一种干旱砾漠区梭梭免灌植被造林方法
【专利摘要】本发明涉及一种干旱砾漠区梭梭免灌植被造林方法，该方法通过挖掘机深挖种植穴和种植基质筛分技术改良植物根际土壤条件，同时进行地形改造，使自然降水在土壤中进行再分配，达到积雪集水效果，改变梭梭根际土壤水分含量，促进梭梭生长提高生物量，以达到依靠生存空间的自然水资源长期良好维系梭梭人工林持续存在的目的。本技术适宜于在年均降水量>100mm具有冬季稳定降雪环境条件下，对干旱砾漠区植被衰退和受损植被实施以梭梭为建群种免灌植被的恢复与重建。
【专利说明】
一种干旱砾漠区梭梭免灌植被造林方法
【技术领域】
[0001]本发明属于植被生态恢复的范畴，涉及在有冬季稳定降雪的干旱砾漠区梭梭免灌植被造林方法。
【背景技术】
[0002]梭梭(Jlaloxylon ammodendrom (C.A.Mey.) Bunge)荒漠占我国西北地区整个荒漠(不包括山地)面积的十分之一，约11万平方公里。其中，以梭梭砾漠面积最大，约占全国梭梭荒漠植被总面积的37.3%。新疆砾漠面积居全国第一位，主要分布在山前洪积扇，砾漠地形坡度大，组成物质中含有多量砾石和粗砂，在砾质荒漠区有大面积分布，构成了干旱区砾漠荒漠生态系统的重要骨骼，对于稳定干旱区生态环境起着不容忽视的作用。因此，梭梭是干旱砾质荒漠区造林首选乡土植物种。
[0003]随着经济的高速发展，人类对生态系统的影响程度不断扩大和加剧，受到人为干扰而遭到破坏甚至崩溃的生态系统触目皆是，人类的生存和发展受到严重影响，生态恢复和重建是人类社会可持续发展所面临的迫切需要解决的重大问题。
[0004]土壤理化性质与水分作为环境的一部分，是植物的生长和植被恢复的重要影响因子之一。新疆气候条件属多风地区，且风力大，风速有北疆大于南疆，山区高于平原的分布规律。干旱砾漠区气候干旱少雨，植被覆盖度较低，主要植物有梭梭、麻黄、琵琶柴、盐生草等，土壤有机质贫乏且积聚表层，并常在20— 60cm左右深处会出现石膏和易溶盐聚积层，植物生长环境非常脆弱。
[0005]根据植被对灌溉的依赖性，陆地植被可以分为两大类型，一类植被必须依靠人工经常灌溉才能维持生机称为灌溉植被，另一类既无需灌溉，以其生存空间的自然水源面长期维持植被的持续存在称为免灌溉植被。人工种植苗木时，通常需要必要的灌溉，之后无需再灌溉而持续生存的植被，也归入免灌植被之列。
[0006]目前，由于干旱砾漠地区特殊的自然环境条件，对于砾漠造林，还没有特别有效的生物措施和非生物措施进行砾漠梭梭免灌植被造林。砾漠区衰退与受损植被的恢复与重建措施主要包括:一、在多年平均降水量270-300 mm条件下，在塔城老风口戈壁砾漠区，采用深沟集水和秸杆覆盖土保墒措施，辅助灌溉设施，有效提高干旱区砾石戈壁地榆树、杨树造林成活率，但梭梭的保存率仅为0.77%;二、在塔里木盆地南缘极端干旱戈壁区，利用戈壁风沙区空旷、风力携带近地表的流沙和有一定洪灌条件，进行种植坑积沙，利用戈壁区靠近一定洪灌设施的条件，进行种植坑灌溉和淤泥冲积，利用秋季洪水相对丰富的条件，成功进行沙拐枣、沙枣、柽柳等植物种植；三、应用于经济林建设的戈壁开沟客土造林方法，在植树沟底和植树沟的两侧壁上分别铺上防渗膜，在植树沟内填入适宜植物生长的熟土并施肥，然后配置滴灌节水造林配套设备；四、砾漠区免灌植被造林仅在降水条件好的博乐砾漠区有实施，年均降雨量187.4 mm，年蒸发量1558.5 mm，年最大积雪厚度在42 cm。利用水罐车先在秋季进行灌溉渗水深度达到1.5m，春季种植梭梭后再灌溉20L水，第2年秋季还进行水罐车补灌，梭梭植苗造林成活率平均为50.2%。以上方法都存在缺陷，比如，以上前三项在干旱砾漠区造林均需要洪灌或补充灌溉设施条件；而第四项则灌溉次数多且灌溉量太大，植物后期生长可能缺乏足够的水资源供给。
[0007]干旱区砾漠区域土壤水分亏缺常常成为限制植物生长和植被恢复的关键制约因子，传统造林技术方法一直没有解决好植物对自然降水高效利用及应对土壤盐化问题，造成植物的生长长势差甚至死亡，不仅浪费了大量的人力、物力和财力，而且很难收到预期的效果。
[0008]目前，在干旱砾质荒漠区特殊的自然环境条件植被恢复与重建应以恢复免灌植被为主体。为此，研发了运用工程措施改良种植土壤基质结合一次性定量灌溉条件，提高造林成活率，并且通过改变地形重新分配自然降水资源，改善植物根际土壤水分，保障植物后期在自然条件下正常生长，最终形成生长良好的干旱砾漠区梭梭免灌植被的造林方法。本发明为在年均降水量>100mm具有冬季稳定降雪的干旱砾漠区进行植被恢复与重建提供技术支撑。
[0009]本发明针对当前干旱区砾质荒漠植被恢复与重建困难，成本较高的问题，经过多年对准噶尔盆地砾漠不同微地形环境梭梭植被调查和克拉玛依免灌梭梭植被造林试验，通过种植穴挖掘一定深度打破砾漠区土壤中常会出现的石膏和易溶盐聚积层；利用较大面积表层种植基质筛分回填，改良土壤保水性能，提高了种植穴中下部土壤有机质含量；结合对植被恢复区域地形改造，使自然降水在土壤中进行再分配。提出了一种能有效促进植物生长、提高造林成活率和生物量、增加植被盖度、提高植物多样性并减少养护成本(后期为近自然管护)的造林方法，使大面积干旱砾漠区免灌梭梭植被造林变成可能，为砾漠区植被恢复与重建提供新途径和有效的方法。
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于，提供一种干旱砾漠区梭梭免灌植被造林方法，该方法通过深挖种植穴和种植基质筛分技术改良植物根际土壤条件，同时进行地形改造，使自然降水在土壤中进行再分配，达到积雪集水效果，改变梭梭根际土壤水分含量，促进梭梭生长提高生物量，以达到依靠生存空间的自然水资源长期良好维系梭梭人工林持续存在的目的。本发明所述方法适宜于在年均降水量>100mm具有冬季稳定降雪环境条件下，对干旱砾漠区植被衰退和受损植被实施以梭梭为建群种免灌植被的恢复与重建。
[0011]本发明所述的一种干旱砾漠区梭梭免灌植被造林方法，按下列步骤进行:
a、在夏秋季沿坡地开积雪沟(1)，开沟方向与地表等高线平行，沟宽0.5m，沟深0.Sm,沟距6-10m，沟长45m，留5m植保通道，将积雪沟(I)挖出的土堆放至积雪沟(I)一侧较低的位置，形成积雪土垄(2);
b、沿开积雪沟(I)地势高一侧坡面(5)处开挖种植穴，种植穴深度为0.Sm，宽度为
0.45m,底部长0.45m,上部长Im,对种植穴土壤进行筛分,筛分土回填后整理成直径0.45 m距地面0.1m树坑口(3)；
C、种植时间秋春两季,种植前向树坑口(3)灌溉30L水,用缝植锹专用工具种植梭梭，梭梭种植株行距为1.5mX6-10m，种植后树坑口(3)覆干筛分土 0.05m,留0.05m深树坑口
(3)集水。
[0012]d、在种植植物行与积雪沟(I)之间打0.2m的土埂(4)，形成小集水坝； e、管护:梭梭栽植后，需严防鼠害，在2年内要设围栏进行封禁，同时还要设护林员进行常规管护，2年后进行自然管护。
[0013]本发明所述的一种干旱砾漠区梭梭免灌植被造林方法与现有技术相比，具有以下优点和显著的效果:
种植穴挖深0.Sm打破了砾漠区常会出现石膏和易溶盐聚积层，为梭梭根系的生长提供了生长空间；较大面积表层种植基质筛分回填，改良了土壤保水性能，提高了种植穴中下部土壤有机质含量，有效促进植物根系生长，结合一次定量浇水有效提高了梭梭成活率；试验监测表明:地形改造后，在沟深0.Sm，沟宽0.5m的积雪沟内，沟内积雪深度达到
0.6m以上，积雪沟内积雪比平地降雪融化期推迟15-20天。种植株距1.5m，在长1.5m沟内，积雪融水(雪融水体积比例9:1)可达50kg以上，供给I株梭梭植物根系周边使用，另外在有坡度的地形中有径流集水也可以为植物利用。超旱生植物梭梭已得到足够可持续维系生存的水资源供给，保障成活后梭梭林形成生长良好的免灌植被；
微地形改善乡土植物种群落发生发育环境，促进整个区域原生植被的自然恢复，提高造林地的生物多样性。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明砾漠区梭梭免灌造林断面示意图，其中I为积雪沟，2为积雪土垄，3为种植穴树坑口，4为集水土埂，5为集水坡面。
【具体实施方式】
[0015]实施例1
2004年在地处准噶尔盆地克拉玛依市克白快速路旁(Ν45°2Γ49Λ Λ，Ε84°35Λ44Λ r )进行2hm2试验研究，试验区为典型的北温带干旱区大陆性气候，干燥少雨是气候主要特征。多年平均降雨量为108.9 mm,蒸发量为3008.9mm,是降雨量的20.8倍左右，属于盐化砾漠区地形平坦区域，砾石含量较高，在土壤40左右深处会出现石膏和易溶盐聚积层，pH值为7.25，O-1OOcm平均盐分含量为1.36%，植物生长环境非常脆弱，植被盖度低，物种种数少，主要物种有梭梭、盐生草、紫翅猪毛菜，2004年9月进行地形改造，2005年3月种植；
株行距选择:在满足中华人民共和国国家标准造林技术规程GB/T15776-1995梭梭造林密度为每公顷660株到1650株之间的基础上,选择梭梭造林株行距为1.5mX6 ；
地形整治:在夏秋季沿坡地用挖土机进行开积雪沟1，开沟方向与地表等高线平行，沟宽0.5m,沟深0.8m,沟距6_10m，沟长45m，留5m植保通道，将积雪沟I挖出的土堆放至积雪沟I 一侧较低的位置，形成积雪土垄2 ；
种植穴开挖:沿开积雪沟I地势高一侧坡面5处用挖土机进行开挖种植穴，种植穴深度为0.8m,宽度为0.45m,底部长0.45m,上部长lm，对种植穴土壤进行筛分，筛分土回填后整理成直径0.45 m距地面0.1m树坑口 3，种植穴内种植的植物与积雪沟I的距离为0.4m ；植物种植:种植时间春季，种植前向树坑口 3灌溉30L水，用缝植锹专用工具种植梭梭苗木为I级苗标准(GB/6000-1999)的一年生实生苗，种植时根系舒展，梭梭种植株行距为
1.5mX6-10m，种植后树坑口 3覆干筛分土 0.05m,留0.05m深树坑口 3集水；
在种植植物行与积雪沟I之间打0.2m的土埂4，形成小集水坝； 管护:梭梭栽植后，在2年内设护林员进行管护，禁止放牧，同时严防鼠害，防治病害，清除种植穴内的杂草，2年以后近自然管护；
2013年已形成稳定的人工免灌植被自然梭梭群落，2013年7月6调查结果分析表明:与同一区域原状地形自然植被相比梭梭植株生物量增加了 25倍，群落物种数增加4倍，群落盖度增加3倍，Shannon-Wiener多样性指数增加2倍，Margalef丰富度指数增加5倍，土壤总盐含量降低35%以上，取得了良好的生态效益。
[0016] 实施例2
2013年在克拉玛依市奎阿高速公路两侧(N45 °.18Λ18〃，E84 °27Λ56〃)(N 45°.16,24,、E 84 0.27,04,r )砾漠区域进行300亩梭梭免灌植被造林推广，成活率达82% ；株行距选择:在满足中华人民共和国国家标准造林技术规程GB/T15776-1995梭梭荒漠造林密度为每亩660株到1650株之间的基础上,选择梭梭造林株行距为1.5mX 1m ；
地形整治:在秋季沿坡地用挖土机进行开积雪沟1，开沟方向与地表等高线平行，沟宽0.5m,沟深0.8m,沟距6_10m，沟长45m，留5m植保通道，将积雪沟I挖出的土堆放至积雪沟I 一侧较低的位置，形成积雪土垄2 ；
种植穴开挖:沿开积雪沟I地势高一侧坡面5处用挖土机进行开挖种植穴，种植穴深度为0.8m,宽度为0.45m,底部长0.45m,上部长lm，对种植穴土壤进行筛分，筛分土回填后整理成直径0.45 m距地面0.1m树坑口 3 ；
植物种植:2014年3月种植，种植前向树坑口 3灌溉30L水，用缝植锹专用工具种植梭梭，梭梭种植株行距为L 5mX6-10m,种植后树坑口 3覆干筛分土 0.05m,留0.05m深树坑口3集水；
在种植植物行与积雪沟I之间打0.2m的土埂4，形成小集水坝；
管护:梭梭栽植后，在2年内设护林员进行管护，禁止放牧，同时严防鼠害，防治病害，清除种植穴内的杂草，2年以后近自然管护。
【权利要求】
1.一种干旱砾漠区梭梭免灌植被造林方法，其特征在于按下列步骤进行: a、在夏秋季沿坡地开积雪沟(1)，开沟方向与地表等高线平行，沟宽0.5m，沟深0.Sm,沟距6-10m，沟长45m，留5m植保通道，将积雪沟(I)挖出的土堆放至积雪沟(I)一侧较低的位置，形成积雪土垄(2); b、沿开积雪沟(I)地势高一侧坡面(5)处开挖种植穴，种植穴深度为0.Sm，宽度为.0.45m,底部长0.45m,上部长Im,对种植穴土壤进行筛分,筛分土回填后整理成直径0.45 m距地面0.1m树坑口(3)； C、种植时间秋春两季,种植前向树坑口(3)灌溉30L水，用缝植锹专用工具种植梭梭，梭梭种植株行距为1.5mX6-10m，种植后树坑口(3)覆干筛分土 0.05m,留0.05m深树坑口(3)集水； d、在种植植物行与积雪沟(I)之间打0.2m的土埂(4)，形成小集水坝； e、管护:梭梭栽植后，需严防鼠害，在2年内要设围栏进行封禁，同时还要设护林员进行常规管护，2年后进行自然管护。
【文档编号】A01G23/00GK104396691SQ201410774135
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月16日 优先权日:2014年12月16日
【发明者】严成, 杨更强, 廖帆, 魏岩, 宋革新, 武晓亚 申请人:中国科学院新疆生态与地理研究所