和潤(rùn)云

(迪慶州林業(yè)和草原局，云南 香格里拉 674400)

1 引言

迪慶藏族自治州位于青藏高原東南緣云南省西北部，是長(zhǎng)江重要生態(tài)區(qū)和川滇生態(tài)屏障的重要組成。全州國(guó)土總面積23167 km2，地勢(shì)北高南低，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，3000 m以上地域占總面積的53%；溫帶-寒溫帶季風(fēng)氣候類型，年均溫4.7～16.5 ℃，降水量268～945 mm，林業(yè)用地191.73萬hm2，其中森林面積179.99萬hm2，森林覆蓋77.63%。

迪慶州森林草原資源及生物多樣性十分豐富，是云南省建設(shè)國(guó)家西南生態(tài)安全屏障及打造“兩王國(guó)一花園”世界生態(tài)品牌的重點(diǎn)區(qū)域，生態(tài)區(qū)位極端重要，國(guó)際關(guān)注度高。但由于對(duì)森林草原資源不合理利用和傳統(tǒng)生產(chǎn)生活習(xí)俗的影響，導(dǎo)致當(dāng)?shù)夭糠謪^(qū)域水土流失嚴(yán)重、土地荒漠化進(jìn)程加快、旱澇災(zāi)害頻繁發(fā)生，生態(tài)安全屏障受到嚴(yán)重威脅。據(jù)云南省第三次石漠化監(jiān)測(cè)調(diào)查，迪慶州石漠化土地面積達(dá)17.8萬hm2，潛在石漠化土地面積16.7萬hm2，全州仍面臨巨大的生態(tài)修復(fù)與助推經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展雙重壓力[7]。

植樹造林、恢復(fù)植被是迪慶州解決土地荒漠化和林地退化的唯一出路。但多年來針對(duì)高寒山地、石漠化土地和干熱河谷區(qū)采用傳統(tǒng)造林技術(shù)開展的植被恢復(fù)和森林生態(tài)系統(tǒng)重建活動(dòng)，因項(xiàng)目區(qū)干旱持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、太陽輻射強(qiáng)、地表蒸發(fā)量大、幼樹生長(zhǎng)水分虧缺等原因?qū)以噷覕　Ｒ虼?，急需探尋一種既能在生長(zhǎng)期持續(xù)供水，又能逐步改善立地環(huán)境，還能增強(qiáng)樹苗抵御干旱能力，進(jìn)而解決高寒干旱地區(qū)植樹造林困難的造林技術(shù)或物質(zhì)。目前能滿足這種需求的技術(shù)就是保水劑造林技術(shù)，其技術(shù)核心是保水劑的選擇與應(yīng)用模式。

2 保水劑特性與生態(tài)建設(shè)中適用范圍

(1)保水劑是利用強(qiáng)吸水樹脂制成的高分子聚合物[1～5]。保水劑具有以下特性:①保水劑含有大量親水基團(tuán)，能重復(fù)利用滲透壓和基團(tuán)親和力，迅速吸收比自身重?cái)?shù)百倍甚至上千倍的去離子水、數(shù)十倍至近百倍的含鹽水分，然后緩慢釋放供給植物需要[2];②保水劑最大吸水力為13～14 kg/cm2，植物根系吸水力大多為17～18 kg/cm2，植物根系能直接吸收保水劑中的水分而不會(huì)出現(xiàn)根系水分倒流[3];③保水劑在吸放水膨脹收縮過程中形成大量孔隙，能夠提高土壤透氣性、透水性，增強(qiáng)根際微生物活動(dòng)，加快土壤有機(jī)礦物質(zhì)分解，防止土壤板結(jié)和鹽漬化，促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成;④保水劑在各類土壤、各種植物以及不同氣候條件下都能保持其穩(wěn)定性和高效性[1];⑤保水劑可提高植物種子發(fā)芽率5%～15%，使種子出苗期提早2～3 d;⑥讓農(nóng)藥、肥料與保水劑混用，可通過保水劑表面的離子吸附和交換作用，包裹或絡(luò)合農(nóng)藥和肥料溶液使其固定，減少可溶性養(yǎng)分農(nóng)藥的淋溶，提高農(nóng)藥、肥料利用率。同時(shí)，保水劑自身含有各種微量元素也可以緩慢分解釋放，供植物生長(zhǎng)吸收利用;⑦保水劑無毒、無害、無副作用，使用過程中對(duì)環(huán)境沒有任何污染;⑧在一定范圍內(nèi)，土壤吸水能力隨著保水劑用量的增加而增加[4];⑨保水劑吸收水分后會(huì)減少環(huán)境溫度變化，具有一定保溫性能;⑩不同品種和顆粒大小的保水劑吸水性狀有差異，顆粒越小吸水倍率越高;保水劑在吸水后會(huì)依品種不同呈現(xiàn)凝膠、絮狀凝膠和顆粒狀凝膠形式;土壤壓力、土壤電解質(zhì)會(huì)影響保水劑吸水能力；電解質(zhì)肥料則會(huì)降低保水劑的溶脹度。

(2)利用保水劑的特性，其應(yīng)用方法主要有拌土、拌種或包衣和蘸根、凝膠法等[5]。①拌土法主要用于雨季植樹造林中，一般在雨季前進(jìn)行整地并施用保水劑，讓保水劑在種植坑內(nèi)與土壤均勻混合，使其在雨季能夠充分吸收蓄貯雨水；②拌種或包衣法主要用于直播造林、飛播造林和灌草植被恢復(fù)；③蘸根法則適用于多數(shù)造林季節(jié)的裸根苗植苗造林和苗木運(yùn)輸；④凝膠法則多用于干旱少雨無灌溉條件的造林地，當(dāng)土壤含水量不足10%時(shí)應(yīng)首先將保水劑在容器中充分浸泡吸水，使其呈飽和凝膠狀后與土壤均勻混合后造林；其它條件下，仍以采用凝膠法造林效果最佳[6]。

3 保水劑在迪慶植樹造林與生態(tài)建設(shè)中的適用性分析

3.1 降水年季分布特點(diǎn)對(duì)保水劑使用的影響

迪慶州降水年季分布不均，年際變化在，地形作用強(qiáng)烈，降水量由東南向西北階梯式減少，當(dāng)?shù)夭煌旅娼邓植疾町悩O大，同一坡面降水隨海拔增高而增多，干濕季分明、雨熱同季，雨季(6～8月)降水量占全年降水量的60%～90%，其中高原山地年均降水量為400～600 mm，干熱河谷區(qū)則不足400 mm。近年來，該地區(qū)年際干旱氣候頻繁出現(xiàn)。2009～2011年連續(xù)出現(xiàn)的干旱天氣中，月均有效降水只有正常年份的20%～40%，春季造林苗木死亡率幾乎達(dá)到70%以上[11]；2017～2018年間，由于高海拔雨季造林區(qū)雨季降水過于集中，造成種植坑積澇返堿苗木大量死亡；而在經(jīng)濟(jì)林木最適生的亞高山區(qū)，過多降水促使新種植苗木貪青生長(zhǎng)，造成枝條木質(zhì)化程度不高、封頂不及時(shí)，導(dǎo)致樹苗大多未能正常越冬。因此，對(duì)迪慶而言，利用保水劑雨季吸水、早季緩慢釋放水分的特性，減少水分年季差對(duì)苗木生長(zhǎng)的影響，改善苗木生長(zhǎng)期供水結(jié)構(gòu)，是加速干早地區(qū)植被恢復(fù)的有效措施。

3.2 降水時(shí)空分布特點(diǎn)對(duì)保水劑應(yīng)用的影響

迪慶州水資源具有空間分布不均的特點(diǎn)[10]。當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)治理的項(xiàng)目區(qū)大多位于山高路陡的偏遠(yuǎn)山區(qū)或石漠化嚴(yán)重的陡坡地，往往水資源極其匱乏，農(nóng)林爭(zhēng)水、林牧爭(zhēng)水和人樹爭(zhēng)水的現(xiàn)象十分普遍。同時(shí)多數(shù)造林地土壤瘠薄、土質(zhì)干燥、水土流失嚴(yán)重，常不具備灌溉條件，造林成敗靠天惠澤。施用保水劑就相當(dāng)于修建了一座微型土壤水庫，不僅能最大限度貯蓄雨雪水，而且能利用保水劑縮脹變化改善造林地土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤滲透力和保肥保水能力，進(jìn)而減少水土流失，提高林業(yè)生態(tài)工程的生態(tài)效益，同時(shí)通過提升當(dāng)?shù)刂脖簧w度和生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)，增強(qiáng)水源涵養(yǎng)能力，提高水資源總量[1～6]。

3.3 筑牢生態(tài)屏障需要對(duì)保水劑應(yīng)用的影響

(1)迪慶州是公認(rèn)的造林困難區(qū)，整個(gè)“十三五”期間，全州共完成人工造林7.64萬畝，封山育林55.88萬畝，低效林改造36.6萬畝，退耕還林15.35萬畝，陡坡地治理3.3萬畝，平均造林合格率為84%，與全省相差19%。20世紀(jì)80年代中期，北京林業(yè)大學(xué)在北京地區(qū)低山陽坡進(jìn)行了5年抗早造林試驗(yàn)，在氣候、土壤極度干早條件下，利用保水劑將針葉樹造林成活率從過去的30%提高到80%～90%[1]；2008年，寶雞市林科所在干旱林地上造林試驗(yàn)也表明，用保水劑蘸根將刺槐、油松造林成活率提高了30.7%和22.8%，且比用清水蘸根的成活率高16.7%和14.6%；而使用最佳濃度保水劑時(shí)，核桃和刺槐造林成活率均提高了37%[5]。因此，國(guó)內(nèi)外眾多的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都表明，在造林過程中正確選擇使用保水劑，將有效地提高造林成活率和保在率。

(2)當(dāng)前，云南省生態(tài)修復(fù)工程投資約為7500元/hm2，但由于采用傳統(tǒng)造林技術(shù)使迪慶造林成活率和保存率整體偏低，造林成本大概要9900元/hm2，因此造成當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)建設(shè)成本居高不下。相對(duì)于生態(tài)治理需求和荒漠化發(fā)生程度，傳統(tǒng)造林技術(shù)已難以滿足當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)修復(fù)與生態(tài)屏障建設(shè)的需要。要開展比“十三五”更廣泛的生態(tài)修復(fù)與困難立地造林，只有按照綠色高質(zhì)量發(fā)展要求，依靠科技創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步來全面提高造林成活率、保存率，降低造林成本，減少對(duì)國(guó)家投入的依賴。

(3)保水劑既是增加造林單位投資的環(huán)節(jié)又是降低造林成本的重要手段，其成本無疑將影響保水劑推廣使用成效，當(dāng)前保水劑在我國(guó)已日益受到重視，介人該領(lǐng)域的科研單位和廠家眾多，工藝不斷完善，買方市場(chǎng)已經(jīng)形成[6]。常見的保水劑如聚丙烯酰胺保水劑市場(chǎng)價(jià)大概為20～22元/ kg，其特點(diǎn)是使用周期和壽命較長(zhǎng)，在土壤中的蓄水保墑能力可維持4年左右,但其吸水能力會(huì)逐年降低；聚丙烯酸鈉保水劑市場(chǎng)價(jià)約為15～16 元/kg，其特點(diǎn)是吸水倍率高，吸水速度快，但保水性能只能保持2年有效；聚丙烯酸鉀或聚丙烯酸銨保水劑市場(chǎng)價(jià)格為18元/kg左右，特點(diǎn)與聚丙烯酸鈉相似；淀粉接枝丙烯酸鹽保水劑市場(chǎng)價(jià)14元/ kg左右，使用壽命一般只能維持1年，但吸水倍率和吸水速度等性狀極佳[8]。分析香格里拉市和德欽縣保水劑應(yīng)用情況，相對(duì)于傳統(tǒng)造林投資，保水劑造林大約增加了450元/hm2投資；而從當(dāng)年成效調(diào)查結(jié)果看：施用保水劑的66.67 hm2核桃和100 hm2柏木，保存率普遍達(dá)到87%以上，比以往提高20%～30%；采用保水劑拌種法建設(shè)的1333 hm2人工模擬飛播造林(注:公益林項(xiàng)目)，出苗率提高30%，保存率提高25%左右；這些過去要經(jīng)過2～3 次重復(fù)建設(shè)才能見效的宜林地，通過施用保水劑當(dāng)年一次性完成綠化任務(wù)；以此概算，使用保水劑平均降低造林成本30%～40%。

3.4 多元文化和民族思維方式對(duì)推廣應(yīng)用保水劑的影響

迪慶州是一個(gè)多民族聚居的山區(qū)，多民族文化和宗教文化在傳承演變過程形成了獨(dú)具特色的多元文化[13]。多元文化既有利于新思想、新文化、新技術(shù)接納傳播，但也增加了觀念更新的復(fù)雜性和持久性。保水劑技術(shù)代表著林業(yè)集約經(jīng)營(yíng)新理念，對(duì)迪慶而言是一種嶄新的科技觀，要在文化多元化、相對(duì)封閉的民族區(qū)域傳播，不同民族、不同使用群體都會(huì)形成自己的理解和接受媒介，在沒有示范和成功先例情況下，大規(guī)模推廣使用保水劑往往會(huì)適得其反。因此，只有針對(duì)不同自然地理特點(diǎn)和民族思維方式，多層次建立保水劑造林示范樣板，建立多元化宣傳渠道，保水劑獨(dú)特的增產(chǎn)增效方式才會(huì)被山區(qū)群眾所認(rèn)識(shí)，當(dāng)?shù)亓洲r(nóng)和基層職工才會(huì)擯棄傳統(tǒng)理念，接受以保水劑為代表的集約經(jīng)營(yíng)方式和科學(xué)發(fā)展觀。

4 結(jié)論

保水劑在迪慶高寒山地、石漠化土地和干熱河谷燥熱區(qū)以及退化林地植被恢復(fù)建設(shè)中有著十分重要而迫切的推廣應(yīng)用價(jià)值，但目前仍缺乏不同干旱條件、不同造林樹種、不同立地類型條件下保水劑的最佳種類、最佳濃度和使用量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐，這將是當(dāng)?shù)匾豁?xiàng)重要的課題研究方向。在確定保水劑推廣和應(yīng)用方法時(shí)，應(yīng)針對(duì)當(dāng)?shù)鬲?dú)特的社會(huì)自然經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，全面了解保水劑類型特點(diǎn)和適用特性，充分結(jié)合項(xiàng)目區(qū)干旱狀況、降水特點(diǎn)和土壤特性，因地制宜，堅(jiān)持創(chuàng)新發(fā)展，才能讓保水劑造林技術(shù)在當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)屏障建設(shè)中取得最佳效果。