半干早地区植被恢复试验研究

2019-12-30葛寒英

绿色科技 2019年22期

摘要：针对林业建设中存在的热点、难点和关健问题，如：区域系统性差、林分结构不合理、林分稳定性差、生态效益低的现状开展了试验研究，依据因地制宜、分类指导、综合开发、全面治理的原则，采用多林种、多树种、乔灌草相结合，生态、经济、社会效益相统一方法，改变了传统单一营林方式，建成了多林种、多树种、乔灌草相结合的多功能、多结构、多层次的稳定的森林生态系统。结果表明：使水土流失得到有效控制，与过去普通造林方法相比，造林成活率提高30%～40%，保存率提高30%以上。通过这些技术的组装配套和应用，使造林能一次成功，解决了数十年来困扰山西丰干早地区造林两率不高的技术难题，加快了荒山绿化步伐，提高了造林的质量。

关键词：半干旱地区;植被恢复;植被恢复试验

中图分类号：Q948.1 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）22-0049-05

1 试验区概况

试验区设在山西省石楼县，这里地处黄河中游东岸，吕梁山脉以西、属于黄土高原一部分黄土高原。地势东高西低，郡山连绵，地表覆盖有深厚的黄土，因受流水侵蚀、冲刷，沟壑纵横，地形破碎。本区域属暖温带大陆性气候，年均气温为9.2℃，1月为-7℃，7月为22.7℃，年降雨量550mm，霜冻期为9月下旬至次年4月下旬，无霜期180～190d。

2 研究方法

（1）在黄土丘陵区分别建立“自然型”、“灌溉型”、“集流型”试验地各100亩，进行植被恢复重建试验和示范;建设植被恢复、植被重建、植被保护试验地各100亩，进行植被恢复重建途径的试验研究。采用标准地和小样方调查方法进行植物种类、盖度、保存率和生长量调查。

（2）划分黄土丘陵区植被恢复类型区的依据。类型区主要划分依据是大地貌及气候条件，另外综合分析考虑过去沿用的立地分类、林业区划、林业重点工程布局。划分黄土丘陵区植被恢复类型小区的主要依据是中地貌，并以其地貌命名小区。

划分类型（组）的主要依据是根据科学实用的原则确定，既能反映林业生态建设与治理立地分异规律，又要便于应用，使基层技术人员易于掌握。

（3）适地适（树）林，建设试验林地300亩，营造稳定林分，依据植被地带性分布规律和林业生产的成功经验，在不同地带建造不同人工林草植被类型，并模拟天然植被结构实行乔灌草复层混交，多树种多林种配置技术的方法。

3 结果与分析

3.1 植被恢复重建途径研究

3.1.1 植被恢复重建的主要目标

本项研究通过多目标线性规划，调整区域土地利用结构、林种结构和植被恢复区域区划布局，优化黄土丘陵区生态经济型产业结构。以建设多林种、多树种、乔灌草相结合的多结构、多功能、多层次稳定的森林生态系统为主要目标。

石楼县试验区植被恢复途径见图1，示范区植被恢复林种结构配置见图2，第1试区典型立地配置见图3。

将石楼黄土丘陵半干早地区简单划分为川源区、梁峁坡区和沟谷区，其中①梁峁坡区以25°为分界;②缓坡区坡度小于25°为分界，土壤较为贫瘠，水分依然较为紧缺，自然条件较差。15°以下地段可以建设水平梯田，发展混农生态林业。15°～25°地段应在带状整地的基础上，选择条件较好的地段发展果园或其他经济林，选择条件较差地段营造以灌木为主、乔木为辅的生态林，保持水土，发展经济。③陡坡区坡度大于25°，土壤贫瘠，水分紧缺，自然条件最差。根据林分水分平衡原则，密度不宜太大，以建立稀树灌丛草地为主体。首先应进行水平沟、水平阶等带状整地，林木应沿等高线带状布设，带间距离加大（一般为5m以上）。半湿润地区可在带间人工布设禾本科、豆科等牧草植物，或依靠自然力恢复为灌草带，截渗径流，保持水土;半干旱、干旱地区应人为铲除稀疏的自然植被，形成集流面为下部植树带汇集径流，提供生长所需水分，促进带内植被正常生长。④沟谷区沟坡坡度大，土壤极为贫瘠;沟底较为平缓，水分条件较好。应围绕淤地坝、谷坊建设，配置以乔、灌、草相结合的生物工程措施体系，保持水土，减少流向下游的泥沙，争取全部泥沙就地拦蓄[2]。

3.1.2 植被恢复重建的主要手段

在石楼黄土丘陵半干旱地区，大部分地区均可采用“自然型”、“灌溉型”、“集流型”措施进行植被恢复重建。其中，“灌溉型”适用在限定区域内、生态地位十分重要的条件下采用;“自然型”是一种传统、落后的方法，在目前生产中应用很少;“集流型”应为目前植被恢复重建工作的主体。集流技术的重点在于集水面的整修。在坡地上，可利用自然坡度，对坡面上凹凸不平的地方进行处理，使坡面基本平整，结合整地将杂草彻底清除;在整平的坡面上，原则上以每株林木为对象，也可在坡面较平整时以2～3株为对象，垂直等高线，修建15～20cm高的集水区土埂，将径流导人栽植穴内。集水面防渗处理可采用机械处理方法、化学处理方法和生物处理方法等[3]。

3.1.3 植被恢复重建的主要途径

3.1.3.1 植被恢复

植被恢复有两种途径：一是完全恢复，即通过改变立地条件，模拟当地自然植被系统的结构、功能，彻底恢复到具有地带性特征的自然植被系统;二是部分恢复或阶段恢复，当植被退化相当严重，现有立地条件很差，缺少可借鉴的顶极植被类型时，采取部分修复退化植被系统的方法，恢复目标可以是顶极植被之前的中间演替阶段的植被類型[4]。

3.1.3.2 植被重建

人工重建适应于极度退化的荒山以及条件很差的退耕地等立地类型。采用直接模拟地带性植被结构的一步到位造林法，或先布设先锋群落、再混交地带性种类的二步到位造林法，以加快森林植被的恢复进程。

3.1.3.3 植被保护

对植被系统进行人为管理，采用封山禁牧的方法，使其避免进一步遭受破坏和继续退化。

3.2 植被恢复区划

植被恢复区划是开展林业生产、编制区域林业发展规划、制订林业生态建设与治理方案的基础，是区域资源开发与保护、改善生态环境的重要依据[5]。因此，如何从區域的自然资源与生态环境特征出发，制定符合当地实际情况的保护和重建生态的策略或规划，实现环境、社会、经济的协调与可持续发展，已经成为生态环境建设的首要任务。

将石楼县植被恢复类型区划分四级分类系统[6]：黄土丘陵区植被恢复类型区、类型小区、类型组和类型。根据现状划分了2个生态建设与治理类型小区，8个类型组，16个类型[7]。见表1。

3.3 适地适树与树种选择技术

3.3.1 适地适树营造稳定林分的关键措施

依据植被地带性分布规律在不同地带建造不同人工林草植被类型;选择地带性植被建群种作为造林的主要树种;模拟天然植被结构实行乔灌草复层混交。

3.3.2 多树种多林种配置技术

根据黄土丘陵区植被恢复区划成果，按立地类型选择适宜的树种和林种，建立了稳定的森林生态体系，提高森林的多种效益[8]。

3.4 防护林体系高效空间配置与稳定林分结构设计

石楼黄土丘陵半干旱地区防护林体系空间配置及稳定林分结构设计如下。

（1）黄土源面以及平缓源边（0°<15°）：以宽阔的源面条田、源边宽梯田为主，是黄土丘陵区的主要农业用地。配置以道路埂坎林带或林网、片状经济林、间作林、四旁植树等为主体的农田防护林体系。

（2）黄土缓坡（15°～25°）：多为坡耕地或窄梯田（田面宽度<10m）。防护林体系以农林复合形式配置，采用隔坡水平梯田（坡面带状林）、隔坡水平沟（水平沟为林带）等农林复合结构设计。隔坡宽度10～15m。造林树种可选择苹果、杏、梨、红枣、核桃、花椒等经济树种。

（3）黄土陡坡（25°～35°）：多为荒草地和弃耕地。配置为坡面水土保持林、林牧复合防护林。在较完整的坡面上，采用乔灌异龄复层林带与草田相间的形式，水平沟整地，林带宽度15～20m，林带间距>15m。在面积较小或破碎的坡面，采用全面造林，径流集水整地。乔木树种造林密度应小于1650株/hm²。

（4）黄土急坡（≥35°）：配置为水土保持林，采用人工促进封山育林，深根性乔灌草结合异龄复层结构，形成镶嵌在坡面上不规则小块状的近自然植被景观。

（5）侵蚀沟系：辅以工程措施，配置为封造结合而成的乔灌草防冲固沟拦沙滤水型侵蚀沟水土保持林。主沟沟底修建拦沙坝，营造速生丰产林。支沟沟底修建谷坊群，采用人工促进封沟育林育草，形成近自然植被。沟头配合沟头防护工程，营造深根性固土性强的乔灌木树种[9]。沟坡坡度多为大于35°的急险坡面，必须全面封禁，并采用撒种深根性乔灌草种，人工促进植被恢复[10]。

（6）造林采用2～3年生的优质苗木。

3.5 植被恢复不同模式造林效果分析

3.5.1 生态林与经济林混交模式——侧柏、核桃带状混交造林效果

由表2可知，采用集流工程整地技术，局部改变了林地土壤的水肥气热条件，为植物生长发育奠定了基础。侧柏、核桃混交后，幼树期间均表现出了迅速生长的习性。

3.5.2 生态林混交模式——侧伯、刺槐带状混交造林效果

由表3可知，在石楼黄土丘陵半干旱地区，生态林采用径流整地方式营造混交林，可以大大提高苗木成活率、生长量和林分的生态效益。同时不论何种混交方式，在适宜立地幼龄期林木生长量与相应的纯林比较没有显著差异。

3.5.3 生态经济林混农模式造林效果分析

由表4可知，生态经济林混农模式分布在村庄附近，采用隔坡水平沟整地，立地条件和肥水管理较好，经营水平高，因而幼树期间，树体生长发育迅速，成形快，结果也早。

3.5.4 生态林纯林造林效果分析

由表5可知，通过隔坡水平沟整地后，不同树种的生态林生长发育不同，但均表现出了速生性。

4 结语

（1）对石楼县黄土丘陵区的植被进行了区划，共划分了2个植被恢复类型小区，8个类型组，16个类型。