樟子松在沙地改良中的应用研究综述

张政兴

（河北省木兰围场国有林场管理局，河北围场068450）

樟子松在沙地改良中的应用研究综述

张政兴

（河北省木兰围场国有林场管理局，河北围场068450）

通过查阅相关文献，发现樟子松被广泛应用在沙地造林中，但对樟子松在沙地改良中的应用缺少系统性研究。因此，笔者通过查阅大量文献资料，并结合实际经验，就沙地樟子松造林技术、沙地人工群落构建技术、沙地樟子松林经营等进行了系统性阐述，并得出在沙地改良中应该结合当地实际情况，充分利用樟子松的沙地适应性，应用生态恢复理论及先进营林理念，合理应用新材料、新技术，加快沙地改良的速度，稳固沙地改良的效果。

樟子松；沙地改良；沙地造林

土地沙化作为土地退化的一种类型，是困扰全球经济发展的主要问题之一[1]。沙地的成因主要是宏观地理和地质因素。另外，不合理的放牧、樵采和开垦也是促进土地沙化的重要因素。中国是世界上荒漠化和沙化面积大、分布广、危害重的国家之一，主要分布在干旱和半干旱地带的西北区、内蒙古、东北区西部、华北区北部，形成长达万里的风沙危害线。每年造成的经济损失达500多亿，影响近4亿人口的生产和生活。

沙漠化防治措施可分为生物措施、工程措施、化学措施等。其中生物措施主要指林、农、牧防沙治沙措施。我国的防治措施主要以林业技术为主。林业建设可以通过综合发挥生态、经济、社会效益改善沙区生态环境、促进沙区经济建设和社会发展的综合效果。但由于沙地环境特殊性，造林树种选择尤为重要。国外经过150～160 a实践最终采用松树固沙造林，我国从20世纪50年代开始固沙造林树种选择研究，适于沙地造林的松属树种很多，认为固沙造林乔木树种可选择油松和樟子松。鉴于我国沙区多位于北部，其寒冷气候对引入树种的限制，更多选择来自寒带的樟子松作为沙地改良树种。樟子松天然长在沙丘上，在呼伦贝尔草原沙地上仍保留着一条樟子松林带，其林龄可达200 a以上、胸径可达100 cm[2]。最终按照我国沙区分布气候区域情况，结合这两树种的特性，樟子松被广泛应用于沙地改良中，并取得较好效果。

1 樟子松沙地适生性

自20世纪50年代开始，樟子松就被应用到沙地造林中，人们就其沙地适生性做了一系列研究。李胜功[3]根据1988年在内蒙古奈曼沙地引种樟子松的调查数据，从樟子松的形态、解剖结构、生态特征、物候、生长规律、生理特征分析了其对沙地的适应性。结果表明樟子松在物候和生长规律上表现出极好适应性，形态上其针叶及根系发达具有一定的旱生特征；生态上其为阳性、耐旱、耐贫瘠树种；生理上其表现出较高蒸腾强度（与油松比）、较高水势和持水力、较低的束/自比和束缚水含量等特点。

2 樟子松在沙地改良中的应用技术研究

2.1 樟子松沙地造林技术研究

经长期实践发现沙地造林普遍存在“三低”问题，即成活率低、保存率低、生长量低[4]。这是由于沙地立地条件及沙区气候特征造成的。沙地土壤含水量低、易挥发，且我国沙区多集中在干旱、半干旱地区，气候上春季多风少雨。因此，严格控制苗木质量、苗龄，选择合适造林季节，合理应用抗旱节水技术是沙地樟子松造林成活的重要因素[5]；合理的林分密度调节及伴生植物的栽植对其保存和生长有重要影响。同时，生态学的发展为选择合理配置植物提供了理论依据。

2.1.1 种源、种苗选择

种源选择对造林成活率及林分稳定性有重要影响。在沙地樟子松造林工作中，种源要以当地种子园生产种子为最佳，母树林Ⅰ级或Ⅱ级木生产种子为其次，不能选择Ⅲ级木生产种子。如果无当地种源，应选择从相应的种子区（种子亚区）或相邻的种子区（种子亚区）购入种子或苗木[6-7]。

苗木是造林中最基本的生产资料，是提高造林成活率、保存率，保证造林质量的重要物质基础。因此，控制好苗木质量尤为重要。在樟子松沙地造林中宜选择苗木充分木质化、无机械损伤、顶芽饱满、根系完整、无病虫害的5年生苗木。与裸根苗、带土坨苗相比，容器苗更优。试验研究表明，优质大苗，栽植后具有生根力旺盛、抗性强等特点，比小苗有明显优势[8]。同时，严格按照操作规程进行起苗、运输，减少苗木在使用过程中损伤。在有条件的地方可以就地建立临时苗圃，既可保证苗木的来源，又可随用随起，缩短运输距离，降低起苗、运输对苗木产生的损伤和水分散失。有研究表明，就地建立临时苗圃造林成活率明显提高，可达到98%，比运输苗造林成活率高出10%～35%[9]。

2.1.2 造林季节选择

沙地造林制约其成活的关键因子是水分和温度[10]。樟子松春、秋、雨季均可造林。根据树木休眠特性，春季苗木处于休眠状态，造林后苗木根先生长，而后地上部分生长，所以成活率高；结合气候条件，如果春季干旱，应选择雨季和秋季造林，土壤水分充足有利于苗木吸收利用，所以成活率高。秋季苗木地上部分进入休眠，蒸腾作用减少，水分消耗降到最低，而地下根系仍在进行活动，所以对苗木成活有利。因此，根据造林树种和造林地环境确定合理造林季节避免不利因素是造林成功的关键。

佟宝禄等根据多年在风沙干旱区栽植樟子松的实践经验，总结出“一保、四改”樟子松造林技术，以提高樟子松造林成活率、保存率。其中，“四改”之一为：改一季造林为多季造林[11]。

2.1.3 抗旱节水技术应用

采用抗旱节水技术可有效提高沙地造林成活率。常规抗旱节水造林技术有覆膜造林、深栽与坐水栽植、遮阳造林、滴灌技术、喷灌技术等。随着科学技术的不断进步，干水剂、保水剂、吸水剂等新材料的出现，促进了沙地造林进步。

红玉[2]在科尔沁沙地樟子松造林技术研究中提出：沙地造林中覆膜处理既能维持造林地土壤含水量，又能提高土壤温度，将樟子松造林成活率提高到了96.92%，比覆土区成活率提高了5.18%。壮苗深栽提高了根系分布层的土壤含水量，从而提高造林保存率和林木生长量，且对林分后期生长量具有较大影响[12]。戴继先[13-14]通过防风背阴整地法使春季造林成活率提高到96%，又通过小直坑整地使各期造林或活率均提高到85%以上。早在1989年光荣嘎查就采用坐水栽植法，试栽6.67 hm2樟子松林，当年成活率达97.3%[15]。但是由于坐水栽植法对立地条件有一定要求，而滴灌技术、喷灌技术应用成本较高，施工有一定难度，因此这3种方法在干旱山区沙地造林中应用较少。经过多年实验证明，常规抗旱节水造林技术可有效提高沙地造林成活率，具有较高的生态稳定性，对周围生物多样性影响极小。

干水剂在干旱水分亏缺的条件下缓慢释放水分，为植物根系提供至少3个月的有效水分。在科尔沁沙地樟子松造林技术研究中[2]，使用干水剂造林土壤含水量比对照提高了0.5%～1.0%，成活率几乎达到100%。生根保水剂具有刺激苗木根系生长发育、持续保水、缓释肥水的功效。应用保水剂不但可提高樟子松的造林成活率10%～15%，还可以促进苗木生长[16]。吸水剂可以吸水、保水，还具有一定的营养物质。使用1:400吸水剂蘸根处理造林成活率可达98.84%，苗木高生长、地径生长均优于对照，且投入成本较低[17]。抗旱节水新材料具有应用范围广、操作简单，能提高造林成活率和保存率，且能够促进苗木生长发育的优势，但其对环境的长远影响有待评估。

2.1.4 沙障设置

合理的沙障设置是沙地造林成功主要因素之一。沙障能够有效减轻风蚀沙埋及其对植株造成的危害，显著或极显著提高造林效果。应用带状沙障造林保存率提高60%、树冠覆盖率提高6倍[18]，对加速郁闭成林过程具有重要意义。刘斌[19]在榆林沙地樟子松栽培技术中也对沙障设置应用进行了详细介绍。

2.1.5 造林密度

合理造林密度是提高樟子松沙地造林存活率和健康生长的关键。20世纪80年代治沙造林专家提出樟子松水分收支平衡方程式[20]：B0+OC-B1-NTP-CT＝0（式中B0为生长初期贮水量；B1为生长末期贮水量；OC为降水量；N为土壤蒸发量；TP为植物蒸腾量；CT为流失量），按此方程计算，并结合国家造林技术规程规定成活率85%以上才算造林合格面积，推算当地樟子松合理造林密度，有时还要结合不同的沙地造林设计方案确定密度。不少地区采用2 m×2 m初植行距，但刘斌[19]认为4 m×4 m初植行距为最佳，笔者认为这与其造林地沙障设置有关。因此，造林密度确定要综合考虑造林树种、立地条件、当地气候、造林设计方案、基础设施等多方面因素。

2.2 沙地人工群落构建

干扰和演替是恢复生态学重要的生态理论之一。生态演替通常是可预见的、顺序变化的过程，通过干扰或直接重建人工群落的方式进行沙地改良是较常用方法[21]。人工构建森林群落结构是通过人类模仿自然植物群落栽植的、形成具有合理空间结构的植物群体。

通过人工重建群落的方式改良沙地环境，关键在于群落植物选择。基于群落演替理论宜选择乡土植物为构建人工群落的主要物种，同时可引入适宜沙地改良的物种，构成包括乔、灌、草3种植物类型的人工群落。

高国雄[22]在毛乌素沙地东南缘人工植被结构与生态功能研究中，用灰色关联分析法对主要乔木树种适宜性进行了评价和排序:乔木依次为合作杨(1.0)>樟子松(0.70)>侧柏(0.66)>油松(0.60)>小叶杨(0.58)。结合合作杨和樟子松的生物学特性，可知樟子松具有更广泛的应用区域。同时，陈家模[23]提出不同的人工植物群落对土壤的改良作用有显著差异，具体关系为小叶锦鸡儿＞差巴嘎蒿＞樟子松＞山竹岩黄蓍。因此，目前许多地区采用樟子松作为沙地改良的主要乔木树种[2，4-5]。

高国雄[22]在毛乌素沙地东南缘对主要灌木树种的适宜性评价和顺序：花棒(1.0)>踏郎（山竹子）(0.86)>沙柳(0.84)>柠条(0.83)>紫穗槐(0.77)>沙地柏(0.65)。由结果可看出，豆科灌木较多，其次是杨柳科和柏科。在不同地区引入栽植中可参考此顺序，但要注意结合本地气候、土壤条件，选择适宜本土的灌木树种。其中，花棒具有喜光的特性，因此笔者认为，从可持续发展目的看，不适合作为乔木层下的引入灌木树种。

草本种类繁多，且盲目引种有一定的风险。因此，笔者建议在构建形成乔灌层后对造林地封育，利用自然演替构建草本层、地衣层，或引入部分本土草本植物后封育。只有形成完整的森林群落，沙地改良才能持续有效地进行下去并实现沙地改良的目标。

3 沙地樟子松的经营

森林经营主要措施有封育、抚育。抚育措施又分为生长伐、疏伐、目标伐、卫生伐、割灌、修枝等。沙地樟子松经营较其他立地条件要困难。首先，沙地立地条件差，不利于樟子松快速生长成林；其次，沙地一般植被单一，抗灾能力弱，易发生病虫害。吴祥云[24]发现章古台樟子松人工固沙林衰退是一种生命周期缩短、成熟期提前的早衰现象。松枯梢病侵害是樟子松枯死的直接原因。气候差异、土壤水分利用失衡起主导作用，松沫蝉、松毛虫危害是促进因素，松枯梢病侵染是激化因素。因此，在沙地樟子松的经营中要采取精细化、科学化管理，充分应用先进的经营理念和技术实现沙地樟子松林的持续发展。

封沙育林草作为沙化区植被恢复和重建的一种主要措施已为许多国家所广泛采用[25]。在科尔沁沙地封育措施对沙地植被恢复具有显著的促进作用(p<0.05)，封育6 a和12 a后植被密度分别提高了108.0%和239.3%，植物盖度分别提高了261.6%和271.6%；适度的封育年限(<6 a)可以提高群落的物种多样性[26]。这与宋鸽[27]在沙地樟子松经营研究中的结论一致。

赵亮[28]在章古台沙地樟子松人工林经营中提出通过营建樟子松混交林、提高林地土壤肥力、调整林分结构和密度的方法实现樟子松林地生产力的提高，延长樟子松的防护周期。还提出应对40年生的樟子松人工林进行卫生伐并逐渐引导成疏林草地，修枝对林下的草本多样性影响很小。笔者认为，在幼龄沙地樟子松林分管理中，可人工施肥、灌溉以保护幼林，促进林分生长，加速郁闭成林为主要目的；在沙地樟子松中龄林应以疏伐促进林下植物生长保证生物多样性，人为建设疏林地为主；成熟林则应以卫生伐、引入新树种为主，最终形成异龄复层混交林。

4 讨论

由相关文献资料[2-4]可知，目前樟子松被广泛应用为沙地造林主要树种，具有改良沙地，恢复植被、改善当地环境的重要意义。通过沙地樟子松造林，伴生植物引入，实现人工构建沙地乔—灌—草森林群落结构，有利于促进沙地改良快速稳定发展。笔者认为，在沙地改良中应该结合当地实际情况，充分利用樟子松的沙地适应性，应用生态恢复理论及先进营林理念，合理应用新材料、新技术，加快沙地改良的速度，稳固沙地改良的效果。

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(责任编辑：董莉莉)

S791.253

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1001-1714（2017）03-0050-04

2017-04-19

中央财政林业科技推广示范资金项目“沙荒地生态治理及近自然植被恢复技术推广”[冀TG（2014）003]。

张政兴（1979-），男，工程师，从事森林经营及种苗培育工作。E-mail:40087425@qq.com。