沙地不同造林模式固沙效果研究

王爱军，杨福贵，翟金玲

（1.张家口市林业局，河北 张家口 075000；2.宣化县国营林场，河北 宣化 075100）

沙地不同造林模式固沙效果研究

王爱军1，杨福贵2，翟金玲1

（1.张家口市林业局，河北 张家口 075000；2.宣化县国营林场，河北 宣化 075100）

通过对典型的沙漠化区域-黄羊滩不同造林模式植被类型的固沙效果的调查研究，结果表明：乔灌草造林模式林间有机土壤层平均厚度为14.6mm，起沙风速为24.8m/s，为固沙效果最好的造林模式。

沙地;造林;固沙效果;起沙风速

黄羊滩位于河北省宣化县黄羊山脚下，系永定河上游的一个特大沙滩，总面积9733hm2，主要为流动、半流动沙丘及固定沙丘，与北京直线距离仅138km，距离官厅水库库区55km。过去由于历史原因，黄羊滩生态环境遭受到了严重破坏，成为典型的沙漠化区域。黄羊滩地处北京市西北方向上风口，冬春时节，狂风裹挟着沙尘直逼京、津，每年从黄羊滩卷走的沙土约2.57万t；遇到暴雨，洪水将滩内泥沙大量带入洋河，最终淤积到下游的官厅水库，每年冲走泥沙约65万t。黄羊滩的风沙、泥沙成为北京空气质量下降和官厅水库淤积的主要因素，对两地生态环境构成严重威胁。从本世纪初开始，宣化县国营林场在有关部门的支持下投入巨资开展了大规模的人工造林治沙，在沙地治理模式上进行了试验探索，多种治理模式各自表现出不同的防风治沙效果。

1 试验材料和方法

1.1 试验地基本情况

试验地选在宣化县国有林场黄羊滩林区流动沙丘区，平均海拔高度600m，年均降水336mm，年均蒸发量1998mm。近10a来，通过造林种草治沙，大部分流动沙丘上已形成植被群落，由于植被的新陈代谢和保护作用，地表上已形成一层有机土壤层，其下为沙地，与流动沙丘结构无明显区别。

1.2 材料

林达牌6MF-30A型便携式风力灭火机：发动机功率4.5kw，发动机工作转速7000r/min，出口风流量0.48m3/s，出口风流速100.5m/s，距风机2.5m处风流速31m/s。

DEM6型轻便三杯风向风速表：测量风速范围1～30m/s，旋杯启动风速小于0.8m/s，风速测量误差小于0.4m/s，风向测量误差小于±10°。

1.3 不同造林模式的选择

（1）模式A—乔灌草造林模式：主要植被为胡杨（Populus euphratica）、侧柏（Platycladus orientalis Franco）、小叶锦鸡（Caragana microphylla）、胡枝子（Lespedeza bicolorTurcz）、大戟科植物及禾本科杂草为主，其中胡杨、侧柏、柠条为10a生，草本植物主要为当年生，植被盖度为70%。

（2）模式B—乔木纯林造林模式：造林树种为白榆（Ulmus pumilaL.），其它植被以1a生禾本科杂草为主，包括洽草、碱草、白草等，白榆为10a生，植被盖度为40%。

（3）模式C—乔木混交造林模式：造林树种为新疆杨（var.pyramidalisBge.）、白榆，地表植被主要以1a生禾本科杂草为主，包括洽草、碱草、白草等，其它还有菊科中的蒿类及蓝刺头等。新疆杨、白榆均为10a生，植被盖度为55%。

（4）模式D—灌木纯林造林模式：造林树种为紫穗槐（AmorphafruticosaL.），10a生，地表植被主要包括银背凤毛菊、北方马兰、飞蓬，豆科的胡枝子、扁苜蓿、甘草等，紫葳科的角蒿及禾本科的1a生草本，如长芒草、披碱草等，植被盖度为60%。

（5）模式E—灌木混交造林模式：主要灌木为蒙古岩黄耆（别名扬柴）（Hedysarum mongolicum），其他地表植被主要包括1a或多年生禾本科杂草及豆科类植物，如直立黄芪、胡枝子等，菊科的蒿类、蓝刺头等。小叶锦鸡、蒙古岩黄耆均为10a生，地表植被盖度为60%。

（6）模式F—乔灌混交造林模式：侧柏、小叶锦鸡，树龄为10a生，其他地表植被主要为大戟科植物及禾本科杂草为主，植被盖度为60%。

（7）模式G—灌草混交造林模式：造林树种为沙柳（Salix cheilophila）、沙打旺（Astragalus adsurgensPall.），其它植被主要以1a生禾本科杂草为主，沙柳为10a生，沙打旺为5a生，植被盖度为70%。

（8）模式H—草地模式：以1a或多年生禾本科杂草为主，其它还有豆科、菊科、伞形科植物。但这类模式受降雨量等自然因数影响较大，群落变化较大。植被盖度为80%。

（9）模式I—半固定沙丘模式：由自然落种形成植物群落，主要以禾本科杂草为主，植被盖度为30%。

（10）模式J—流动沙丘模式：地表无固定植物，没有形成有机土壤层，地表为松散的沙粒，当风大于其起沙风速时，沙丘开始流动。

1.4 试验时间及方法

2010年5月6日进行不同造林模式下有机土壤厚度和起沙风速的测量，测量方法如下：

（1）有机土壤厚度的测量。每种造林模式各选择主栽树种12株，分别在每株的东、南、西、北4个方向距树干10、60、110cm处用游标卡尺测量有机土壤层厚度，其平均值视为该株的有机土壤层厚度，12株有机土壤层厚度平均值即为该模式的有机土壤层厚度。

（2）起沙风速的测量。在10种不同造林模式试验地中，选取无坡度的林间空地，在不破坏林间地表结构的情况下，用风力灭火机模拟自然风，从西北方向东南方（当地自然风向多为西北风），风力由低到高逐渐增强，直至地表自然沙土结构被风破坏而吹走时，保持固定风速，并用风向风速表记录起沙风速，每种造林模式重复6次，取其平均值。

表1 不同造林模式固沙效果

2 试验结果

2.1 不同造林模式林间有机土壤层厚度分析

不同造林模式林间有机土壤层厚度见表1，其中模式A—乔灌草造林模式有机土壤层平均厚度最大，为14.6mm；流动沙丘表层没有有机土壤层形成，其值为0。

2.2 不同造林模式林间地表起沙风速

不同造林模式林间起沙风速见表1，其中模式A—乔灌草造林模式起沙风速最大，其值为24.8m/s；模式J—流动沙丘模式起沙风速最小，其值为5.2m/s。

3 结论与建议

3.1 小结

通过试验调查发现，不同造林模式下，有机土壤层厚度和起沙风速呈明显的正相关，有机土壤层厚度大，其起沙风速高。乔灌草造林模式的固沙效果明显好于其它造林模式，其林间有机土壤层平均厚度和起沙风速值均为最高；乔灌混交造林模式和灌草造林模式的固沙效果明显好于灌木纯林造林模式和草地治沙模式，分析其原因：乔灌草造林模式、乔灌混交造林模式和灌草造林模式既可以降低植物高度内的风速，使尘土得到沉降，地表低矮植物又可以阻挡地表浮土和动植物新陈代谢产物的流动，形成较厚的有机土壤层，从而提高了林间的起沙风速。

3.2 建议

该试验仅对乔灌草不同的混交造林模式和纯林造林模式固沙效果进行了试验调查研究，得出了初步结论，对乔灌草混交造林不同树种的搭配造林的治沙效果研究需进一步开展。

［1］海春兴，刘宝元，赵烨.土壤湿度和植被盖度对土壤风蚀的影响［J］.应用生态学报，2002，13（8）:1057-1058.

［2］邢存旺，马增旺，赵广智，等.宣化县黄羊滩现有人工固沙林生长状况调查［J］.河北林业科技，2008，（8）：22-25.

［3］孙立元，任宪威.河北树木志［M］.北京：中国林业出版社，1997.

S727.23

A

1002-3356（2010）04-0018-02

2010-05-21

张家口市2008年科学技术研究与发展指导计划项目“京北风沙源造林治沙模式研究”（项目编码：0801062C）