān)鍵措施。除自然因素外,造林技術(shù)也是影響造林成活率的一個(gè)主要因素。只有高水平的造林技術(shù)才能進(jìn)一步提高樹木成活率,反之則降低。此外,經(jīng)濟(jì)因素也是影響困難立地造林成活率的因素之一,經(jīng)濟(jì)因素影響著造林的進(jìn)度、后期管理及造林積極性等[6]。近年來(lái)，商洛市針對(duì)丹江上游困難立地技術(shù)進(jìn)行了實(shí)踐探索，在造林取得重要成就的同時(shí)也總結(jié)出了較系統(tǒng)的技術(shù)。

1 商洛市丹江流域上游自然地理概況

地理坐標(biāo)北緯33°12′22″～34°11′11″，東經(jīng)109°30′4″～111°1′27″，主要位于商洛市商州區(qū)、丹鳳縣和商南縣,是南水北調(diào)中線工程的重要水源涵養(yǎng)區(qū)[7]。處于溫帶與亞熱帶季風(fēng)氣候交匯區(qū)，屬溫帶半濕潤(rùn)氣候，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥。年平均氣溫7.8～13.9 ℃，極端最高氣溫40.8 ℃，極端最低氣溫-21.6 ℃，年≥10 ℃積溫2 492.0～4 394.9 ℃。年平均無(wú)霜期173～225 d，年均降水量706.1～844.6 mm，主要集中在7-9月，約占年降水量的85%～98%。降水季節(jié)、區(qū)域分布不平衡，冬季干旱、初春少雨。

地形地貌主要以土石山區(qū)為主，土層薄，坡度大，當(dāng)缺少地表植被保護(hù)時(shí)，表層土受雨水長(zhǎng)期沖刷，有機(jī)質(zhì)等養(yǎng)分流失嚴(yán)重，土質(zhì)貧瘠。土壤類型以黃棕壤、粗骨土為主，粗骨質(zhì)石礫含量大，保水保肥能力差，植被稀疏，多位于上中部坡位或直面坡體。 森林資源豐富，森林覆蓋率69.6%。自實(shí)施天保工程以來(lái)，通過(guò)封山育林、飛播造林、退耕還林及人工營(yíng)造等技術(shù)措施，已在立地條件較好的區(qū)域取得顯著成效，但由于歷史客觀原因,丹江流域上游河道兩岸人為活動(dòng)集中區(qū)域仍然存在一些裸露山體,水土流失嚴(yán)重,對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境造成很大負(fù)面影響，這些區(qū)域人為干擾強(qiáng)度高、立地條件惡劣，通常呈現(xiàn)出長(zhǎng)期裸露、坡度大、植物稀疏、土質(zhì)瘠薄、地下水儲(chǔ)量貧乏、保水保肥能力差、自然修復(fù)難度大等特點(diǎn)[7-8]。

2 商洛市丹江上游困難立地類型

商洛市丹江上游困難立地由于形成原因、立地條件、退化機(jī)制及其在植被情況、水土流失、人為干擾、歷史發(fā)展等方面的主要表現(xiàn)存在差異，按易識(shí)別、可操作的原則，可劃分為4個(gè)類別(表1)。

表1 商洛市丹江上游土石山區(qū)困難立地類型

3 商洛市丹江流域上游植被恢復(fù)技術(shù)

3.1 整地方式

不同立地條件需選用不同的整地方式，選擇合適的整地方式，可有效提高造林苗木成活率。

自然退化型水土流失造林地多位于石質(zhì)山地，地表無(wú)活土層或土層不足10 cm，宜選擇魚鱗坑穴狀整地，兼具攔蓄徑流泥沙、保持水土功能；整地難度大，宜選擇鋼釬、風(fēng)鉆、電鎬等機(jī)械設(shè)備進(jìn)行整地。栽植穴采取沿等高線自上而下開鑿長(zhǎng)、寬、深各0.6 m的方形坑穴，外沿用生土或石塊筑埂，筑實(shí)拍光，鏟平后坎并回填坑底。坑穴沿山坡呈“品”字形排列，株行距1.5 m×2.0 m。

人工干擾型采石采礦跡地坡度大，地表無(wú)土壤覆蓋，沿水平線對(duì)坡度20°～40°以下地段帶狀平整，用水泥磚砌成寬100 cm、高100 cm的栽植池，池內(nèi)回填客土。

3.2 客土回填

對(duì)土層極薄，裸巖率過(guò)高，不能滿足樹木生長(zhǎng)基本要求的區(qū)段，從造林地之外運(yùn)回活土回填，改善栽植坑土肥環(huán)境。通過(guò)表土回填及添加客土，改善栽植穴內(nèi)土壤養(yǎng)分條件。在坑底先回填厚15 cm左右砂石，再回填熟土。應(yīng)注意自然退化型水土流失困難造林地位于石質(zhì)山地，不瀝水，為防止雨季長(zhǎng)期積水淹苗，造成苗木呼吸困難窒息死亡，要在下沿最低處設(shè)置排水孔。

3.3 樹種選擇

商洛市丹江上游困難立地應(yīng)按適地適樹、鄉(xiāng)土樹種優(yōu)先、多樹種合理配置等原則[9]，選擇耐瘠薄，抗高溫干旱，根系發(fā)達(dá)，固土力強(qiáng)的樹種，并根據(jù)小環(huán)境條件，“宜喬則喬、宜灌則灌”，喬灌木多樹種混交造林。多年實(shí)踐證明，適宜當(dāng)?shù)乩щy立地造林樹種有油松、側(cè)柏、連翹、山桃、山杏等(表2)。

表2 樹種配置與苗木要求

3.4 苗木栽植

困難地立地質(zhì)量和立地生產(chǎn)力低，林木年生長(zhǎng)量小，成林困難。為保證較快實(shí)現(xiàn)綠化美化荒山的目標(biāo)，采取“大苗、密植、多樹種、大塊狀混交”的造林設(shè)計(jì)。

采用常規(guī)方法人工植苗造林，時(shí)間選擇在春季3-4月或秋季10-11月，要確保移栽質(zhì)量。造林用苗應(yīng)根據(jù)整地、栽植進(jìn)度提前準(zhǔn)備，做到隨用隨起、隨調(diào)，確保苗木規(guī)格要求和土球完整，避免長(zhǎng)途運(yùn)輸，盡量減少栽植間隔時(shí)間。

3.5 澆水保墑

水分虧缺是制約商洛市丹江上游困難立地造林成敗的關(guān)鍵因子。改善土壤水分狀況是提高造林存活率和保存率的關(guān)鍵措施。苗木栽植前，應(yīng)做好澆水設(shè)施準(zhǔn)備工作；苗木栽植后及時(shí)澆足定根水；造林后根據(jù)土壤摘情及時(shí)澆水保苗。困難地土層薄，土壤發(fā)育程度低、保水能力差，新植幼樹生根緩慢，且山風(fēng)大，裸石溫度高，蒸發(fā)量大，易干旱，采取有效的保墑促根、增土培肥措施，是造林成功的重要保障。澆透水并充分滲透后，用細(xì)土覆蓋5～10 cm厚，然后根據(jù)植穴的大小，覆蓋塑料薄膜(40 cm×40 cm)，并用碎石或土壓實(shí)，保水護(hù)根，最后整修好樹盤。

3.6 防倒伏

自然退化型水土流失地多為石質(zhì)山地、位于上中部坡位，常年無(wú)植被遮擋，風(fēng)速大、風(fēng)力強(qiáng)，苗木風(fēng)吹后搖擺過(guò)大易造成樹苗根系與土壤接觸疏松甚至苗木倒伏，使根部長(zhǎng)期暴露在空氣中，造成根部長(zhǎng)期失水，出現(xiàn)苗木死亡現(xiàn)象，因此，應(yīng)對(duì)在上部和山脊部的苗木用尼龍繩三角形固定，防止苗木因大風(fēng)搖擺而倒伏。

表3 困難造林成活率保存率

3.7 撫育管護(hù)

造林后，及時(shí)用枯草、石塊等覆蓋穴面，避免暴雨時(shí)雨滴擊濺表土，并減少蒸騰失水、增強(qiáng)穴面保墑、促進(jìn)苗木生長(zhǎng)。澆水整穴，造林后若無(wú)雨，尤其是裸根苗栽后2～3 d內(nèi)應(yīng)再澆1次水，以保幼樹成活。查苗扶正、補(bǔ)坑，雨季造林因苗木冠幅大，易歪斜，大雨過(guò)后，應(yīng)及時(shí)查苗看穴，若苗木被沖壓，應(yīng)及時(shí)扒出扶正；及時(shí)補(bǔ)修被大雨沖毀的魚鱗坑。1 a撫育2次，春、秋季各1次，撫育措施有松土、除草等。嚴(yán)格落實(shí)防火措施，嚴(yán)防森林火災(zāi)；落實(shí)管護(hù)責(zé)任，嚴(yán)防人為破壞；根據(jù)土壤墑情及時(shí)做好灌溉、排澇；做好森林病蟲害預(yù)報(bào)和防治。

4 商洛市丹江流域上游困難立地造林成效

2017年10月、2019年10月, 采取隨機(jī)抽樣、樣地調(diào)查方法，分別對(duì)3類困難立地的上、中、下坡位造林效果進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果顯示困難立地采取新技術(shù)造林成活率、尤其是保存率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)造林方法(表3)，新技術(shù)造林成活率、保存率幾乎都在90%以上，可滿足商洛市丹江流域上游困難立地造林要求。