郭 亮1,林 益2
台州湾淤泥质海岸防护林树种适生性研究
郭 亮,林 益
(1. 浙江省台州市椒江区农林局,浙江 台州 318800;2. 浙江省台州市园林处,浙江 台州 318800)
通过对台州湾淤泥质海岸木麻黄()、重阳木()、湿地松()等19个防护林树种的造林保存率、土壤盐分动态变化、生长适应性、耐盐性、抗风性等指标持续12 a的定位测试,结果表明,木麻黄、柽柳()、小蜡()、夹竹桃()、海滨木槿()、木芙蓉()等树种在围堤内含盐量0.8%以下淤泥质海岸可开沟筑墩推广;桧柏()、日本珊瑚树()、海桐()、中山杉()、湿地松、大叶榉()、重阳木等树种在围堤内含盐量0.3%左右淤泥质海岸适宜推广;桉树(spp)生长迅速,但抗强风性能较弱,不建议作为沿海防护林骨干树种,并提出在造林培育过程中采用开沟、筑土墩、容器苗造林等配套技术措施。
淤泥质海岸;沿海防护林;造林
淤泥质海岸地势坦荡,具有巨大开发潜力,由于沿海台风频发,地下水位和土壤含盐量高,淤泥质海岸存在大面积土地盐渍化问题,许多学者对淤泥质海岸防护林生态效益和治理模式进行了大量探索。然而,生境严酷,树种单一依然是淤泥质海岸防护林建设的主要问题,本文通过对台州湾淤泥质海岸防护林12 a的试验,筛选出适生树种,为沿海产业经济开发和生态建设提供科学依据。
浙江省台州湾以椒江口白沙山为界,南为浙南丘陵港湾河口平原—淤泥质海岸段;北为浙东丘陵港湾—淤泥质海岸段。台州湾系椒江口的口外海滨,呈喇叭型,水深不足2 m的浅水区长达18 km,50 a(1931-1982年)年的淤积量达2 900万t,岸线向海推移速度南岸23 m/a,2 ~ 5 m等深线外移100 m/a,淤积达4 cm/a。丰富的物质来源、高的悬沙浓度以及在台州湾存在逆时针方向环流是造成台州湾淤积的主要因素。自1951年七塘开始至今已筑至十塘三期,台州湾海岸线外移2 200 m。
试验基地位于台州湾南段一线海堤—椒江农场外九塘围垦海涂地(1998年加固成标准海堤),年平均气温17.0℃,绝对最低气温-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月台汛期占27%,对淋盐洗盐、降低土壤盐分有利。年蒸发量1 334.0 mm。土壤为滨海盐土,几乎全部由粒径小于63 µm的粘土质粉砂组成,pH值8.4 ~ 9.4,含盐量0.41% ~ 0.83%,有机质0.7% ~ 1.4%,全N 0.03% ~ 0.08%,碱解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,总孔隙度46.9%。地表距九条河水面高度20 ~ 50 cm,低洼处不足10 cm,使土壤有效层减少,根系分布变浅,对植物生长十分不利。自然植被主要有碱蓬()、盐蒿()等群落。
2.1 试验地设置
1999-2002年,进行多树种、多组合试验;试验地南北长8 350 m,东西宽15 ~ 25 m,面积15万m。设置土壤含盐量中度、重度2个试验区,以1 m深土体内平均含盐量为划分标准:①中度盐渍化土壤含盐量为0.4% ~ 0.6%;②重度盐渍化土壤含盐量为0.6% ~ 0.8%。2005-2006年补植。2009年7月取土样调查分析。
2.2 试验材料
选择耐盐碱、耐水湿、抗风的木麻黄()、重阳木()、湿地松()、女贞()、桧柏()、中山杉()、桉树(spp)、木芙蓉()、夹竹桃()、日本珊瑚树()、小蜡()、柽柳()、海滨木槿()、海桐()、普陀樟()、大叶榉()、黄连木()、常青白蜡(),堤坝外海涂种植红树林秋茄(),计19个树种。
2.3 造林方法
春季每间隔10 m开挖一条深30 cm的横向排水沟;筑底直径100 cm、堆高50 cm的圆形土墩抬高植树点,翌年春季采用一年生容器苗和3年生带土球苗木;株行距1.7 m×2.0 m,当天浇透定植水,对土墩每年在春、夏、秋各松土抚育一次,幼林夏季土墩覆盖杂草。
2.4 林分生长特性的测定
对椒江农场外九塘围垦海涂地防护林每年设置若干个面积为15 m×20 m的样地进行每木调查,检测胸径、树高、枝下高、冠幅等。
3.1 土壤盐分动态变化
土壤水盐运动与土壤有机质含量、pH值、地下水矿化度、土层深度、土壤含水率等均有较大关系。台州湾淤泥质海岸土壤脱盐淡化过程,是在海涂经围堤挡潮后,在自然降雨、开沟排水等作用下,随着树木栽植年数的增加,林木郁闭后加快了了滨海土壤脱盐淡化的演变过程。对土墩每年在春、夏、秋各松土抚育一次,幼林夏季覆盖杂草;采取以上技术措施后,土墩10 cm处土壤含盐量变化见表1。
表1 围垦后滨海筑墩土壤含盐量变化情况
地下水矿化度在围垦后逐渐下降, 土体及水质逐渐淡化。文献报道,植物在其生命活动过程中,借助它发达的根系,释放出大量的二氧化碳和有机酸,溶解于水形成碳酸。有机酸与碳酸的积累,可中和土壤中存在的碳酸钠和重碳酸钠,降低土壤中的pH值。台州湾八、九塘防护林带内土壤淡化明显,变化情况见表2。
表2 滨海土壤地下水矿化度变化情况
滨海盐土在脱盐淡化过程中,盐分的离子组成也发生了变化。全盐量在1 m深土体平均含量变化明显,阴阳离子每100g土中的me含量变化同样明显。在阴离子组成中,Cl淋洗较快,SO淋洗较慢,而HCO含量因生物作用而显著增加;在阳离子组成中,Na淋洗较快。滨海盐土的盐分组成以氯化物为主。各离子在阳阴离子中的比重则与含盐量有关,全盐在0.3%以上时,氯离子要占阴离子的70% ~ 80%;全盐含量在0.3%以下时,重碳酸根占的比重明显增加,而林分的郁闭,枯技落叶的分解,树木根系的呼吸作用加快了盐分的离子组成变化(表3)。
表3 滨海盐土全盐含量与离子组成的关系
3.2 造林保存率
2004年8月在台州市温岭石塘登陆的台风“云娜”过后,及时组织对试验地树木扶正、毛竹支架固定、培土。当年10月调查,木麻黄幼树29 667株中有30.6%死亡,桉树22 417株有73.2%死亡,桧柏3 571株有19.3%死亡,大叶女贞2 800株有86.9%死亡,堤坝外秋茄全部被海浪冲走。当然这也与桉树、木麻黄速生而占据上层木有关;落叶树种普遍保存率在91.2%以上,分析是树木在台风经过落叶后减少了树木的蒸腾。
2005年8月台风“麦莎”经过,试验地树木70.4%倒伏。2005年9月台风“卡努”经过,试验地树木40.6%倒伏。2次台风过后都对倒伏树木进行了扶正、毛竹支架、培土。2009年7月中旬对椒江农场外九塘围垦海涂地防护林树木进行保存率调查,从河南引进的1 870株常青白蜡全部死亡。结果如表4。
表4 各树种造林保存率调查情况
造林保存率80%以上的树种有9个,均为生长于林带中、下层木的小乔木与灌木。而林带中10年生平均树高达7 m的树种为桉树、木麻黄、湿地松3个树种,桉树保存率低的原因是抗风性和耐水湿性差,常青白蜡全部死亡是因其从山东省东营市引种,树形虽好但不适应台州湾淤泥质海岸。
3.3 生长适应性
树木生长与立地性状的关系十分密切,同一树种在海岸不同立地类型区的生长表现各不相同,本文以速生的木麻黄、桉树、湿地松3个乔木树种在同一性质淤泥质土壤上的生长表现分析其生长过程,反映树木的生长适应性,结果见图1。由图1可见,生长过程以木麻黄、桉树高生长最为迅速,高生长速生期为第3至第5年,第6年后生长逐渐减缓;湿地松早期高生长较为缓慢,速生期为第5至第8年,可能受地下水位高影响该树种根系生长,进而减缓其高生长。
图1 3个乔木树种的平均生长曲线
Figure 1 Mean growth curve of 3 tree species
筑土墩植树是借鉴农民多年来在台州湾围垦土地种植柑桔筑桔墩的经验,成本低、易实行,可以解决地下水位高所造成的盐水顶托的问题。秋茄不宜种植面临大海的滩涂,适宜栽植有阻挡的入海口、涨潮时海水能淹到的滩涂地。
3.4 抗风性
台州湾易受台风侵袭,平均每年3 ~ 5次,台风每次登陆都会对海岸防护林造成不同程度的损害。台风“云娜”、“麦莎”、“卡努”其风力经过台州时达11级以上。乔木树种以大叶榉、桧柏、木麻黄、重阳木、湿地松的抗风能力强,受害程度和恢复树木生长势均优于其它乔木树种。普陀樟、日本珊瑚树因生长缓慢而位于下层木,故受台风损害程度轻。灌木树种木芙蓉、夹竹桃、小蜡的冠幅虽然展开大,因树枝坚韧性和落叶性来适因台风侵袭,受损程度较轻,扶正后因落叶而失水少致使树势恢复较好。
3.5 耐盐性
树种耐盐性以柽柳、木麻黄、海滨木槿、小蜡、桉树、木芙蓉为优,以上树种(桉树例外)耐水湿功能亦明显优于其它试验树种。
桉树品种生长迅速,一年生容器苗在围堤内含盐量0.81%土壤能适应生长,但树木倒伏后,台风过后烈日下树木蒸腾强度加大,容易失水而枯梢及至死亡,灾后恢复不如木麻黄等树种理想,不宜作为沿海防护林骨干树种。有专家认为,浙江地处我国东南沿海,为桉树栽培北缘地带,冬季常有强冷空气侵袭,夏季台风频繁,桉树栽植受冻害和风害影响。
海岸防护林建设必须有具有一定规模冠大荫浓的乔木,婀娜多姿的花灌木,有效益的经济林树种,形成多林种、多林相、多层次的海防林体系。
(1)海岸防护林能有效地促进淤泥质土壤脱盐淡化、盐分离子组成变化。防护林营造是滩涂围垦土壤资源开发利用中是极有价值的生物措施,能促进沿海产业经济发展。
(2)淤泥质海岸围堤后,采用开沟排水、地形平整、筑土墩提高种植点地势;第二年种植推广树种、容器苗造林、浇足定植水、夏季土墩覆盖杂草防止地表蒸发而抑制返盐、加强抚育等是台州湾淤泥质海岸防护林营造关键技术措施。
(3)柽柳、木麻黄、小蜡、夹竹桃、海滨木槿、木芙蓉等树种综合适应能力强, 在围堤内含盐量0.8%以下淤泥质海岸可开沟筑墩推广;木麻黄、柽柳、海滨木槿具有抗盐碱的独特功能;柽柳扦插繁殖快、生命力旺盛。
桧柏、日本珊瑚树、海桐、中山杉、湿地松、大叶榉、重阳木等树种综合适应能力一般, 在围堤内含盐量0.3%左右淤泥质海岸适宜推广。
桉树生长迅速,一年生容器苗在含盐量0.8%以下土壤能适应生长,但抗强风性能较弱,不建议作为沿海防护林骨干树种。
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Study on Adapted Tree Species for Coastal Shelter Forest in Silt Coast of Taizhou Gulf
GUO Liang,LIN Yi
()
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
台州市科技局资助项目“盐碱地植物调查与防护林试验”(0902KY05)
郭亮(1958-),男,浙江温岭人,高级工程师,从事森林生态研究。