一種干旱礫漠區(qū)梭梭免灌植被造林方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種干旱礫漠區(qū)梭梭免灌植被造林方法，該方法通過(guò)挖掘機(jī)深挖種植穴和種植基質(zhì)篩分技術(shù)改良植物根際土壤條件，同時(shí)進(jìn)行地形改造，使自然降水在土壤中進(jìn)行再分配，達(dá)到積雪集水效果，改變梭梭根際土壤水分含量，促進(jìn)梭梭生長(zhǎng)提高生物量，以達(dá)到依靠生存空間的自然水資源長(zhǎng)期良好維系梭梭人工林持續(xù)存在的目的。本技術(shù)適宜于在年均降水量>100mm具有冬季穩(wěn)定降雪環(huán)境條件下，對(duì)干旱礫漠區(qū)植被衰退和受損植被實(shí)施以梭梭為建群種免灌植被的恢復(fù)與重建。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種干旱礫漠區(qū)梭梭免灌植被造林方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于植被生態(tài)恢復(fù)的范疇，涉及在有冬季穩(wěn)定降雪的干旱礫漠區(qū)梭梭免灌植被造林方法。

【背景技術(shù)】
[0002]梭梭(Jlaloxylon ammodendrom (C.A.Mey.) Bunge)荒漠占我國(guó)西北地區(qū)整個(gè)荒漠(不包括山地)面積的十分之一，約11萬(wàn)平方公里。其中，以梭梭礫漠面積最大，約占全國(guó)梭梭荒漠植被總面積的37.3%。新疆礫漠面積居全國(guó)第一位，主要分布在山前洪積扇，礫漠地形坡度大，組成物質(zhì)中含有多量礫石和粗砂，在礫質(zhì)荒漠區(qū)有大面積分布，構(gòu)成了干旱區(qū)礫漠荒漠生態(tài)系統(tǒng)的重要骨骼，對(duì)于穩(wěn)定干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境起著不容忽視的作用。因此，梭梭是干旱礫質(zhì)荒漠區(qū)造林首選鄉(xiāng)土植物種。
[0003]隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人類(lèi)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響程度不斷擴(kuò)大和加劇，受到人為干擾而遭到破壞甚至崩潰的生態(tài)系統(tǒng)觸目皆是，人類(lèi)的生存和發(fā)展受到嚴(yán)重影響，生態(tài)恢復(fù)和重建是人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展所面臨的迫切需要解決的重大問(wèn)題。
[0004]土壤理化性質(zhì)與水分作為環(huán)境的一部分，是植物的生長(zhǎng)和植被恢復(fù)的重要影響因子之一。新疆氣候條件屬多風(fēng)地區(qū)，且風(fēng)力大，風(fēng)速有北疆大于南疆，山區(qū)高于平原的分布規(guī)律。干旱礫漠區(qū)氣候干旱少雨，植被覆蓋度較低，主要植物有梭梭、麻黃、琵琶柴、鹽生草等，土壤有機(jī)質(zhì)貧乏且積聚表層，并常在20— 60cm左右深處會(huì)出現(xiàn)石膏和易溶鹽聚積層，植物生長(zhǎng)環(huán)境非常脆弱。
[0005]根據(jù)植被對(duì)灌溉的依賴(lài)性，陸地植被可以分為兩大類(lèi)型，一類(lèi)植被必須依靠人工經(jīng)常灌溉才能維持生機(jī)稱(chēng)為灌溉植被，另一類(lèi)既無(wú)需灌溉，以其生存空間的自然水源面長(zhǎng)期維持植被的持續(xù)存在稱(chēng)為免灌溉植被。人工種植苗木時(shí)，通常需要必要的灌溉，之后無(wú)需再灌溉而持續(xù)生存的植被，也歸入免灌植被之列。
[0006]目前，由于干旱礫漠地區(qū)特殊的自然環(huán)境條件，對(duì)于礫漠造林，還沒(méi)有特別有效的生物措施和非生物措施進(jìn)行礫漠梭梭免灌植被造林。礫漠區(qū)衰退與受損植被的恢復(fù)與重建措施主要包括:一、在多年平均降水量270-300 mm條件下，在塔城老風(fēng)口戈壁礫漠區(qū)，采用深溝集水和秸桿覆蓋土保墑措施，輔助灌溉設(shè)施，有效提高干旱區(qū)礫石戈壁地榆樹(shù)、楊樹(shù)造林成活率，但梭梭的保存率僅為0.77%;二、在塔里木盆地南緣極端干旱戈壁區(qū)，利用戈壁風(fēng)沙區(qū)空曠、風(fēng)力攜帶近地表的流沙和有一定洪灌條件，進(jìn)行種植坑積沙，利用戈壁區(qū)靠近一定洪灌設(shè)施的條件，進(jìn)行種植坑灌溉和淤泥沖積，利用秋季洪水相對(duì)豐富的條件，成功進(jìn)行沙拐棗、沙棗、檉柳等植物種植；三、應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)林建設(shè)的戈壁開(kāi)溝客土造林方法，在植樹(shù)溝底和植樹(shù)溝的兩側(cè)壁上分別鋪上防滲膜，在植樹(shù)溝內(nèi)填入適宜植物生長(zhǎng)的熟土并施肥，然后配置滴灌節(jié)水造林配套設(shè)備；四、礫漠區(qū)免灌植被造林僅在降水條件好的博樂(lè)礫漠區(qū)有實(shí)施，年均降雨量187.4 mm，年蒸發(fā)量1558.5 mm，年最大積雪厚度在42 cm。利用水罐車(chē)先在秋季進(jìn)行灌溉滲水深度達(dá)到1.5m，春季種植梭梭后再灌溉20L水，第2年秋季還進(jìn)行水罐車(chē)補(bǔ)灌，梭梭植苗造林成活率平均為50.2%。以上方法都存在缺陷，比如，以上前三項(xiàng)在干旱礫漠區(qū)造林均需要洪灌或補(bǔ)充灌溉設(shè)施條件；而第四項(xiàng)則灌溉次數(shù)多且灌溉量太大，植物后期生長(zhǎng)可能缺乏足夠的水資源供給。
[0007]干旱區(qū)礫漠區(qū)域土壤水分虧缺常常成為限制植物生長(zhǎng)和植被恢復(fù)的關(guān)鍵制約因子，傳統(tǒng)造林技術(shù)方法一直沒(méi)有解決好植物對(duì)自然降水高效利用及應(yīng)對(duì)土壤鹽化問(wèn)題，造成植物的生長(zhǎng)長(zhǎng)勢(shì)差甚至死亡，不僅浪費(fèi)了大量的人力、物力和財(cái)力，而且很難收到預(yù)期的效果。
[0008]目前，在干旱礫質(zhì)荒漠區(qū)特殊的自然環(huán)境條件植被恢復(fù)與重建應(yīng)以恢復(fù)免灌植被為主體。為此，研發(fā)了運(yùn)用工程措施改良種植土壤基質(zhì)結(jié)合一次性定量灌溉條件，提高造林成活率，并且通過(guò)改變地形重新分配自然降水資源，改善植物根際土壤水分，保障植物后期在自然條件下正常生長(zhǎng)，最終形成生長(zhǎng)良好的干旱礫漠區(qū)梭梭免灌植被的造林方法。本發(fā)明為在年均降水量>100mm具有冬季穩(wěn)定降雪的干旱礫漠區(qū)進(jìn)行植被恢復(fù)與重建提供技術(shù)支撐。
[0009]本發(fā)明針對(duì)當(dāng)前干旱區(qū)礫質(zhì)荒漠植被恢復(fù)與重建困難，成本較高的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)多年對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地礫漠不同微地形環(huán)境梭梭植被調(diào)查和克拉瑪依免灌梭梭植被造林試驗(yàn)，通過(guò)種植穴挖掘一定深度打破礫漠區(qū)土壤中常會(huì)出現(xiàn)的石膏和易溶鹽聚積層；利用較大面積表層種植基質(zhì)篩分回填，改良土壤保水性能，提高了種植穴中下部土壤有機(jī)質(zhì)含量；結(jié)合對(duì)植被恢復(fù)區(qū)域地形改造，使自然降水在土壤中進(jìn)行再分配。提出了一種能有效促進(jìn)植物生長(zhǎng)、提高造林成活率和生物量、增加植被蓋度、提高植物多樣性并減少養(yǎng)護(hù)成本(后期為近自然管護(hù))的造林方法，使大面積干旱礫漠區(qū)免灌梭梭植被造林變成可能，為礫漠區(qū)植被恢復(fù)與重建提供新途徑和有效的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于，提供一種干旱礫漠區(qū)梭梭免灌植被造林方法，該方法通過(guò)深挖種植穴和種植基質(zhì)篩分技術(shù)改良植物根際土壤條件，同時(shí)進(jìn)行地形改造，使自然降水在土壤中進(jìn)行再分配，達(dá)到積雪集水效果，改變梭梭根際土壤水分含量，促進(jìn)梭梭生長(zhǎng)提高生物量，以達(dá)到依靠生存空間的自然水資源長(zhǎng)期良好維系梭梭人工林持續(xù)存在的目的。本發(fā)明所述方法適宜于在年均降水量>100mm具有冬季穩(wěn)定降雪環(huán)境條件下，對(duì)干旱礫漠區(qū)植被衰退和受損植被實(shí)施以梭梭為建群種免灌植被的恢復(fù)與重建。
[0011]本發(fā)明所述的一種干旱礫漠區(qū)梭梭免灌植被造林方法，按下列步驟進(jìn)行:
a、在夏秋季沿坡地開(kāi)積雪溝(1)，開(kāi)溝方向與地表等高線(xiàn)平行，溝寬0.5m，溝深0.Sm,溝距6-10m，溝長(zhǎng)45m，留5m植保通道，將積雪溝(I)挖出的土堆放至積雪溝(I)一側(cè)較低的位置，形成積雪土壟(2);
b、沿開(kāi)積雪溝(I)地勢(shì)高一側(cè)坡面(5)處開(kāi)挖種植穴，種植穴深度為0.Sm，寬度為
0.45m,底部長(zhǎng)0.45m,上部長(zhǎng)Im,對(duì)種植穴土壤進(jìn)行篩分,篩分土回填后整理成直徑0.45 m距地面0.1m樹(shù)坑口(3)；
C、種植時(shí)間秋春兩季,種植前向樹(shù)坑口(3)灌溉30L水,用縫植鍬專(zhuān)用工具種植梭梭，梭梭種植株行距為1.5mX6-10m，種植后樹(shù)坑口(3)覆干篩分土 0.05m,留0.05m深樹(shù)坑口
(3)集水。
[0012]d、在種植植物行與積雪溝(I)之間打0.2m的土埂(4)，形成小集水壩； e、管護(hù):梭梭栽植后，需嚴(yán)防鼠害，在2年內(nèi)要設(shè)圍欄進(jìn)行封禁，同時(shí)還要設(shè)護(hù)林員進(jìn)行常規(guī)管護(hù)，2年后進(jìn)行自然管護(hù)。
[0013]本發(fā)明所述的一種干旱礫漠區(qū)梭梭免灌植被造林方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和顯著的效果:
種植穴挖深0.Sm打破了礫漠區(qū)常會(huì)出現(xiàn)石膏和易溶鹽聚積層，為梭梭根系的生長(zhǎng)提供了生長(zhǎng)空間；較大面積表層種植基質(zhì)篩分回填，改良了土壤保水性能，提高了種植穴中下部土壤有機(jī)質(zhì)含量，有效促進(jìn)植物根系生長(zhǎng)，結(jié)合一次定量澆水有效提高了梭梭成活率；試驗(yàn)監(jiān)測(cè)表明:地形改造后，在溝深0.Sm，溝寬0.5m的積雪溝內(nèi)，溝內(nèi)積雪深度達(dá)到
0.6m以上，積雪溝內(nèi)積雪比平地降雪融化期推遲15-20天。種植株距1.5m，在長(zhǎng)1.5m溝內(nèi)，積雪融水(雪融水體積比例9:1)可達(dá)50kg以上，供給I株梭梭植物根系周邊使用，另外在有坡度的地形中有徑流集水也可以為植物利用。超旱生植物梭梭已得到足夠可持續(xù)維系生存的水資源供給，保障成活后梭梭林形成生長(zhǎng)良好的免灌植被；
微地形改善鄉(xiāng)土植物種群落發(fā)生發(fā)育環(huán)境，促進(jìn)整個(gè)區(qū)域原生植被的自然恢復(fù)，提高造林地的生物多樣性。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明礫漠區(qū)梭梭免灌造林?jǐn)嗝媸疽鈭D，其中I為積雪溝，2為積雪土壟，3為種植穴樹(shù)坑口，4為集水土埂，5為集水坡面。

【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1
2004年在地處準(zhǔn)噶爾盆地克拉瑪依市克白快速路旁(Ν45°2Γ49Λ Λ，Ε84°35Λ44Λ r )進(jìn)行2hm2試驗(yàn)研究，試驗(yàn)區(qū)為典型的北溫帶干旱區(qū)大陸性氣候，干燥少雨是氣候主要特征。多年平均降雨量為108.9 mm,蒸發(fā)量為3008.9mm,是降雨量的20.8倍左右，屬于鹽化礫漠區(qū)地形平坦區(qū)域，礫石含量較高，在土壤40左右深處會(huì)出現(xiàn)石膏和易溶鹽聚積層，pH值為7.25，O-1OOcm平均鹽分含量為1.36%，植物生長(zhǎng)環(huán)境非常脆弱，植被蓋度低，物種種數(shù)少，主要物種有梭梭、鹽生草、紫翅豬毛菜，2004年9月進(jìn)行地形改造，2005年3月種植；
株行距選擇:在滿(mǎn)足中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)造林技術(shù)規(guī)程GB/T15776-1995梭梭造林密度為每公頃660株到1650株之間的基礎(chǔ)上,選擇梭梭造林株行距為1.5mX6 ；
地形整治:在夏秋季沿坡地用挖土機(jī)進(jìn)行開(kāi)積雪溝1，開(kāi)溝方向與地表等高線(xiàn)平行，溝寬0.5m,溝深0.8m,溝距6_10m，溝長(zhǎng)45m，留5m植保通道，將積雪溝I挖出的土堆放至積雪溝I 一側(cè)較低的位置，形成積雪土壟2 ；
種植穴開(kāi)挖:沿開(kāi)積雪溝I地勢(shì)高一側(cè)坡面5處用挖土機(jī)進(jìn)行開(kāi)挖種植穴，種植穴深度為0.8m,寬度為0.45m,底部長(zhǎng)0.45m,上部長(zhǎng)lm，對(duì)種植穴土壤進(jìn)行篩分，篩分土回填后整理成直徑0.45 m距地面0.1m樹(shù)坑口 3，種植穴內(nèi)種植的植物與積雪溝I的距離為0.4m ；植物種植:種植時(shí)間春季，種植前向樹(shù)坑口 3灌溉30L水，用縫植鍬專(zhuān)用工具種植梭梭苗木為I級(jí)苗標(biāo)準(zhǔn)(GB/6000-1999)的一年生實(shí)生苗，種植時(shí)根系舒展，梭梭種植株行距為
1.5mX6-10m，種植后樹(shù)坑口 3覆干篩分土 0.05m,留0.05m深樹(shù)坑口 3集水；
在種植植物行與積雪溝I之間打0.2m的土埂4，形成小集水壩； 管護(hù):梭梭栽植后，在2年內(nèi)設(shè)護(hù)林員進(jìn)行管護(hù)，禁止放牧，同時(shí)嚴(yán)防鼠害，防治病害，清除種植穴內(nèi)的雜草，2年以后近自然管護(hù)；
2013年已形成穩(wěn)定的人工免灌植被自然梭梭群落，2013年7月6調(diào)查結(jié)果分析表明:與同一區(qū)域原狀地形自然植被相比梭梭植株生物量增加了 25倍，群落物種數(shù)增加4倍，群落蓋度增加3倍，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)增加2倍，Margalef豐富度指數(shù)增加5倍，土壤總鹽含量降低35%以上，取得了良好的生態(tài)效益。
[0016] 實(shí)施例2
2013年在克拉瑪依市奎阿高速公路兩側(cè)(N45 °.18Λ18〃，E84 °27Λ56〃)(N 45°.16,24,、E 84 0.27,04,r )礫漠區(qū)域進(jìn)行300畝梭梭免灌植被造林推廣，成活率達(dá)82% ；株行距選擇:在滿(mǎn)足中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)造林技術(shù)規(guī)程GB/T15776-1995梭梭荒漠造林密度為每畝660株到1650株之間的基礎(chǔ)上,選擇梭梭造林株行距為1.5mX 1m ；
地形整治:在秋季沿坡地用挖土機(jī)進(jìn)行開(kāi)積雪溝1，開(kāi)溝方向與地表等高線(xiàn)平行，溝寬0.5m,溝深0.8m,溝距6_10m，溝長(zhǎng)45m，留5m植保通道，將積雪溝I挖出的土堆放至積雪溝I 一側(cè)較低的位置，形成積雪土壟2 ；
種植穴開(kāi)挖:沿開(kāi)積雪溝I地勢(shì)高一側(cè)坡面5處用挖土機(jī)進(jìn)行開(kāi)挖種植穴，種植穴深度為0.8m,寬度為0.45m,底部長(zhǎng)0.45m,上部長(zhǎng)lm，對(duì)種植穴土壤進(jìn)行篩分，篩分土回填后整理成直徑0.45 m距地面0.1m樹(shù)坑口 3 ；
植物種植:2014年3月種植，種植前向樹(shù)坑口 3灌溉30L水，用縫植鍬專(zhuān)用工具種植梭梭，梭梭種植株行距為L(zhǎng) 5mX6-10m,種植后樹(shù)坑口 3覆干篩分土 0.05m,留0.05m深樹(shù)坑口3集水；
在種植植物行與積雪溝I之間打0.2m的土埂4，形成小集水壩；
管護(hù):梭梭栽植后，在2年內(nèi)設(shè)護(hù)林員進(jìn)行管護(hù)，禁止放牧，同時(shí)嚴(yán)防鼠害，防治病害，清除種植穴內(nèi)的雜草，2年以后近自然管護(hù)。
【權(quán)利要求】
1.一種干旱礫漠區(qū)梭梭免灌植被造林方法，其特征在于按下列步驟進(jìn)行: a、在夏秋季沿坡地開(kāi)積雪溝(1)，開(kāi)溝方向與地表等高線(xiàn)平行，溝寬0.5m，溝深0.Sm,溝距6-10m，溝長(zhǎng)45m，留5m植保通道，將積雪溝(I)挖出的土堆放至積雪溝(I)一側(cè)較低的位置，形成積雪土壟(2); b、沿開(kāi)積雪溝(I)地勢(shì)高一側(cè)坡面(5)處開(kāi)挖種植穴，種植穴深度為0.Sm，寬度為.0.45m,底部長(zhǎng)0.45m,上部長(zhǎng)Im,對(duì)種植穴土壤進(jìn)行篩分,篩分土回填后整理成直徑0.45 m距地面0.1m樹(shù)坑口(3)； C、種植時(shí)間秋春兩季,種植前向樹(shù)坑口(3)灌溉30L水，用縫植鍬專(zhuān)用工具種植梭梭，梭梭種植株行距為1.5mX6-10m，種植后樹(shù)坑口(3)覆干篩分土 0.05m,留0.05m深樹(shù)坑口(3)集水； d、在種植植物行與積雪溝(I)之間打0.2m的土埂(4)，形成小集水壩； e、管護(hù):梭梭栽植后，需嚴(yán)防鼠害，在2年內(nèi)要設(shè)圍欄進(jìn)行封禁，同時(shí)還要設(shè)護(hù)林員進(jìn)行常規(guī)管護(hù)，2年后進(jìn)行自然管護(hù)。
【文檔編號(hào)】A01G23/00GK104396691SQ201410774135
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月16日
【發(fā)明者】嚴(yán)成, 楊更強(qiáng), 廖帆, 魏巖, 宋革新, 武曉亞 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所