李永生

(山西省林業(yè)科學(xué)研究院,山西 太原 030012)

覆蓋造林是指造林后利用化學(xué)、物理和生物材料覆蓋造林穴,促進(jìn)造林樹(shù)種成活的一種栽培措施,具有保蓄水分、調(diào)節(jié)溫度、改善土壤理化性能、促進(jìn)土壤微生物活動(dòng)、消滅病蟲(chóng)雜草、避免雨水徑流沖刷等多種功能。地面覆蓋在旱地、寒地農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用已十分廣泛,其對(duì)土壤增溫保墑、提高作物產(chǎn)量和造林成活率、促進(jìn)林木生長(zhǎng)的作用已有大量研究。覆蓋后土壤增溫保墑作用相關(guān)研究主要是基于不連續(xù)水分監(jiān)測(cè),本研究是采用美國(guó) Decagon公司 EM50土壤水分測(cè)定系統(tǒng),對(duì)造林后采用不同覆蓋材料土壤水分狀況進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè),旨在為晉北太行山區(qū)寒旱瘠薄困難立地覆蓋保墑造林提供技術(shù)支撐。

1 研究區(qū)基本情況

研究區(qū)位于山西省山陰縣和代縣交界處,地理坐標(biāo)介于東經(jīng) 112°46′30″～ 112°47′10″,北緯 39°9′40″～39°10′00″之間,屬太行山立地類(lèi)型劃分的太行山北段山地立地亞區(qū),海拔 1 450 m～ 1 600 m,為森林草原半干旱過(guò)渡地帶。區(qū)域內(nèi)春季干旱多風(fēng)、溫差較大,夏季溫?zé)岫嘤?秋季短暫涼爽,冬季漫長(zhǎng)、干冷。年均氣溫約 5°C,極端最高溫 35°C,極端最低溫-30°C;無(wú)霜期 105 d;年降水量約 390 mm,多集中在 7月,8月,9月,2005年以來(lái)年降水量均低于 350 mm。氣象災(zāi)害主要是大風(fēng)、春旱,全年平均 8級(jí)以上大風(fēng)天數(shù)達(dá) 40 d～ 60 d,沙塵暴天數(shù) 10 d～ 20 d。地貌屬恒山剝蝕斷塊中高山區(qū),坡陡且破碎、溝壑縱橫、連綿起伏、地形復(fù)雜。母巖以石英巖、片麻巖、花崗巖為主,土層厚度 5 cm～ 25 cm左右,石礫含量大于30%,多數(shù)坡面裸露面積大于 20%。土壤以山地褐土為主,質(zhì)地為砂壤或輕壤。區(qū)內(nèi)植被稀少,無(wú)天然林分布,人工林以油松、楊樹(shù)為主,灌木樹(shù)種有山桃、山杏、繡線(xiàn)菊、小葉鼠李等。

2 研究方法

2.1 整地及苗木栽植

試驗(yàn)分別在陽(yáng)坡、陰坡布設(shè)。栽植穴采用翼式魚(yú)鱗坑整地,規(guī)格 80 cm×60 cm× 40 cm,翼長(zhǎng)60 cm。油松采用 2～2移植容器苗,苗木長(zhǎng)勢(shì)及苗高基本一致。起苗前灌透水,栽植時(shí)脫去營(yíng)養(yǎng)缽。

2.2 覆蓋試驗(yàn)

覆蓋處理:栽植后設(shè)置石塊單層覆蓋、石塊薄膜雙層覆蓋、生態(tài)墊覆蓋、對(duì)照(不覆蓋)4種處理,每個(gè)處理面積為 0.067 hm2,隨機(jī)排列,3次重復(fù)。

2.3 土壤水分測(cè)定

采用美國(guó) Decagon公司的 EM50土壤水分測(cè)定系統(tǒng),對(duì)距造林穴面 20 cm處的土壤水分進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)(探頭埋設(shè)時(shí),探頭上部距造林穴面距離為15 cm),每半小時(shí)自動(dòng)采樣 1次,取儀器運(yùn)行 1周平穩(wěn)后的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2.4 生長(zhǎng)調(diào)查及數(shù)據(jù)分析

春季栽植后調(diào)查苗高、地徑生長(zhǎng)指標(biāo),秋季調(diào)查造林成活率、苗高、地徑及新梢生長(zhǎng)量,第 2年調(diào)查存活率,數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用 Excel和 SPSS軟件進(jìn)行。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同覆蓋處理的成活率及新梢生長(zhǎng)量

陰坡、陽(yáng)坡不同覆蓋處理的造林成活率及新梢生長(zhǎng)量調(diào)查結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 不同保墑覆蓋處理造林成活率及新梢生長(zhǎng)量

由表1知,不同覆蓋處理均能提高造林成活率,陽(yáng)坡不同覆蓋處理造林成活率平均為 96.7%,較對(duì)照提高 3%～ 6%;新梢生長(zhǎng)量平均為 7.3 cm,石塊薄膜雙層覆蓋、石塊覆蓋、生態(tài)墊覆蓋的新梢生長(zhǎng)量分別是對(duì)照的 1.7倍,1.3倍,4.3倍。陰坡不同覆蓋處理的造林成活率平均為 97.2%,較對(duì)照提高2%～ 4%;新梢生長(zhǎng)量平均為 5.3 cm,石膜雙層覆蓋、石塊覆蓋、生態(tài)墊覆蓋的新梢生長(zhǎng)量分別是對(duì)照的 1.4倍 ,1.1倍 ,1.5倍。

3.2 不同覆蓋處理的陽(yáng)坡土壤含水量變化

3.2.1 不同覆蓋處理陽(yáng)坡土壤含水量旬變化

陽(yáng)坡 3種不同覆蓋處理土壤含水量旬變化統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)圖 1。

圖1 不同覆蓋保墑處理土壤含水量旬變化

由圖 1可以看出,不同覆蓋處理與對(duì)照相比,均有一定的保墑效果,由連續(xù) 6個(gè)月土壤含水量變化可以看出,以生態(tài)墊覆蓋保水效果最好,其次為雙層覆蓋,第 3為單層覆蓋,對(duì)照最差。

3.2.2 不同覆蓋處理陽(yáng)坡土壤含水量月變化

陽(yáng)坡 3種不同覆蓋處理土壤含水量月變化統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同覆蓋處理土壤平均含水量月變化

由表2知,整個(gè)測(cè)定期間,單層覆蓋土壤平均含水量為對(duì)照的 1.15倍,雙層覆蓋土壤含水量為對(duì)照的 1.38倍,生態(tài)墊覆蓋土壤含水量為對(duì)照的1.62倍。

用不同月份 3種覆蓋處理土壤平均含水量減去對(duì)照月平均土壤含水量,得到不同月份 3種覆蓋處理土壤含水量月增量,結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 不同覆蓋處理土壤含水量月增量 %

由表3得知,測(cè)定期間,土壤月平均含水量單層覆蓋、雙層覆蓋、生態(tài)墊覆蓋分別比對(duì)照增加了1.87%,2.66%,4.45%。從雁門(mén)關(guān)當(dāng)?shù)貧夂驐l件來(lái)講,4月下旬至 5月上旬是當(dāng)?shù)卮杭局饕炝旨竟?jié),3種不同覆蓋處理在主要造林季節(jié)均有較好的保墑作用,其中以生態(tài)墊覆蓋保墑效果最好,土壤平均含水量增加了 4.02%,雙層覆蓋增加了 2.61%,單層覆蓋增加了 2.4%。

3.2.3 不同覆蓋處理陽(yáng)坡土壤含水量變化分析

對(duì) 3種不同覆蓋處理土壤日平均含水量平方根反正弦變換后進(jìn)行方差分析,F= 12.140 4＞F0.05(3.688)=2.618,3種不同覆蓋處理土壤平均含水量差異顯著。進(jìn)一步做多重比較(LSD法,T=0.05),3種覆蓋處理與對(duì)照均有顯著差異;生態(tài)墊覆蓋與石塊覆蓋、石塊薄膜雙層覆蓋之間有顯著差異;石塊覆蓋、石塊薄膜雙層覆蓋之間無(wú)顯著差異。

3.3 不同覆蓋處理的單位成本及其效果綜合評(píng)價(jià)

3.3.1 不同覆蓋處理的單位成本

以規(guī)格100 cm×80 cm×40 cm魚(yú)鱗坑為例,造林密度 2 490株 /hm2,勞動(dòng)力價(jià)格為每人 50元 /d,3種不同覆蓋處理成本詳見(jiàn)表4。

表4 不同覆蓋處理成本核算 元/穴

由表4知,3種不同覆蓋處理,以生態(tài)墊覆蓋單位成本最高,為 8.15元 /穴,分別是石塊薄膜雙層覆蓋、石塊單層覆蓋的 3.33倍,4.08倍。

3.3.2 不同覆蓋處理造林效果綜合評(píng)價(jià)

3種不同覆蓋處理造林成本、造林成活率、新梢生長(zhǎng)量、土壤平均含水量調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 不同覆蓋處理效果比較

表6 排序與分類(lèi)

由表6知,3種不同覆蓋處理,以覆蓋成本、造林成活率、生長(zhǎng)量、土壤含水量等 6項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行秩次綜合排序,3種覆蓋處理被分為兩類(lèi),以生態(tài)墊覆蓋效果最好,其次為石塊覆蓋、石塊地膜雙層覆蓋。

4 結(jié)論與建議

1)采用石塊、石塊薄膜雙層、生態(tài)墊 3種覆蓋處理,能有效提高造林成活率及苗木生長(zhǎng)量,陽(yáng)坡造林成活率提高 3%～ 6%,新梢生長(zhǎng)量是對(duì)照的2.43倍;陰坡造林成活率提高 2%～4%,新梢生長(zhǎng)量是對(duì)照的1.33倍。

2)石塊、石塊薄膜雙層、生態(tài)墊 3種覆蓋處理的土壤含水量變化規(guī)律與不覆蓋處理變化規(guī)律相似,但 3種覆蓋處理均能有效提高土壤含水量,3種覆蓋處理土壤含水量變化趨勢(shì)為:生態(tài)墊覆蓋＞雙層覆蓋＞單層覆蓋＞對(duì)照。

3)監(jiān)測(cè)期間,石塊、石塊薄膜雙層、生態(tài)墊 3種覆蓋處理較對(duì)照,土壤月平均含水量分別增加 1.87%,2.66%,4.45%。在雁門(mén)關(guān)主要造林季節(jié)(5月),土壤平均含水量增加 2.4%,2.61%,4.02%。

4)以不同覆蓋處理成本、造林成活率、苗木生長(zhǎng)量、土壤含水量等 6個(gè)指標(biāo)進(jìn)行秩次綜合排序,3種覆蓋處理被分為兩類(lèi),以生態(tài)墊覆蓋效果最好,其次為石塊覆蓋、石塊地膜雙層覆蓋。

5)不同覆蓋處理均有較好保墑和促進(jìn)林木生長(zhǎng)的作用,造林時(shí),各地應(yīng)根據(jù)造林任務(wù)、造林投資、林地立地質(zhì)量等各項(xiàng)因素,有針對(duì)性的篩選相應(yīng)的造林覆蓋技術(shù)措施。

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