李永生

(山西省林業(yè)科學(xué)研究院,山西 太原 030012)

整地作為人工林培育的重要環(huán)節(jié),具有改善立地條件、蓄水保墑、保持水土、宜于造林施工、促進(jìn)幼樹生長(zhǎng)等功能。隨著太行山林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)的深入開展,在常規(guī)魚鱗坑整地技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出了一些新的整地方法,如:翼式魚鱗坑整地、燕翅形整地、隔坡復(fù)式梯田整地等。在山西省代縣與山陰縣交界處的雁門關(guān)山地進(jìn)行了不同規(guī)格整地蓄水保墑及其對(duì)林木成活與生長(zhǎng)影響的監(jiān)測(cè),以期選擇出有利于林木生長(zhǎng)的整地規(guī)格。

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)為 112°46′30″～ 112°47′10″E,39°9′40″～39°10′10″N,屬太行山立地類型劃分的太行山北段山地立地亞區(qū)。海拔 1 450m～1 600 m,為森林草原半干旱過渡地帶。研究區(qū)春季干旱多風(fēng)、溫差較大,夏季溫?zé)岫嘤?秋季短暫涼爽,冬季干冷漫長(zhǎng);年均溫 5℃,極端最高溫 35℃,極端最低溫-30℃;年均降水量 390mm左右,多集中在 7月至 9月;無霜期約 105 d;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)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),地形復(fù)雜、溝壑縱橫、連綿起伏、坡陡且破碎;母巖以石英巖、片麻巖、花崗巖為主,土層厚度 5 cm～35 cm,石礫含量 ＞30%,多數(shù)坡面裸露面積 ＞20%;土壤以山地褐土為主,砂壤或輕壤。區(qū)內(nèi)植被稀少,無天然林分布,人工林以油松、楊樹為主,灌木樹種有山桃、山杏、繡線菊、小葉鼠李等。

2 研究方法

2.1 整地試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地位于半陽坡,采用翼式魚鱗坑整地方式,規(guī)格 2m×1 m×0.5m(G2),1m×0.8 m×0.4 m(G1),0.8 m×0.6 m×0.4 m(G0.8),0.6 m×0.5m×0.4m(G0.6)4種,不同規(guī)格整地面積均為0.2 hm2.春季采用油松 2～2容器苗去底栽植,栽植后進(jìn)行石塊薄膜雙層覆蓋,調(diào)查苗高、地徑。秋季調(diào)查造林成活率、苗高、地徑及新梢生長(zhǎng)量。

2.2 不同規(guī)格整地成本核算

選擇 2名工人,按單位土方計(jì)價(jià)結(jié)算,每日統(tǒng)計(jì)合格整地穴數(shù),按當(dāng)?shù)貏趧?dòng)力平均價(jià)格 50元統(tǒng)計(jì),折算不同規(guī)格整地單位價(jià)格。

2.3 土壤水分測(cè)定

采用美國 Decagon公司的 EM 50土壤水分測(cè)定系統(tǒng),探頭埋設(shè)在距地表20 cm處,不同規(guī)格重復(fù)1次,探頭代號(hào)與不同規(guī)格編號(hào)一致(即 G2,G1,G0.8,G0.6),對(duì)照荒坡代號(hào)為 G荒。每 30min自動(dòng)采集數(shù)據(jù) 1次,對(duì)運(yùn)行1周后的平穩(wěn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,土壤含水量(體積)取同一規(guī)格兩次測(cè)定結(jié)果的平均值。

2.4 數(shù)據(jù)分析及土壤含水量分析

1 )試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 Excel,SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 )日均土壤含水量:每 30 min對(duì)土壤采樣1次,取日統(tǒng)計(jì)土壤含水量的平均值。

3 )月平均土壤含水量:取月統(tǒng)計(jì)的日平均土壤含水量的平均值。

4 )整地水分增量:采用不同規(guī)格整地每日或每月土壤平均含水量,計(jì)算出他們與相應(yīng)荒坡或其他規(guī)格整地的土壤平均含水量之差。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同規(guī)格整地月平均土壤含水量變化

統(tǒng)計(jì)每月土壤平均含水量,結(jié)果見表1.做出5月至 10月土壤含水量的變化趨勢(shì)圖,見圖1.

由圖1可以看出,不同規(guī)格整地土壤平均含水量與當(dāng)?shù)亟涤瓿释揭?guī)律,土壤平均最低含水量及年度內(nèi)最低土壤含水量出現(xiàn)在 5月,土壤平均最高含水量及年度內(nèi)最高土壤含水量出現(xiàn)在 8月。結(jié)合2009年氣候狀況,林地水分可劃分為 4個(gè)時(shí)期:5月為林地極度缺水干旱期;6月至 7月為林地水分劇變期;8月至 9月為林地水分富集期;10月為水分穩(wěn)定衰退期。測(cè)定期間,4種不同規(guī)格整地土壤月平均含水量依次為 G0.8＞G0.6＞G1＞G2＞G荒。

表1 土壤體積含水量統(tǒng)計(jì) %

圖1 不同規(guī)格整地土壤月平均含水量

3.2 不同規(guī)格整地月平均土壤含水量與荒坡比較

統(tǒng)計(jì)不同規(guī)格整地土壤月平均含水量與荒坡土壤平均含水量之差(土壤含水量增量),見第 11頁表2.

表2 不同規(guī)格整地土壤平均含水量與荒坡土壤平均含水量比較

由表2可知,除 7月G2規(guī)格整地土壤含水量小于荒坡土壤含水量之外,其他月份不同規(guī)格整地土壤平均含水量均大于荒坡土壤含水量。4種不同規(guī)格整地,5月,6月,7月,8月,9月,10月土壤平均含水量比荒坡分別高出 2.95%,3.20%,5.33%,4.27%,4.61%,3.83%.測(cè)定期間(5月至 10月)不同規(guī)格整地土壤月平均含水量較荒坡增加了3.83%.

對(duì) 4種不同規(guī)格整地土壤月平均含水量與荒坡月平均土壤含水量之差經(jīng)平方根和反正弦變換后進(jìn)行方差分析,F=32.375＞F0.05(3,23)=3.127 4.因此,不同規(guī)格整地土壤月平均含水量與荒坡月平均土壤含水量之差差異顯著。進(jìn)一步做多重比較分析得出,4種不同規(guī)格整地土壤月平均含水量的增量均有顯著差異。

3.3 不同規(guī)格整地成本及林木生長(zhǎng)狀況

調(diào)查統(tǒng)計(jì)不同規(guī)格整地的用工、造林成活率及林木生長(zhǎng)狀況,結(jié)果見表3.

表3 不同規(guī)格整地用工及成活率統(tǒng)計(jì)

進(jìn)行成本計(jì)算時(shí),規(guī)格 G2整地密度以 825穴/hm2計(jì)算,其他 3種規(guī)格以 1 650穴/hm2計(jì)算,人工費(fèi)以平均價(jià)格 50元/d計(jì)算。由表3可以看出,G2規(guī)格整地單位投入高達(dá) 8250元/hm2,分別是 G1,G0.8,G0.6的1.4倍,1.5倍,2.0倍,而不同規(guī)格整地之間造林成活率及林木生長(zhǎng)量差異不顯著。

3.4 不同規(guī)格整地效果綜合評(píng)價(jià)

統(tǒng)計(jì)不同規(guī)格整地造林成本、造林成活率、土壤平均含水量以及新梢生長(zhǎng)量,結(jié)果見表4.采用 RSR秩和分析法,對(duì)不同規(guī)格整地效果進(jìn)行排序,結(jié)果見表5.4種整地規(guī)格中,G1,G0.8,G0.6優(yōu)于 G2.

表4 不同規(guī)格魚鱗坑整地調(diào)查統(tǒng)計(jì)

表5 排序與分檔

4 結(jié)論

1 )4種不同規(guī)格整地土壤月平均含水量,以G0.8最高,其次為 G0.6,其土壤平均含水量依次為G0.8＞G0.6＞G1＞G2＞G荒。

2 )4種不同規(guī)格整地,5月,6月,7月,8月,9月,10月土壤平均含水量較荒坡分別高出2.95%,3.20%,5.33%,4.27%,4.61%,3.83%,測(cè)定期間不同規(guī)格整地土壤月平均含水量較荒坡提高了3.83%.

3 )采用 G2這種大規(guī)格整地,每公頃整地穴數(shù)為其他 3種規(guī)格的 1/2,但其投入高達(dá) 8 250元/hm2,分別是 G0.8,G0.6的 1.5倍和 2.0倍。

4 )采用 G2大規(guī)格整地,每公頃投資較 G0.8,G0.6兩種規(guī)格高,土壤含水量增量卻低于 G0.8,G0.6兩種規(guī)格。在太行山北段干旱、瘠薄的困難立地造林,不宜采用 G2以上這種大規(guī)格整地,G0.8,G0.6兩種規(guī)格較為適宜,最大不要超過 G1這種規(guī)格。

5 )干旱半干旱區(qū)域人工恢復(fù)植被,整地規(guī)格既要滿足林木成活生長(zhǎng)的基本要求,也要注意對(duì)現(xiàn)有植被的保護(hù)。

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