CN111226670A - 一种提高干旱地区流动沙丘造林保存率的团块状造林技术 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高干旱地区流动沙丘造林保存率的团块状造林技术，仿照流动沙丘梭梭植株距离及分布方式，采用团块状栽植培育簇生型树冠：春季土壤解冻后，相邻团块间距离为4m～8m，每团块配置3～5种植穴，种植穴间保持距离20cm～40cm；将保水剂充分吸水后填入坑内，然后在保水剂上植苗造林，每穴栽植1株梭梭，梭梭栽植成活2～4年后，各植株茎干粗度可达1cm以上，茎干上着生各级侧枝时，簇生型树冠培育完成。有益效果包括：(1)提高梭梭造林保存率；(2)降低造林和管护成本；(3)树冠下对风沙沉积效果好，平均每年能沉积沙厚度1～2cm，在树冠下自然形成沙丘，一定程度上抑制沙丘流动、减轻沙源。

Description

一种提高干旱地区流动沙丘造林保存率的团块状造林技术

技术领域

本发明属于沙漠造林技术领域，特别涉及一种提高干旱地区流动沙丘造林保存率的团块状造林技术。

背景技术

干旱沙漠地区降水稀少、蒸发量大、风蚀强烈，造林不容易成活。尤其是在干旱沙漠地区的流动或半流动沙丘造林，幼苗成活率不高，造林几年后保存率则更低。在新疆(相关论文作者：田媛，2014；相关论文作者：黄培祐等，2009；相关论文作者：常金宝等，1995，以下同省略)、内蒙古(常金宝等，1995；崔振荣等，2002)、宁夏(郭生虎等，2006)和甘肃(申请号201610360371.X；常金宝等，1995)等荒漠地区梭梭造林实践表明，造林成活率在在1.62％～95％之间，大部分成活率为30％～50％。第1年幼苗存活后，并不意味着幼苗渡过了危险期。第2年到第5年时，梭梭幼苗由于干旱胁迫以及根系不发达，仍然具有较高死亡率(李建贵等，2003；刘国军等，2011；田媛，2014；Zhou et al.2015)，采用保水剂湿施可改善土壤水分状况，提高造林保存率，5年生时保存率仅14.67％～24.4％(Zhou et al.2015)。表明采取措施提高保存率对于提高造林成效具有重要意义。

沙漠地区造林最重要限制因子是水分。另外，流动沙丘风蚀作用导致幼苗根系裸露甚至连株拔起而死亡，也是造林成效不高的主要原因之一。因此，沙漠造林主要采用措施为：首先设置沙障控制流沙，然后采用保水措施提高造林成活率。

沙障方面的技术研究：沙障可以采用生物材料如秸秆或植物茎干(申请201210349865.X，申请号201822220544.5，201820395073.9，申请号201810010700.7，201822252937.4，201810010700.7，申请号201721563574.5，201711166706.5，申请号201621186129.7，201610960412.9，申请号201420364669.4，申请号201620877277.7)等，或人工合成材料如防护罩(申请号201210349964.8，201110139499.0、201120233236.1)、塑料网/膜(申请号201420848374.4，201520784768.2，201611094335.X，201420324320.8，200320102816.2)、防护管件(201520119424.X，201420545637.4，201420545688.7，201220084804.0，201110139499.0)等。无数研究和野外造林实践证明流沙的固定是保证幼苗成活最重要的一步。然而，采用秸秆或塑料网、管件和防护罩等沙障固定流动沙面，存在如下缺点：(1)材料成本或运输成本和施工成本较高。(2)塑料网由于迎风面积沙而背风面为风蚀，塑料网容易悬空、倒塌而失去防护功能。(3)部分不能降解塑料网的残留还存在环境污染问题。

除了采用沙障技术，通过植株配置优化，也可有效提高防风固沙效果，促进造林成活。植株配置模式方面的技术研究：植株配置模式主要有行带式(一行一带，两行一带)，随机模式，等株行距(均匀)等形式(姜永等，2001；杨文斌等，2008；张大彪等，申请号201520617757.5；徐高兴等，2019)。在行带式配置的高立式栅栏沙障中，强调栅栏走向及其与风向的关系、栅栏孔隙率和高度与阻沙效率的关系(金昌宁等，2005；张大彪等，申请号201520617757.5)。植株配置优化方面存在的缺点：(1)冠下风蚀作用仍可能导致根系裸露而植株失水而死。(2)高立式栅栏沙障中，任何死亡缺株都会引起栅栏孔隙率改变，进而影响阻沙效率。(3)高立式栅栏容易发生迎风面积沙、背风面风蚀掏空而影响植株成活。(4)未涉及团块状配置。

这些沙障或植株优化配置可提高第一年造林成活率，之后梭梭幼苗存活规律与自然更新幼苗一样，在5年生之前，每年均会保持较高的死亡率，致使最终顺利进入成年期的梭梭幼苗数量极少。我们的研究表明，进入6年生后，梭梭地上部分和根系发达，光合能力、根系吸水能力高，抗逆性强，能很好适应沙漠干旱恶劣环境，不易死亡。

也有不少学者注意到了树冠构型对积沙功能的积极作用。已有的树冠构型与防风阻沙关系研究中，强调分枝率、枝径比、分枝数量、分枝角度、树冠外形、树高、枝长、生物量等及其与积沙的关系(马全林等，2012；许强，2013；刘虎俊等，2017；高兴天，2018)。存在的缺点：(1)未注意分枝点离地面高度与风蚀的关系。(2)且造林时从未注意树冠构型差异对保存率的影响。(3)已有的研究均未涉及有利于积沙的树冠构型培育技术。

本发明模仿流动沙丘梭梭自然分布格局和冠型结构，提出的一种簇生型梭梭树形培育技术，具有如下优点：(1)簇生型树冠能降低冠下风速、抑制风蚀，避免植株根系外露而失水死亡。(2)梭梭簇生型树冠降低近地面风速形成的风沙沉积可促进被埋部分梭梭茎干生根，提高梭梭养分和水分吸收，增强植株抗逆性，提高梭梭造林保存率。(3)簇生型树冠培育完成后，不再管护，节约造林管护成本。(4)由于模仿流动沙丘梭梭自然分布密度进行造林，不存在个体间竞争而导致的种群自疏现象。(5)不存在塑料网的残留带来的潜在环境污染问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种提高干旱地区流动沙丘造林保存率的团块状造林技术，仿照流动沙丘梭梭植株距离及分布方式，采用团块状栽植培育簇生型树冠：春季土壤解冻后，相邻团块间距离为4m～8m，即每亩设置团块10～42个；造林时，每团块配置3～5种植穴，种植穴间保持距离20cm～40cm；将保水剂充分吸水后填入坑内，然后在保水剂上植苗造林，每穴栽植1株梭梭，要求梭梭幼苗根系完整，地径0.3cm以上，地上部分高度大于50cm，确保梭梭根系与保水剂接触；梭梭栽植成活2～4年后，各植株茎干粗度可达1cm以上，茎干上着生各级侧枝时，簇生型树冠培育完成。

优选地，要求年降水量为100mm～300mm；在风蚀作用较强的流动、半流动沙丘造林时，年均风蚀/积沙厚度超过30cm地区需先用草方格等措施先固定沙丘表面，结合保水剂湿施造林，可保证造林成活率；年均风蚀/积沙厚度低于30cm地区直接造林。

优选地，所述种植穴规格为：直径30cm、深30cm。

优选地，所述种植穴内填入保水剂的质量为40g～60g。

沙漠地区，尽管有梭梭等固沙植被的存在，但风蚀现象也在所难免。仔细比较发现，这可能是由于梭梭树冠构型差异导致的。梭梭地上部分分枝多、各分枝构型成“簇生”型、且分枝交叉点位于地面或以下时，能有效阻止风蚀，促进风沙沉积。相反，梭梭植株呈单株生长、或分枝数量少、或分枝点远高于地面时，则起不到控制风蚀、促进风沙沉积的作用。本技术根据梭梭枝芽生长特性及树冠构型特征，提出的一种簇生型梭梭冠构型培育技术，有益效果包括：(1)提高梭梭造林保存率；(2)降低造林和管护成本；(3)树冠下对风沙沉积效果好，平均每年能沉积沙厚度1～2cm，在树冠下自然形成沙丘，一定程度上抑制沙丘流动、减轻沙源。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。

图1为团块状梭梭栽植配置图(俯瞰)。

图2为团块状内梭梭植株配置方式(俯瞰)。

图3为团块状植株配置形成的簇生型树冠的示意图。

具体实施方式

仿照流动沙丘梭梭植株距离及分布方式，采用团块状栽植培育簇生型树冠：要求年降水量为100mm～300mm，在风蚀作用较强的流动、半流动沙丘造林时，年均风蚀/积沙厚度超过30cm地区需先用草方格等措施先固定沙丘表面，结合保水剂湿施造林，可保证造林成活率(90％以上)。年均风蚀/积沙厚度低于30cm地区直接造林。春季土壤解冻后，团块间距离为4m～8m×4m～8m，即每亩设置团块10～42个(图1)。造林时，每团块配置3～5种植穴，各随机配置，如3穴时，可配置为正三角形或直线型，4穴时可配置为正方形或菱形等，关键技术在于种植穴间保持距离20cm～40cm(图2)。种植穴规格为：直径30cm、深30cm。将40g～60g保水剂充分吸水后填入坑内，然后在保水剂上植苗造林，每穴栽植1株梭梭，要求梭梭幼苗根系完整，地径0.3cm以上，地上部分高度大于50cm。确保梭梭根系与保水剂接触。梭梭栽植成活2～4年后，各植株茎干粗度可达1cm以上，茎干上着生各级侧枝时，簇生型树冠培育完成(图3)，此时不再需管护投入。

野外观测表明，在流动沙丘进行梭梭人工造林，或自然更新幼苗，多数在离地较高处分枝，近地面单独的茎干无法降低风速，因此，风蚀作用将使梭梭根系裸露，逐渐因缺水导致梭梭死亡，或植株被连根拔起而死亡，导致造林保存率低，使造林成效毁于一旦。

本发明提出的簇生型梭梭树冠，其理论依据是：“通过团块状配置形成梭梭簇生型树冠，树冠下可有效降低近地面风速，促进树冠下风沙沉积，风沙沉积会促进茎干被埋部分生根，增加养分和水分吸收，提高抗逆性，从而提高植株成活”。

参考文献：

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显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚说明本发明所做的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之间所做出的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种提高干旱地区流动沙丘造林保存率的团块状造林技术，其特征在于，仿照流动沙丘梭梭植株距离及分布方式，采用团块状栽植培育簇生型树冠：春季土壤解冻后，相邻团块间距离为4m～8m，即每亩设置团块10～42个；造林时，每团块配置3～5种植穴，种植穴间保持距离20cm～40cm；将保水剂充分吸水后填入坑内，然后在保水剂上植苗造林，每穴栽植1株梭梭，要求梭梭幼苗根系完整，地径0.3cm以上，地上部分高度大于50cm，确保梭梭根系与保水剂接触；梭梭栽植成活2～4年后，各植株茎干粗度可达1cm以上，茎干上着生各级侧枝时，簇生型树冠培育完成。

2.根据权利要求1所述的提高干旱地区流动沙丘造林保存率的团块状造林技术，其特征在于：要求年降水量为100mm～300mm；在风蚀作用较强的流动、半流动沙丘造林时，年均风蚀/积沙厚度超过30cm地区需先用草方格等措施先固定沙丘表面，结合保水剂湿施造林，可保证造林成活率；年均风蚀/积沙厚度低于30cm地区直接造林。

3.根据权利要求1所述的提高干旱地区流动沙丘造林保存率的团块状造林技术，其特征在于：所述种植穴规格为：直径30cm、深30cm。

4.根据权利要求1所述的提高干旱地区流动沙丘造林保存率的团块状造林技术，其特征在于：所述种植穴内填入保水剂的质量为40g～60g。

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