郭 亮1,林 益2
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臺(tái)州灣淤泥質(zhì)海岸防護(hù)林樹種適生性研究
郭 亮,林 益
(1. 浙江省臺(tái)州市椒江區(qū)農(nóng)林局,浙江 臺(tái)州 318800;2. 浙江省臺(tái)州市園林處,浙江 臺(tái)州 318800)
通過對(duì)臺(tái)州灣淤泥質(zhì)海岸木麻黃()、重陽木()、濕地松()等19個(gè)防護(hù)林樹種的造林保存率、土壤鹽分動(dòng)態(tài)變化、生長(zhǎng)適應(yīng)性、耐鹽性、抗風(fēng)性等指標(biāo)持續(xù)12 a的定位測(cè)試,結(jié)果表明,木麻黃、檉柳()、小蠟()、夾竹桃()、海濱木槿()、木芙蓉()等樹種在圍堤內(nèi)含鹽量0.8%以下淤泥質(zhì)海岸可開溝筑墩推廣;檜柏()、日本珊瑚樹()、海桐()、中山杉()、濕地松、大葉櫸()、重陽木等樹種在圍堤內(nèi)含鹽量0.3%左右淤泥質(zhì)海岸適宜推廣;桉樹(spp)生長(zhǎng)迅速,但抗強(qiáng)風(fēng)性能較弱,不建議作為沿海防護(hù)林骨干樹種,并提出在造林培育過程中采用開溝、筑土墩、容器苗造林等配套技術(shù)措施。
淤泥質(zhì)海岸;沿海防護(hù)林;造林
淤泥質(zhì)海岸地勢(shì)坦蕩,具有巨大開發(fā)潛力,由于沿海臺(tái)風(fēng)頻發(fā),地下水位和土壤含鹽量高,淤泥質(zhì)海岸存在大面積土地鹽漬化問題,許多學(xué)者對(duì)淤泥質(zhì)海岸防護(hù)林生態(tài)效益和治理模式進(jìn)行了大量探索。然而,生境嚴(yán)酷,樹種單一依然是淤泥質(zhì)海岸防護(hù)林建設(shè)的主要問題,本文通過對(duì)臺(tái)州灣淤泥質(zhì)海岸防護(hù)林12 a的試驗(yàn),篩選出適生樹種,為沿海產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)開發(fā)和生態(tài)建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。
浙江省臺(tái)州灣以椒江口白沙山為界,南為浙南丘陵港灣河口平原—淤泥質(zhì)海岸段;北為浙東丘陵港灣—淤泥質(zhì)海岸段。臺(tái)州灣系椒江口的口外海濱,呈喇叭型,水深不足2 m的淺水區(qū)長(zhǎng)達(dá)18 km,50 a(1931-1982年)年的淤積量達(dá)2 900萬t,岸線向海推移速度南岸23 m/a,2 ~ 5 m等深線外移100 m/a,淤積達(dá)4 cm/a。豐富的物質(zhì)來源、高的懸沙濃度以及在臺(tái)州灣存在逆時(shí)針方向環(huán)流是造成臺(tái)州灣淤積的主要因素。自1951年七塘開始至今已筑至十塘三期,臺(tái)州灣海岸線外移2 200 m。
試驗(yàn)基地位于臺(tái)州灣南段一線海堤—椒江農(nóng)場(chǎng)外九塘圍墾海涂地(1998年加固成標(biāo)準(zhǔn)海堤),年平均氣溫17.0℃,絕對(duì)最低氣溫-6.8℃,年平均降水量1 537.0 mm,其中3-6月春雨和梅雨占43%,8-9月臺(tái)汛期占27%,對(duì)淋鹽洗鹽、降低土壤鹽分有利。年蒸發(fā)量1 334.0 mm。土壤為濱海鹽土,幾乎全部由粒徑小于63 μm的粘土質(zhì)粉砂組成,pH值8.4 ~ 9.4,含鹽量0.41% ~ 0.83%,有機(jī)質(zhì)0.7% ~ 1.4%,全N 0.03% ~ 0.08%,堿解N 20.3 ~ 50.0 mg/kg,全P 0.068 ~ 0.074%,速P 5.4 ~ 7.7mg/Kg,容重1.39 ~ 1.46g/cm,總孔隙度46.9%。地表距九條河水面高度20 ~ 50 cm,低洼處不足10 cm,使土壤有效層減少,根系分布變淺,對(duì)植物生長(zhǎng)十分不利。自然植被主要有堿蓬()、鹽蒿()等群落。
2.1 試驗(yàn)地設(shè)置
1999-2002年,進(jìn)行多樹種、多組合試驗(yàn);試驗(yàn)地南北長(zhǎng)8 350 m,東西寬15 ~ 25 m,面積15萬m。設(shè)置土壤含鹽量中度、重度2個(gè)試驗(yàn)區(qū),以1 m深土體內(nèi)平均含鹽量為劃分標(biāo)準(zhǔn):①中度鹽漬化土壤含鹽量為0.4% ~ 0.6%;②重度鹽漬化土壤含鹽量為0.6% ~ 0.8%。2005-2006年補(bǔ)植。2009年7月取土樣調(diào)查分析。
2.2 試驗(yàn)材料
選擇耐鹽堿、耐水濕、抗風(fēng)的木麻黃()、重陽木()、濕地松()、女貞()、檜柏()、中山杉()、桉樹(spp)、木芙蓉()、夾竹桃()、日本珊瑚樹()、小蠟()、檉柳()、海濱木槿()、海桐()、普陀樟()、大葉櫸()、黃連木()、常青白蠟(),堤壩外海涂種植紅樹林秋茄(),計(jì)19個(gè)樹種。
2.3 造林方法
春季每間隔10 m開挖一條深30 cm的橫向排水溝;筑底直徑100 cm、堆高50 cm的圓形土墩抬高植樹點(diǎn),翌年春季采用一年生容器苗和3年生帶土球苗木;株行距1.7 m×2.0 m,當(dāng)天澆透定植水,對(duì)土墩每年在春、夏、秋各松土撫育一次,幼林夏季土墩覆蓋雜草。
2.4 林分生長(zhǎng)特性的測(cè)定
對(duì)椒江農(nóng)場(chǎng)外九塘圍墾海涂地防護(hù)林每年設(shè)置若干個(gè)面積為15 m×20 m的樣地進(jìn)行每木調(diào)查,檢測(cè)胸徑、樹高、枝下高、冠幅等。
3.1 土壤鹽分動(dòng)態(tài)變化
土壤水鹽運(yùn)動(dòng)與土壤有機(jī)質(zhì)含量、pH值、地下水礦化度、土層深度、土壤含水率等均有較大關(guān)系。臺(tái)州灣淤泥質(zhì)海岸土壤脫鹽淡化過程,是在海涂經(jīng)圍堤擋潮后,在自然降雨、開溝排水等作用下,隨著樹木栽植年數(shù)的增加,林木郁閉后加快了了濱海土壤脫鹽淡化的演變過程。對(duì)土墩每年在春、夏、秋各松土撫育一次,幼林夏季覆蓋雜草;采取以上技術(shù)措施后,土墩10 cm處土壤含鹽量變化見表1。
表1 圍墾后濱海筑墩土壤含鹽量變化情況
地下水礦化度在圍墾后逐漸下降, 土體及水質(zhì)逐漸淡化。文獻(xiàn)報(bào)道,植物在其生命活動(dòng)過程中,借助它發(fā)達(dá)的根系,釋放出大量的二氧化碳和有機(jī)酸,溶解于水形成碳酸。有機(jī)酸與碳酸的積累,可中和土壤中存在的碳酸鈉和重碳酸鈉,降低土壤中的pH值。臺(tái)州灣八、九塘防護(hù)林帶內(nèi)土壤淡化明顯,變化情況見表2。
表2 濱海土壤地下水礦化度變化情況
濱海鹽土在脫鹽淡化過程中,鹽分的離子組成也發(fā)生了變化。全鹽量在1 m深土體平均含量變化明顯,陰陽離子每100g土中的me含量變化同樣明顯。在陰離子組成中,Cl淋洗較快,SO淋洗較慢,而HCO含量因生物作用而顯著增加;在陽離子組成中,Na淋洗較快。濱海鹽土的鹽分組成以氯化物為主。各離子在陽陰離子中的比重則與含鹽量有關(guān),全鹽在0.3%以上時(shí),氯離子要占陰離子的70% ~ 80%;全鹽含量在0.3%以下時(shí),重碳酸根占的比重明顯增加,而林分的郁閉,枯技落葉的分解,樹木根系的呼吸作用加快了鹽分的離子組成變化(表3)。
表3 濱海鹽土全鹽含量與離子組成的關(guān)系
3.2 造林保存率
2004年8月在臺(tái)州市溫嶺石塘登陸的臺(tái)風(fēng)“云娜”過后,及時(shí)組織對(duì)試驗(yàn)地樹木扶正、毛竹支架固定、培土。當(dāng)年10月調(diào)查,木麻黃幼樹29 667株中有30.6%死亡,桉樹22 417株有73.2%死亡,檜柏3 571株有19.3%死亡,大葉女貞2 800株有86.9%死亡,堤壩外秋茄全部被海浪沖走。當(dāng)然這也與桉樹、木麻黃速生而占據(jù)上層木有關(guān);落葉樹種普遍保存率在91.2%以上,分析是樹木在臺(tái)風(fēng)經(jīng)過落葉后減少了樹木的蒸騰。
2005年8月臺(tái)風(fēng)“麥莎”經(jīng)過,試驗(yàn)地樹木70.4%倒伏。2005年9月臺(tái)風(fēng)“卡努”經(jīng)過,試驗(yàn)地樹木40.6%倒伏。2次臺(tái)風(fēng)過后都對(duì)倒伏樹木進(jìn)行了扶正、毛竹支架、培土。2009年7月中旬對(duì)椒江農(nóng)場(chǎng)外九塘圍墾海涂地防護(hù)林樹木進(jìn)行保存率調(diào)查,從河南引進(jìn)的1 870株常青白蠟全部死亡。結(jié)果如表4。
表4 各樹種造林保存率調(diào)查情況
造林保存率80%以上的樹種有9個(gè),均為生長(zhǎng)于林帶中、下層木的小喬木與灌木。而林帶中10年生平均樹高達(dá)7 m的樹種為桉樹、木麻黃、濕地松3個(gè)樹種,桉樹保存率低的原因是抗風(fēng)性和耐水濕性差,常青白蠟全部死亡是因其從山東省東營市引種,樹形雖好但不適應(yīng)臺(tái)州灣淤泥質(zhì)海岸。
3.3 生長(zhǎng)適應(yīng)性
樹木生長(zhǎng)與立地性狀的關(guān)系十分密切,同一樹種在海岸不同立地類型區(qū)的生長(zhǎng)表現(xiàn)各不相同,本文以速生的木麻黃、桉樹、濕地松3個(gè)喬木樹種在同一性質(zhì)淤泥質(zhì)土壤上的生長(zhǎng)表現(xiàn)分析其生長(zhǎng)過程,反映樹木的生長(zhǎng)適應(yīng)性,結(jié)果見圖1。由圖1可見,生長(zhǎng)過程以木麻黃、桉樹高生長(zhǎng)最為迅速,高生長(zhǎng)速生期為第3至第5年,第6年后生長(zhǎng)逐漸減緩;濕地松早期高生長(zhǎng)較為緩慢,速生期為第5至第8年,可能受地下水位高影響該樹種根系生長(zhǎng),進(jìn)而減緩其高生長(zhǎng)。
圖1 3個(gè)喬木樹種的平均生長(zhǎng)曲線
Figure 1 Mean growth curve of 3 tree species
筑土墩植樹是借鑒農(nóng)民多年來在臺(tái)州灣圍墾土地種植柑桔筑桔墩的經(jīng)驗(yàn),成本低、易實(shí)行,可以解決地下水位高所造成的鹽水頂托的問題。秋茄不宜種植面臨大海的灘涂,適宜栽植有阻擋的入??凇q潮時(shí)海水能淹到的灘涂地。
3.4 抗風(fēng)性
臺(tái)州灣易受臺(tái)風(fēng)侵襲,平均每年3 ~ 5次,臺(tái)風(fēng)每次登陸都會(huì)對(duì)海岸防護(hù)林造成不同程度的損害。臺(tái)風(fēng)“云娜”、“麥莎”、“卡努”其風(fēng)力經(jīng)過臺(tái)州時(shí)達(dá)11級(jí)以上。喬木樹種以大葉櫸、檜柏、木麻黃、重陽木、濕地松的抗風(fēng)能力強(qiáng),受害程度和恢復(fù)樹木生長(zhǎng)勢(shì)均優(yōu)于其它喬木樹種。普陀樟、日本珊瑚樹因生長(zhǎng)緩慢而位于下層木,故受臺(tái)風(fēng)損害程度輕。灌木樹種木芙蓉、夾竹桃、小蠟的冠幅雖然展開大,因樹枝堅(jiān)韌性和落葉性來適因臺(tái)風(fēng)侵襲,受損程度較輕,扶正后因落葉而失水少致使樹勢(shì)恢復(fù)較好。
3.5 耐鹽性
樹種耐鹽性以檉柳、木麻黃、海濱木槿、小蠟、桉樹、木芙蓉為優(yōu),以上樹種(桉樹例外)耐水濕功能亦明顯優(yōu)于其它試驗(yàn)樹種。
桉樹品種生長(zhǎng)迅速,一年生容器苗在圍堤內(nèi)含鹽量0.81%土壤能適應(yīng)生長(zhǎng),但樹木倒伏后,臺(tái)風(fēng)過后烈日下樹木蒸騰強(qiáng)度加大,容易失水而枯梢及至死亡,災(zāi)后恢復(fù)不如木麻黃等樹種理想,不宜作為沿海防護(hù)林骨干樹種。有專家認(rèn)為,浙江地處我國東南沿海,為桉樹栽培北緣地帶,冬季常有強(qiáng)冷空氣侵襲,夏季臺(tái)風(fēng)頻繁,桉樹栽植受凍害和風(fēng)害影響。
海岸防護(hù)林建設(shè)必須有具有一定規(guī)模冠大蔭濃的喬木,婀娜多姿的花灌木,有效益的經(jīng)濟(jì)林樹種,形成多林種、多林相、多層次的海防林體系。
(1)海岸防護(hù)林能有效地促進(jìn)淤泥質(zhì)土壤脫鹽淡化、鹽分離子組成變化。防護(hù)林營造是灘涂圍墾土壤資源開發(fā)利用中是極有價(jià)值的生物措施,能促進(jìn)沿海產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
(2)淤泥質(zhì)海岸圍堤后,采用開溝排水、地形平整、筑土墩提高種植點(diǎn)地勢(shì);第二年種植推廣樹種、容器苗造林、澆足定植水、夏季土墩覆蓋雜草防止地表蒸發(fā)而抑制返鹽、加強(qiáng)撫育等是臺(tái)州灣淤泥質(zhì)海岸防護(hù)林營造關(guān)鍵技術(shù)措施。
(3)檉柳、木麻黃、小蠟、夾竹桃、海濱木槿、木芙蓉等樹種綜合適應(yīng)能力強(qiáng), 在圍堤內(nèi)含鹽量0.8%以下淤泥質(zhì)海岸可開溝筑墩推廣;木麻黃、檉柳、海濱木槿具有抗鹽堿的獨(dú)特功能;檉柳扦插繁殖快、生命力旺盛。
檜柏、日本珊瑚樹、海桐、中山杉、濕地松、大葉櫸、重陽木等樹種綜合適應(yīng)能力一般, 在圍堤內(nèi)含鹽量0.3%左右淤泥質(zhì)海岸適宜推廣。
桉樹生長(zhǎng)迅速,一年生容器苗在含鹽量0.8%以下土壤能適應(yīng)生長(zhǎng),但抗強(qiáng)風(fēng)性能較弱,不建議作為沿海防護(hù)林骨干樹種。
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Study on Adapted Tree Species for Coastal Shelter Forest in Silt Coast of Taizhou Gulf
GUO Liang,LIN Yi
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Determinations were carried out for 12 years on preservation rate, dynamic of salt content change in soil, growth adaptability, wind-resistance, salt tolerance, etc. of 19 tree species for coastal shelter forest in silt coast of Taizhou gulf, Zhejiang province. The result demonstrated that,,,andwas recommended for planting within dike in silt coast with salt content below 0.8% in Zhejiang province, whileandwas recommended for that with salt content below 0.3%.has advantage of fast growing, but with low wind-resistance, was not a tree species for planting in the coast. Techniques for plantation were offered such as opening furrow, with container seedlings.
silt coast; coastal shelter forest; afforestation
1001-3776(2012)04-0028-05
S727.2
A
2012-03-19;
2012-06-05
臺(tái)州市科技局資助項(xiàng)目“鹽堿地植物調(diào)查與防護(hù)林試驗(yàn)”(0902KY05)
郭亮(1958-),男,浙江溫嶺人,高級(jí)工程師,從事森林生態(tài)研究。