辽西半干旱石质山区覆盖保墒造林试验

孙颖，耿立君，万丽杰，孟凡丽

（辽宁省建平县林业局，辽宁 朝阳122400）

辽西半干旱区造林地多分布于半石质山和石质山地，土层极薄，植被稀疏，水土流失严重，造林难度大、成活率低等困扰着这一地区的林业发展。针对这一难题，在以往常规抗旱造林技术的基础上，进一步吸收借鉴国内外先进理论和技术经验，根据辽西半干旱地区的自然环境特点，自1999年开始，采取覆盖保墒抗旱造林技术并进行总结，提高了辽西半干旱地区造林成活率和保存率，为全面指导春季造林提供了有效保障，并取得了较好的效果。

1 试验地概况

本试验地设在建平县，位于辽宁西部，地处科尔沁沙地南缘，西北高东南低，南有松岭山脉为屏障，北有努鲁尔虎山横贯，平均海拔500～1 000m，属低山丘陵区。全年降水少，年蒸发量为1 600～1 860mm，干旱发生频率达26%～33%。

2 试验方法

为了应用不同覆盖材料对林地保墒的效果，我们选择覆盖方式为覆地膜（黑地膜、普通地膜2种）、覆秸秆、穴内置石，以不覆盖为对照，试验树种为2年生的柠条（沙棘）和油松（侧柏）。调查覆盖对林地土壤温度提高的效果和对林地土壤湿度的影响。

3 结果与分析

3.1 不同覆盖材料对造林地生态环境的影响

覆盖的作用在于调节土壤温度和水分、促进养分分解、保护地面免受降雨对土壤冲刷和养分的淋溶等，从而改变造林地生态环境条件。覆盖对土壤温度的调节作用因覆盖材料的不同而表现出不同的效果。

3.1.1 覆膜对土壤温度的影响 在幼苗成活期间采用地膜覆盖提高土壤温度的效应明显（见表1）。无论是土壤表层，还是深层温度都比对照高。但不同深度土壤增温效果表现不同，愈接近表层，增温效果愈显著，依次递减。

表1 覆膜对土壤温度的影响 ℃

在一天中，不同深度的土壤增温效应也表现出同样的趋势，见图1。不同深度的土壤温度，一天中随太阳辐射强度增强而升高。其最高值出现在14：00前后，越接近深层其温度的最高值出现得越晚，最高温度值也低，因而幼苗根系层温度变化趋于稳定。从覆膜造林效应的结果看出，地膜能使植树穴范围内土壤温度升高，增温速度加快，日出1h后，地面温度比对照高19.3℃，比地下15cm温度高2.0℃，而且温度到达最高值后，降温速度缓慢，能有一定程度的保温作用，特别是幼苗根系层的土壤温度，一天中处于长时间的稳定状态。因而，使幼苗成活期间的有效积温比对照提高124.5℃，这一温度因子的变化，对于调节幼苗成活期低温的不利影响，促进新植幼苗新根的萌发、生长，将会起到重要作用。

图1 覆膜土壤温度日变化

3.1.2 覆草和覆石对土壤温度的影响 通过对10 cm深土层一天的温度变化情况来看，覆草和覆石均能降低土壤温度，无论是土壤表层还是深层，其温度都比对照有所降低；但不同深度土壤降温效果表现不同，愈接近表层，降温效果愈显著，依次递减。我们选取10cm深土层一天中的平均数据加以分析，见图2。从图2可看出，覆草降温效果要好于覆石。从10cm深土壤层一天中各时间段来看，每段时间的温度变化规律相同。均为覆草最低，覆石次之，对照最高，从一天的平均温度来看，覆草比对照温度降低3.6℃，覆石比对照低1.1℃。

图2 覆草、覆石10cm深土壤一天温度变化

3.2 不同覆盖材料对土壤含水量的影响

表2 覆盖后的造林地各月土壤水分测定结果%

植树穴覆盖后，使造林地土壤蒸发面积缩小，加之抑制了杂草的生长，使植物蒸腾量也相应减少，因而控制了造林地土壤水分的无效消耗，改善了水分条件。据对不同深度土壤湿度的测定结果（表2）表明，造林后覆草、覆石、覆膜，无论是表层，还是深层土壤，其水分含量都高于对照，尤其是幼苗成活需水的临界期（4—5月）的土壤含水量，在0～10cm层深度，4月覆草含水率比对照高2.04%，覆膜比对照高1.51%，覆石比对照高0.72%；在10～20cm层深度，覆草含水率比对照高1.67%，覆膜比对照高0.97%，覆石比对照高0.57%。从覆盖材料来看，覆草效果最好，0～10cm深度土壤平均含水率比对照高2.34%；覆膜次之，0～10cm深度土壤平均含水率比对照高1.37%；覆石0～10cm深度土壤平均含水率比对照高0.52%。

从土壤水分测定结果不难看出，半干旱区石质山地覆盖造林，能使造林地局部土壤水分含量升高，保持土壤水分相对平衡，对调节幼苗与环境因子的矛盾，补偿幼苗在干旱期对水分的需求有着十分重要的意义。

表3 覆盖对土壤理化性状的影响

3.3 不同覆盖材料对土壤理化性质的影响

覆盖造林，由于土壤温度、水分等条件的变化，使土壤中水、气、热状态得到了充分改善，导致土壤中好气性生物活动的旺盛，加快了土壤母质的矿化速度和微生物的分解、转化、释放的过程，因而造成植树穴局部土壤理化性状与对照产生明显差异（见表3）。从表3还可以看出，不论哪种覆盖材料、在不同土壤深度内，土壤的各指标值均优于对照，随覆盖材料不同而有差异：综合起来看，以覆草对土壤理化性质影响最大，其次是覆膜。

3.4 不同覆盖材料对苗木成活率的影响

通过对5个树种成活率最终调查结果来看（表4），不同覆盖材料能提高大部分树种造林成活率。但不同树种提高的幅度有所差别。从不同树种来看，油松采用3种覆盖材料平均成活率达到74.9%，比对照提高23.8个百分点；侧柏平均成活率达到95.1%，比对照提高11.4个百分点；刺槐平均成活率达到83.3，比对照提高10.7个百分点；柠条平均成活率达到93.2，比对照提高10.7个百分点；沙棘平均成活率达到78.8%，比对照降低2.1个百分点。这是由于沙棘在幼苗期不喜高温，所以覆膜的成活率比对照低13.5个百分点；虽然覆草、覆石的成活率高于对照，但3种覆盖材料平均成活率还略低于对照。从覆盖材料来看，以覆草成活率最高，覆膜次之。究其原因是因为覆草后，土壤温度变化小，有利于根系生长，降低蒸腾效率，减少覆盖区内水分无效损耗，不论在丰水年还是欠水年都有明显的保墒作用：所以说在半干旱地区石质山进行覆盖造林，不论从造林效果还是经济成本上看应以覆草为主。

表4 覆膜对不同树种造林成活率的影响

3.5 不同覆盖技术对苗木生长影响

据对覆膜和不覆膜的刺槐、沙棘各生育期的调查表明，萌芽期、展叶期、芽的成枝率、根系发育状况以及根系的鲜质量、根瘤菌质量都是覆膜的明显比对照早或高（表5）。幼苗年生育进程的高生长不如对照，这是由于覆膜的成枝率高，影响了高生长，但对促进地径生长作用明显。

4 结论

4.1 覆盖对土壤温度的调节作用因覆盖材料的不同而表现出不同的效果。采用地膜覆盖能提高土壤温度，覆草和覆石均能降低土壤温度，但不同深度土壤增温、降温效果表现不同，愈接近表层，增温、降温效果愈显著，依次递减。一天中，不同深度的土壤增温、降温效应也表现出同样的趋势。

4.2 造林后覆盖土壤平均含水率比对照提高0.39%～2.34%，从覆盖材料来看，覆草效果最好，覆膜次之。

4.3 不同覆盖材料能提高大部分树种造林成活率，但不同树种提高的幅度有所差别，覆草成活率最高，覆膜次之。

综上所述，在半干旱地区石质山进行覆盖造林，不论是造林效果还是经济成本，均应以覆草为主。

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