太行山貧瘠石質(zhì)山地造林綠化技術(shù)措施探討

李大鵬孫艷艷韓淑偉史強(qiáng)

(1.邯鄲市林業(yè)局，河北 邯鄲 056002；2.涉縣林業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，河北 邯鄲 056400)

太行山山脈是我國極具價值的國土資源，綿延400km以上，面積廣闊。然而由于20世紀(jì)以來長期缺乏管理和無節(jié)制地開墾，早期的原始森林已經(jīng)被嚴(yán)重破壞，加之自然條件和地理環(huán)境十分復(fù)雜，降水分布差異性較大，暴雨集中時會造成土壤流失嚴(yán)重、生態(tài)環(huán)境趨向惡化。具體主要表現(xiàn)在土壤干旱貧瘠，土層單薄，石頭較多，植被覆蓋率低。鑒于以上情況，為盡快改善太行山區(qū)的生態(tài)環(huán)境，減少土壤流失，保護(hù)這一京津和華北平原的綠色生態(tài)屏障，需要對太行山進(jìn)行大面積綠化。

在現(xiàn)階段，需要解決的主要問題是針對太行山石質(zhì)山區(qū)大部分的劣質(zhì)立地，充分利用本地區(qū)的山地、光熱、水土、自然資源和植物資源，根據(jù)造林地的生產(chǎn)實(shí)際開展生態(tài)林業(yè)工程建設(shè)，以最少的投入，獲取最大的效益?！鞍宋濉逼陂g根據(jù)國家科技計劃，進(jìn)行了太行山石質(zhì)山區(qū)造林育林技術(shù)的系統(tǒng)研究，并持續(xù)開展太行山綠化工程；后期又歷經(jīng)太行山綠化二期工程及太行山綠化三期工程，共完成人工造林112.3萬hm2；《北方防沙帶生態(tài)保護(hù)和修復(fù)重大工程建設(shè)規(guī)劃(2021—2023年)》將太行山生態(tài)綜合治理項目納入京津冀協(xié)同發(fā)展生態(tài)保護(hù)和修復(fù)工程。太行山綠化任務(wù)仍然繁重，特別是目前需綠化荒山多為石質(zhì)山區(qū)“困難地”，也亟需研究推廣適合太行山貧瘠石質(zhì)山區(qū)的綠化技術(shù)。本文以河北省南部太行山區(qū)為研究區(qū)域，分析該區(qū)域貧瘠石質(zhì)山地的特點(diǎn)和立地條件，提出在該區(qū)域造林綠化主要采用的技術(shù)措施。

1 太行山貧瘠石質(zhì)山地特點(diǎn)及植被資源

1.1 立地條件

太行山是我國北方典型的干旱瘠薄的山地，以石質(zhì)山地為主，因西側(cè)為山西黃土高原的一部分，黃土沉積較厚，形成土石山地貌；東側(cè)的重要特征是山巒起伏，溝谷縱橫，降水量少，旱災(zāi)較多，土壤貧瘠，植被稀少，水土流失現(xiàn)象嚴(yán)重。土壤主要為在片麻巖、石灰?guī)r、頁巖和磷礦石等母質(zhì)上發(fā)育而來的山地褐土。土壤多屬粗骨土，易侵蝕，土壤結(jié)構(gòu)不良，石礫含量較大；土壤土層淺薄，土層厚度為10～30cm，土壤貧瘠，且保肥保水能力差。

1.2 植被資源

河北省南部太行山區(qū)的植被屬于暖溫帶落葉闊葉林區(qū)。因?yàn)槿藶槠茐牡暮蠊?，加之海拔高度小，所以植被的垂直地帶性分布?guī)律不明顯，植被的分布主要是以土壤條件和坡向而產(chǎn)生的水熱條件的差異為基礎(chǔ)。因?yàn)楸镜貐^(qū)所處地理位置相對特殊，其植物區(qū)系具有多方交匯的特點(diǎn)，總體上以暖溫帶的華北植物區(qū)系成分為主，兼有其它區(qū)系成分[1]。

2023年8月在涉縣索堡鎮(zhèn)開展的調(diào)查中記錄植物種128種，草本植物81種，占總種數(shù)的63%，其次為灌木和藤本共35種，占27%，而喬木樹種只有12種，占10%，原生高大喬木很少，多年生灌木和草本較多?？梢姡硹l件較過去原生森林植被已顯著惡化，森林植被被破壞后，形成了灌叢、灌草叢，或深入破壞后形成草叢，呈現(xiàn)了干旱、瘠薄的生態(tài)環(huán)境?，F(xiàn)存的森林植被主要是以側(cè)柏、油松為主的人工林，其次為栓皮櫟和小面積的刺槐人工林，天然次生林早已破壞殆盡。油松林主要分布在坡度20°～35°的陰坡、半陰坡。海拔400m以上陰坡生長的油松，可郁閉成林，其下只能形成疏林或小塊狀片林。側(cè)柏分布在坡度15°～45°的陽坡、半陽坡。

該區(qū)域內(nèi)的灌草叢分布廣泛，且長勢良好，灌叢可以根據(jù)植被生長時間分為原生灌叢和次生灌叢。原生灌叢分布在海拔較高，人煙烯少的深山區(qū)。次生灌叢是生境條件改變后，經(jīng)長期適應(yīng)而穩(wěn)定下來的次生植被，如野皂莢、胡枝子、荊條、繡線菊等。灌草叢是森林或次生灌叢經(jīng)反復(fù)砍伐后，導(dǎo)致土壤貧瘠、水分條件愈發(fā)惡劣而形成。陰坡的灌木和草本主要以胡枝子、螞蚱腿子、荊條、三裂繡線菊等灌木為主[2]。灌草以羊胡子草、蒿類等為主。陽坡山地的灌叢多具刺的灌木為建群種，如酸棗、野皂莢、小葉鼠李、荊條等。

2 荒山綠化植物選擇

2.1 適地適樹

適地適樹原則主要是指在挑選造林樹種時，要讓樹種自身生存特征與造林立地環(huán)境相適應(yīng)。換言之，就是按照造林地帶具體土質(zhì)和環(huán)境情況，結(jié)合造林目的和要求，挑選適合這片造林地帶條件的樹種。由于不同樹種具有不同的天然生存特性，因此在開展造林工作時，需要結(jié)合考慮造林地帶環(huán)境以及樹木的生長情況來選擇樹木品種。如，當(dāng)造林地帶環(huán)境較為干旱時，水分條件是最有影響力的生態(tài)因子。對于一些干旱少雨的造林地帶，這時可以選擇具有旱生或半旱生存活特征的造林品種。由此可見，樹種選擇過程中需要全面掌握樹種的適生規(guī)律，找出其適生環(huán)境的特征，這是最為重要的環(huán)節(jié)。

在挑選造林樹種時要重視先鋒樹種的應(yīng)用。想要確?；纳街参锶郝?，確保其多樣性恢復(fù)，首先要做的就是研究荒山生態(tài)環(huán)境特征，找出限制植物生長定居的因素，挑選最合適的先鋒物種。如，針對石灰?guī)r山地，這種地帶的生態(tài)環(huán)境特征顯示為高鈣干旱、水肥匱乏，選擇先鋒樹種時，可以挑選喜鈣抗旱耐貧瘠的物種，隨著植被的逐漸成型，也能夠有助于其他生物的出現(xiàn)。在造林工作中，除了要按照造林目標(biāo)選擇合適的樹種以外，還要挑選具有強(qiáng)耐干旱性的先鋒樹種，這樣有益于形成穩(wěn)定的森林植物群落。

2.2 選擇鄉(xiāng)土樹種

荒山人工造林所需要的是不僅具有良好的適應(yīng)能力，而且能正常生長，形成穩(wěn)定森林群落，完成穩(wěn)定的生長發(fā)育周期的樹種。許多荒山受到惡劣的自然條件和嚴(yán)重的人為影響，這可能對樹木的生長和發(fā)展產(chǎn)生不利的作用。在干燥、貧瘠的山地等環(huán)境中，鄉(xiāng)土樹種更適應(yīng)當(dāng)?shù)貤l件，使其更快地恢復(fù)到接近當(dāng)?shù)刈匀簧种脖坏臓顟B(tài)。研究表明，鄉(xiāng)土樹種的種植遠(yuǎn)比非鄉(xiāng)土樹種的種植更具多樣性價值。絕大部分鄉(xiāng)土樹種，以及經(jīng)過馴化以后的非鄉(xiāng)土樹種，對不良環(huán)境條件也有了很好的適應(yīng)性，能夠穩(wěn)定生長和發(fā)育，在種植以后可以很快的郁閉成林。因此，在荒山上種植的樹種的選擇應(yīng)以本地鄉(xiāng)土樹種為主，輔以引進(jìn)的、馴化的和具有豐富栽培經(jīng)驗(yàn)的外來樹種，栽種時考慮當(dāng)?shù)丨h(huán)境中的多樣性風(fēng)險并提前采取措施。

2.3 喬灌草物種合理搭配

在傳統(tǒng)的植樹造林中，荒山造林的物種往往選擇喬木。喬木具有壽命長、覆蓋面積廣、環(huán)境效益顯著等優(yōu)點(diǎn)，但其需要較高的土壤條件，并不是所有的荒山都適合直接種植。山區(qū)的許多裸巖區(qū)干燥而貧瘠，使喬木難以生長、成材和成林。因此，許多學(xué)者提倡和建議通過種植灌木植物和草本植物來恢復(fù)裸巖地區(qū)植被，待環(huán)境條件得以改善以后，再開始引進(jìn)喬木種植，如此更契合群落的演替規(guī)律。考慮到荒山土壤母質(zhì)對植物生長具有決定性影響，而且每個物種各有最適宜的水分、土壤、光照等立地條件，因此在選擇荒山綠化的物種時應(yīng)考慮在河北省內(nèi)太行山地區(qū)分布廣、耐受性強(qiáng)、生長良好、能自我更新，在大多數(shù)立地條件下均能定居建立群落的喬灌草植被。

3 貧瘠石質(zhì)山地造林綠化技術(shù)措施

3.1 造林整地

造林整地技術(shù)對于提高造林成活率和促進(jìn)幼林生長具有重要作用。采用造林整地技術(shù)，有利于加速母質(zhì)風(fēng)化，加速有機(jī)質(zhì)分解，提高土壤肥力，保持土壤水分，改善土壤通氣性。具體的整地方法主要依據(jù)造林地的地形、地勢、植被、土壤、造林品種及勞力情況等因地制宜。

25°～35°山坡，釆取穴狀及魚鱗坑相結(jié)合的方式整地。穴狀規(guī)格：穴徑40cm左右，深30～40cm；魚鱗坑規(guī)格：短徑40～60cm，長徑60～80cm，深40cm。2種方式土堰高10～20cm。針葉樹種因造林密度較大，一般釆用穴狀整地。

15°～25°山坡，土層厚度大于30cm，釆取水平階整地，規(guī)格為寬100～150cm；土層厚度小于30cm，釆取魚鱗坑整地，規(guī)格同上[3]。

坡度15°以下，中厚層土山坡、溝底及較平緩的崗頂，應(yīng)釆用窄幅梯田整地，規(guī)格為田面寬130～150cm，深50～80cm，堰寬30cm，梯田長度因地制宜，沿等高線分布。

3.2 抗旱造林

荒山造林需要抗旱造林技術(shù)，以適應(yīng)山區(qū)氣候和土壤條件，提高造林的成活率。采取的主要措施：種植枝干強(qiáng)壯、根系發(fā)達(dá)的苗木；闊葉樹疏剪枝條，剪去樹梢，保留樹干；針葉樹選擇容器苗種植；選擇早春和雨季，土壤墑情狀況良好的秋季等；將樹苗采用泥漿和保水劑蘸根，栽植深度適當(dāng)；栽植后覆蓋。在幼林期，加強(qiáng)管護(hù)和除草，加深和拓寬種植穴，促進(jìn)肥料和水分的儲存。

邯鄲市涉縣在太行山應(yīng)用的主要抗旱技術(shù)：覆草種植，覆草種植的幼苗或播種造林可以提高造林的成活率，覆草采用干枯秸稈或灌草，厚度應(yīng)在8～10cm。通過覆草可以集中地面上的雨水，提高土壤溫度和濕度，可以顯著提高種植苗木的成活率，促進(jìn)幼樹的生長，據(jù)涉縣的試驗(yàn)顯示，雨季播種造林，10月下旬調(diào)查，覆草刺槐、側(cè)柏出苗率比不覆草相應(yīng)提高35%和50%，在天氣持續(xù)干旱15d的情況下，覆草比不蓋草刺槐和側(cè)柏幼苗保存率相應(yīng)地高56%和15%；生根粉，生根粉是一種新型、無毒、高效的植物生長調(diào)節(jié)劑，可以補(bǔ)充植物生根的外源性激素，促進(jìn)幼苗生根，由于各種樹種在山地造林中生根比較困難，生根粉可用于促進(jìn)山地造林當(dāng)中苗木的快速生根，提高造林成活率20%～30%；保水劑，保水劑是一種具有較強(qiáng)吸水性的高分子化合物，其功能主要是吸水和保水，使用方法為種子包衣、浸根處理、土壤混拌和用作培養(yǎng)基。應(yīng)用保水劑技術(shù)可顯著改善種植穴的環(huán)境條件，尤其在間歇性的干旱高溫時期，保水劑可保持土壤含水量，保證苗木根系在7d內(nèi)不失水，造林成活率可相應(yīng)提高15%以上。

3.3 容器苗造林

采用容器苗造林是提高山地造林成活率的先進(jìn)技術(shù)措施。容器苗的根系較好地維持了苗木的自然生長狀態(tài)，而且其貯存的肥水能在造林初期的一段時間內(nèi)滿足植株生長發(fā)育之需，確保苗木在惡劣條件下也能正常生長，所以栽植后其成活率很高。另外，蘸泥漿苗和裸根苗2種造林方法，在實(shí)際操作中會破壞苗木根系的正常生長，造林后所需的肥水主要依托土壤的自然水分供應(yīng)，鑒于山地本來水分供應(yīng)較差，因此這2種造林方法的成活率相對而言就較低。

容器苗所采用的容器材質(zhì)可用丙綸材料，在自然環(huán)境中易于降解。起苗造林時提前3～4d澆水，待容器內(nèi)土壤含水率20%時起運(yùn)造林最合適。在運(yùn)輸和栽植環(huán)節(jié)注意保持土壤結(jié)構(gòu)和根系的完整。造林時苗木不脫容器袋(膜)，深度要求袋頂和坑面齊平。栽植時，將容器底部剪開去除，側(cè)面用刻刀縱向劃開3～4道，將袋柱直立放入坑內(nèi)，填入土壤至與上口相平即可，反坡整地的，不可太靠近后部，以防止上部徑流對苗木的淤埋。在魚鱗坑中間挖定植穴，每穴加入充分吸水的保水劑1000g，將容器苗直立放入穴中央，覆土，從側(cè)方踏實(shí)，及時澆透水，水滲下后覆一層細(xì)土[3]。

3.4 封山育林

封山育林措施是恢復(fù)和保護(hù)森林資源的重要手段。封山育林的期限可依照成林的年限確定，一般為3～5年，在林地植被破壞較為嚴(yán)重的地區(qū)也可能在10年之上[4]。封山育林適用在巖石裸露率超過30%的自然保護(hù)區(qū)、山地、飛播造林地等。此外，還適用在河流上游及土壤流失、風(fēng)沙危害嚴(yán)重地區(qū)的防風(fēng)固沙林、水源涵養(yǎng)林、水土保持林等區(qū)域。

采取封山的措施和人工造林措施為植物群落和多樣性增加提供了較為適宜的生長環(huán)境，維持了植物生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)平衡。而且枯落物腐爛分解后，能夠形成具有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)元素含量均衡的土壤，保護(hù)枯落物，可明顯提高土壤肥沃度，改善土壤性狀。李鐵華等探究采用封山的措施和人工造林措施對樹木生長的作用及其產(chǎn)生的生態(tài)綜合效應(yīng)，其分析結(jié)果認(rèn)為利用封山的措施和人工造林措施時間越長，高木層和幼樹層中闊葉樹種種類和數(shù)量的增加會愈發(fā)顯著，此外，物種多樣性也會增加，群落發(fā)展會更加穩(wěn)定[5]。張勤敏研究討論了賀蘭山西坡自然保護(hù)區(qū)的植物多樣性在采取封山的措施和人工造林措施后的變化，得出的結(jié)論表明，賀蘭山自然保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)在封山育林后，物種多樣性增加，生態(tài)系統(tǒng)向正向演替的方向發(fā)展[6]。和麗萍等探究了利用封山的措施和人工造林措施對云南金沙江流域主要林分生態(tài)功能的影響，結(jié)果顯示，采取封山的措施和人工造林措施方法實(shí)施之后，云南松林和常綠闊葉林的林分物種豐富度和多樣性指數(shù)顯著高于沒有采取措施的森林，且封育時間越長多樣性指數(shù)會變高[7]。

采取封山育林和人工造林相結(jié)合的措施一直是我國長期培育森林的傳統(tǒng)方法，這種方法適用于荒山造林及水源地保護(hù)等各種生態(tài)修復(fù)的工程。我國在此領(lǐng)域積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，被譽(yù)為“中國式的造林法”。封山育林和人工造林充分利用了森林自身恢復(fù)能力，不僅操作方便、省時省工，而且成本低、見效快，對于增加和恢復(fù)森林植物群落多樣性、保持水土、提高水源涵養(yǎng)能力等方面效果顯著。中華人民共和國(新中國)成立后，我國一直非常重視封山育林工作，多次頒布了指導(dǎo)采取封山育林措施的政府令，并且已經(jīng)取得明顯的的成效。

4 結(jié)語

太行山區(qū)荒山特別是干旱貧瘠石質(zhì)山區(qū)的造林綠化目前已進(jìn)入“攻堅克難”階段，生態(tài)修復(fù)存在很大難題，關(guān)鍵就是干旱貧瘠的困難立地條件造成的影響。本文提出了科學(xué)整地、適地適樹和優(yōu)化林灌草種植結(jié)構(gòu)、干旱貧瘠山區(qū)造林容器苗新技術(shù)應(yīng)用、封山育林保護(hù)植被等技術(shù)措施。在實(shí)踐操作中，邯鄲市林業(yè)局十分重視各項技術(shù)和科技成果的組裝配套，如在完整的流域推廣了小流域綜合治理措施，合理搭配樹種，進(jìn)行工程整地和綜合造林措施推廣；在貧瘠石質(zhì)山區(qū)推廣黃櫨、側(cè)柏、黃連木、刺槐等混交技術(shù)；礦山廢棄地裸巖立地利用包衣種子和抗干旱瘠薄的灌木及藤本(爬山虎等)垂直綠化裸巖；大塊巖石裸露的立地，釆取不規(guī)則穴狀整地，調(diào)整局部微環(huán)境，增加局部土壤厚度，結(jié)合樹木品種篩選，利用需要水分養(yǎng)分少的灌木、藤本，較快地覆蓋裸巖，增加了林木覆蓋率；針對春季、雨季不同季節(jié)開展不同樹種和不同造林措施的推廣；實(shí)現(xiàn)了營養(yǎng)杯育苗、無紡布容器育苗的規(guī)模化生產(chǎn)，以及容器苗造林技術(shù)措施的推廣。綜上所述，邯鄲市在太行山區(qū)的荒山造林實(shí)踐中突破傳統(tǒng)觀念和技術(shù)的壁壘，大力推廣新技術(shù)、新成果的應(yīng)用，建立荒山造林科學(xué)技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了太行山區(qū)綠化美化的目標(biāo)。