CN112514720B - 一种干旱区盐土大面积梭梭免灌植被造林方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适宜于干旱区盐土的大面积低成本梭梭免灌造林方法，该方法通过春季开挖积雪沟，利用积雪沟在春夏秋季沉积的沙层，秋冬季在沙层之上播种梭梭种子；利用积雪沟在秋冬季的积雪效应，在种子上层创造足够厚度的积雪层，在春季利用积雪融水在梭梭种子周边的沙层土壤上创造局部的低盐环境，构建梭梭种子萌发的有利条件，利用积雪沟存在的延缓积雪融化时间、减缓土壤水分蒸发、收集雨水的作用，为梭梭幼苗的定植创造适宜的条件，从而实现极低成本的梭梭大面积免灌造林。

Description

一种干旱区盐土大面积梭梭免灌植被造林方法

技术领域

本发明涉及一种适宜于干旱区盐土的大面积梭梭免灌造林方法。

背景技术

土壤的盐渍化不仅是干旱区普遍性的土壤质量问题，同时裸露的盐化荒漠在大风的作用下，扬起的盐尘也会造成严重的生态问题和环境问题。因此，大面积的盐化荒漠的绿化是解决该问题的重要手段。传统的盐化荒漠造林方法，包括灌排结合、设施建设、客土等工程措施，结合化学改良措施、生物改良措施、农艺改良措施，以降低耕种区域土壤的盐分，进行绿化种植。但是这些措施往往成本高、难度大、高耗能、环境负荷高、盐碱治理成果维持难度大，绿化效果难维持。

梭梭是藜科(Chenopodiaceae)梭梭属(Haloxylon)植物，作为一种常见的荒漠植物，具有根系发达、抗旱、耐高温、耐盐碱、耐风蚀、耐寒等诸多特性，是一种极其重要的防风固沙植物，在荒漠和半荒漠地区的分布极为广泛，能适应降水量仅有几十毫米而蒸发量高达3000毫米的大气干旱。梭梭的茎枝内盐分含量高达15％左右，抗盐性很强，成年树在土壤含盐量达到3％时仍能顽强生长。因此梭梭免灌植被的造林方法被认为是一种较为理想的盐化荒漠免灌造林方法。

梭梭的免灌造林能否实现，除了依赖于降水(雪、雨)量、地下水埋深、土壤盐碱含量和冬季温度条件以外，最重要的是种子萌发和幼苗生长期的土壤水分条件，因为梭梭种子萌发和幼苗生长需要低盐的环境和适度的水分条件，一旦根系深度进入湿土层，即可实现免灌免维护自然生长。

现有的梭梭免灌植被造林方法，在大面积应用时，存在过程繁琐、成本高的问题。这些技术有的需要构筑沙障(CN201910038359)、有的需要育苗移栽(CN201610360371、CN200510081279)、有的需要构筑特殊材料和结构(CN200510081279、CN201520127081，CN201410784660、CN201410774135)、有的需要假植(CN201510657750)、有的需要营养袋(CN03116740)等。而在国际科技合作过程中，面对的是经济欠发达的地区，在环境治理上缺乏经济投入能力，特别是面对中亚咸海地区裸露湖盆严重的盐尘污染问题，需要生态治理的盐碱地面积达到万平方公里级别，急需简便实用效果好的梭梭植被自然恢复技术。

根据梭梭维持生态学特性，其种子在表层土壤湿度达到3％以上，土壤温度在2 -16℃即可达到较高的萌发率，而且自然条件下梭梭种子的萌发与成苗较大的依赖于冬季积雪，而春季降水的影响不大，而且冬季积雪层厚度在25cm以上时即可获得较高的梭梭幼苗保存率。另外梭梭种子的萌发需要水势高于-2.26MPa的低盐环境。因此利用梭梭的该特性，通过春季开挖积雪沟，利用积雪沟在春夏季沉积的沙层，秋季在沙层之上播种梭梭种子；利用积雪沟在秋冬季的积雪效应，在种子上层创造足够厚度的积雪层，在春季利用积雪融水在梭梭种子周边的沙层土壤上创造局部的低盐环境，构建梭梭种子萌发的有利条件，利用积雪沟存在的延缓积雪融化时间、减缓土壤水分蒸发、收集雨水的作用，为梭梭幼苗的定植创造适宜的条件，从而实现极低成本的梭梭大面积免灌造林。梭梭种子萌发后幼苗能否成活的关键时期是4月份，因为4月份积雪融化后气温和地温急剧升高，在大风天气下，浅层土壤失水，幼苗根系尚浅，极易缺水死亡，因而，4月份的降雨以及相应的降温天气对于梭梭幼苗成活十分重要。地下水的深度条件决定了梭梭幼苗根系能否及时接上湿土层。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种干旱区盐土大面积梭梭免灌植被造林方法，该方法通过在盐土地沿垂直于冬春季主风向开沟，利用春夏季风沙天气中沟的积沙作用，在沟底形成自然积沙层，秋冬季在沟内积沙层上撒播梭梭种子；再利用沟在冬季的积雪作用，在沟内梭梭种子上形成积雪层，春季到来，沟内积雪缓慢融化，在沟底积沙层形成局部低盐小环境，为梭梭种子萌发创造低盐条件；利用积雪沟存在的延缓积雪融化时间、减缓土壤水分蒸发的作用，为梭梭种子萌发和幼苗的定植创造水分条件；利用沟的积雨作用和4月份的降雨和相应的低温天气为梭梭幼苗的生长提供水分和根区低盐分条件；从而实现极低成本、低环境扰动的梭梭大面积免灌造林方法。

本发明所述的一种适宜于干旱区盐土的大面积梭梭免灌造林方法，按下列步骤进行：

a、选择冬季降水量大于50mm，4月降雨大于20mm，冬季有积雪，表层土壤质地偏沙性，0-30cm土壤pH值7.9-8.4，土壤含盐量小于0.2％，地下水位1.5-2.6m，地下水矿化度10-18g/L的盐土地(1)；

b、开沟：春季，在步骤a选择的盐土地(1)上，沿垂直于主风向间隔5-10m开沟(2)，沟(2)宽80cm，沟(2)深40cm；

c、播种：在11月上旬，在沟(2)底部的5cm积沙层(3)上撒播梭梭种子(4)，轻耙使种子(4)与积沙层(3)的表层沙土轻微混合，如果当年积沙层(3)的厚度不足5cm，则在第二年播种；

d、在第二年2月25日观测，积雪沟内梭梭种子上的积雪平均深度大于25cm。

本发明所述的一种适宜于干旱区盐土的大面积梭梭免灌造林方法与已有技术相比具有突出的实质性特点和显著进步：

1.本发明提出的一种适宜于干旱区盐土的大面积低成本梭梭免灌造林方法，与其它梭梭免灌造林方法比，在施工极为简化、成本极为低廉，能够实现快速大面积梭梭成林，且能够维持较高的梭梭林成活率；

2.因为上述特点，本发明所述的梭梭免灌造林方法在一些经济欠发达地区，为梭梭大面积、快速免灌造林提供了可能；

3.该方法具有上述显著优势的同时，需要满足以下条件：冬季降水量大于50mm，4月降雨大于20mm，冬季有积雪，表层土壤质地偏沙性，0-30cm土壤pH值7.9-8.4，土壤含盐量小于0.2％，地下水位1.5-2.6m，地下水矿化度10-18g/L的盐土地。

附图说明

图1为本发明积雪沟开挖剖面示意图及时序变化示意图；

图2为本发明在咸海地区开挖的积雪沟现场图；

图3为本发明在咸海地区应用情况下梭梭的自然恢复情况图；

图4.梭梭幼苗高度随时间的变化；

图5.梭梭幼苗根系深度随时间的变化。

具体实施方式

2018年，在乌兹别克斯坦卡拉卡尔帕克斯坦自治共和国，乌国科学院植物所穆伊纳克实验站西北55公里处的咸海干涸湖盆开展梭梭免灌造林技术研发。试验点当年气温和降雨量如下表。东北风以5-6m/s速度主导全年，强风天气45-50d，主要分布在冬季。

表1.试验点的气象条件

实施例1

a、选择冬季降水量大于50mm，4月降雨大于20mm，冬季有积雪，地下水位2.6m；表层土壤偏沙，有明显白色积盐，0-30cm土壤pH值7.9，土壤含盐量0.14％，地下水矿化度15g/L的咸海干涸湖盆的盐土地1；

b、开沟：春季4月11日，在步骤a选择的咸海干涸湖盆的盐土地1上，沿垂直于主风向间隔5m开沟2，沟2向为东南-西北方，沟2宽80cm，沟2深40cm；

c、播种：在11月上旬，经过春夏的大风作用，在沟2底部的积沙层3已达到7cm,用拖拉机拖拽梭梭种子袋的方式撒播梭梭种子4，轻耙使种子4与积沙层3的表层沙土轻微混合；

d、在第二年2月25日观测，积雪沟内梭梭种子上的积雪平均深度30.8±3.6cm，经过一个生长季节的生长，梭梭5高度16.7cm左右。

实施例2

a、选择冬季降水量大于50mm，4月降雨大于20mm，冬季有积雪，地下水位1.9m；表层土壤偏沙，有明显白色积盐，0-30cm土壤pH值8.1，土壤含盐量0.18％，地下水矿化度17g/L咸海干涸湖盆的盐土地1；

b、开沟：春季，在步骤a选择的咸海干涸湖盆盐土地1上，沿垂直于主风向间隔8m开沟2，沟2向为东南-西北方，沟2宽80cm，沟2深40cm；

c、播种：在11月上旬，经过春夏的大风作用，在沟2底部的积沙层3已达到5cm上撒播梭梭种子4，轻耙使种子4与积沙层3的表层沙土轻微混合；

d、在第二年2月25日观测，积雪沟内梭梭种子上的积雪平均深度31.5±3.5cm，经过一个生长季节的生长，梭梭5高度16.2cm左右。

实施例3

a、选择冬季降水量大于50mm，4月降雨大于20mm，冬季有积雪，地下水位1.5m；表层土壤偏沙，有明显白色积盐，0-30cm土壤pH值8.4，土壤含盐量0.19％，地下水矿化度18g/L咸海干涸湖盆的盐土地1；

b、开沟：春季，在步骤a选择的咸海干涸湖盆盐土地1上，沿垂直于主风向间隔10m开沟2，沟2向为东南-西北方，沟2宽80cm，沟2深40cm；

c、播种：在11月上旬，经过春夏的大风作用，在沟2底部的积沙层3已达到6cm上撒播梭梭种子4，轻耙使种子4与积沙层3的表层沙土轻微混合；

d、在第二年2月25日观测，积雪沟内梭梭种子上的积雪平均深度32.5±4.4cm，经过一个生长季节的生长，梭梭5高度15.1cm左右。

试验结果表明：春季观测到的三个实施例中的梭梭种子萌发率达到41.0-57.5％，由于春季小动物的啃食和大风导致的表土水分亏缺，导致很多幼苗的死亡，当年秋季观测到的实际幼苗保存率为8.3-12.2％。由于成年梭梭冠幅较大，存活的幼苗密度已经完全能够满足梭梭自然防护林建设的需要。

对梭梭植株的生长和根系的观测结果表明(图4，图5)，梭梭植株生长较为缓慢，经过一个生长季节的生长，高度仅15cm左右，但对根系深度的研究表明，当年根系深度即可达到约100cm的深度，已经完全进入湿土层。这一结果说明，这些已经存活的幼苗因为有了水分的保障，后期存活率将会维持较高的水平。

本发明所述的一种适宜于干旱区盐土的大面积梭梭免灌造林方法，试验结果表明，该方法能够在咸海区域和具有类似环境的区域，进行极低成本，高效率的大面积梭梭免灌造林。

Claims (1)

1.一种适宜于干旱区盐土的大面积梭梭免灌造林方法，其特征在于按下列步骤进行：

a、选择冬季降水量大于50 mm，4月降雨大于20 mm，冬季有积雪，表层土壤质地偏沙性，0-30 cm土壤pH值7.9-8.4，土壤含盐量小于0.2 %，地下水位1.5-2.6 m，地下水矿化度10-18 g/L的盐土地（1）；

b、开沟：春季，在步骤a选择的盐土地（1）上，沿垂直于主风向间隔5-10 m开沟（2），沟（2）宽80 cm，沟（2）深40 cm；

c、播种：经过大风作用，在沟底部形成积沙层；在11月上旬，在沟（2）底部的5 cm积沙层（3）上撒播梭梭种子（4），轻耙使种子（4）与积沙层（3）的表层沙土轻微混合，如果当年积沙层（3）的厚度不足5cm，则在第二年播种；

d、在第二年2月25日观测，积雪沟内梭梭种子上的积雪平均深度大于25 cm。

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