吴春红 赵帅鹏 刘全全 任坚毅 张庆国
摘要东营市为了达到造林绿化预设效果,不断地从已完成的林业工程中吸取教训、总结经验,形成了多种较完善的盐碱地造林技术和工程化造林模式。该研究从土壤改良、灌排模式、绿化模式及辅助设施建设等方面简要介绍了东营市林业生态建设项目的主要造林模式。
关键词 东营市;盐碱地;造林模式
中图分类号 S72 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2018)11-0084-04
东营市地处鲁北平原黃河三角洲地区,北邻渤海,东濒莱州湾,是黄河三角洲的中心城市。东营的海拔相对较低,地势平坦,土壤的盐碱含量或密度较高。盐碱地的主要特点是含有较多的水溶性盐和碱性物质,遇水时膨胀成泥,干旱时收缩坚硬,造成土壤板结,透气性差,对植物的生长产生不利因素,阻碍了植物生长甚至存活。通过对盐碱土壤的改良和耐盐碱树种的选育,搞好盐碱地造林绿化和综合开发,对提高土地利用率和实现林业发展目标具有重要作用。
近年来,东营市为全面改善黄河三角洲地区脆弱的生态环境,先后组织实施了路域绿化、速生丰产林基地、“三网”绿化、生态林场、沿黄生态绿化、沿海防护林等林业重点工程。2015年东营市市委市政府又深入贯彻国家关于加快推进生态文明建设的决策部署,在全市范围内推进林业生态建设项目,以“五环、一心、两带、三网”为基本框架,在重点片区规模化发展生态林、经济林,修复保护湿地和天然柽柳林资源,对村镇、厂矿、校园全部绿化,逐步实现“城市森林环抱、乡村绿树掩映、路河浓荫庇护、农田林茂粮丰、厂矿鸟语花香、沿海林水相依”的具有黄河三角洲特色的绿色生态风貌。
东营市林业生态建设项目采用了“项目化管理,工程化造林”的新型管理模式,结合以往造林绿化工程建设的经验,运用了已总结成熟的盐碱地造林技术和平原地区规模化、工程化的造林模式。现针对土壤改良、灌排模式、绿化模式及辅助设施建设等方面简要介绍该项目涉及的主要造林模式。
1土壤改良模式
东营市小清河以南的南部地区为泰沂山脉山前冲积平原,立地条件较好,大部分地区通过简单土地整理、施用有机肥后即可造林绿化。小清河以北的中北部、东部地区为黄河冲积平原,因地下水位浅、矿化度高、蒸发量大等原因,大部分地区土壤次生盐碱化严重,必须在配套灌排体系的基础上,采取必要的土壤改良措施,待土壤改良达到植树条件后才能实施造林绿化,主要改良模式如下。
1.1土地平整模式 对含盐量低于3%o的轻度盐渍化土壤,林木立地条件较好,可以实施简单翻耕整平,增施有机肥的整理措施。根据地形平整程度,一般采取中小型机械悬耕,结合人工整平和大型机械整平等整理方式。通过适当松土,可有效增强土壤透气性,控制盐分上升,改善土壤盐碱性。平整林地地面要求纵坡方向与水流方向一致,林地整平后要求地面起伏不超过10cm,结合地形变化和灌排水要求,按照排水方向以1/3000坡降平整。深翻和平整造林地块可有效防止土壤盐斑和节约灌溉用水。
1.2条田改良模式 对于地势低洼、排水不畅、面积较大的成方连片的中度盐碱地,一般采取深沟条田改碱措施,形成条田式上林下渔模式。条田宽度一般为40.0~50.0m,高度高于常年地下水位2.0~2.5m,平地抬高1.0~2.0m;沟宽20.0~30.0m,深2.5-3.0m。土方量基本做到就地平衡。
同时,配套灌排体系,因地下水矿化度较高,必须排、灌分设,开挖独立的灌水系统,建设完善的干、支、斗等深沟排水系统,实现旱能浇、涝能排,通过雨水天然淋洗或淡水压碱等方法,降低土壤盐碱含量,待土壤盐分达到造林要求时,再实施造林,土壤改良时间一般为1~2年,有的为3年。根据地势低洼程度和条田建设标准,条田动用土方量9000~18000m3/hm2,整平压实、围堰拿畦。
1.3台田改良模式 针对地势低洼、地下水位高的重盐碱地或低洼地块,根据规划设计的要求修筑台田,一般用于道路、水系两侧、沿海防护林等带状林带建设。台田应高出地面1.8~2.0m,宽度一般为30.0m左右,长度根据实际情况而定(图1)。台田两侧修筑比较大的引、排水沟,并与外围主引、排水沟渠相通,做到旱能引、涝能排、碱能改。
项目区大部分台田均采用就地取土修筑的方法,即挖掘机将引、排水沟的土放到沟渠两侧的台田上。挖掘机臂长大约为7.0m,台田宽度决定了挖掘机作业量,从而产生不同的费用。台田修筑费用一般较高,沿海防护林等部分较低洼地区因单位面积动用土方量较大,投资相对更高一些。
1.4暗管排碱模式 在地下水位不是太高、地势平坦、土壤含盐量较高、面积较大的规模化区域,可以实施明沟加暗管排碱工程。暗管排碱工程一方面可有效调控规划区地下水位,另一方面,利用灌溉和降雨对暗管上部的含盐土层进行冲洗脱盐,通过暗管排水系统将过多的盐量排出土体。目前,暗管排碱技术机械化程度高,采用开沟埋管机作业,开沟、埋管、裹厌、敷土一次性完成,自动化程度、施工精度、生产效率高,1台机械每天铺管达2000多m。
暗管排碱工程主要用于治理田问渍害和土壤盐碱化,通常只设一级吸水管或加设一级集水管后排水入明沟。集水管是汇集若干条田间吸水管的流量排出项目区外的暗管。吸水管是埋设在田间的最末一级透水暗管,具有良好的吸聚地下水流和输水的能力,收集并排出土壤中过量的水分,通过集水明沟(或集水管)和泵站,泵提(或重力自流)入河。根据田间土壤特性及田间排水情况进行分析设计,确定其间距和埋深以及合适的管径,在离地表一定深度的平面上沿排水方向布设一定间距、平行、相互联系的排水管网系统。暗管采用PVC或PE打孔波纹塑料管,直径5~20cm,埋深1.0~1.5m,外包砂滤料厚度不小于8cm,比降0.5‰,纵向间距6m左右;集水管采用直径200PVC打孔波纹管,横向间距400m,比降2.0‰;在沿横向暗管处,每隔200m设立1个检查井,检查井直径约1m,各检查井通过集水管连接到集水井,集水井规格为2.5m×2.0m×3.5m,井中安装潜水泵,设自动控制装置,水位达到一定高度后,潜水泵自动提水。
1.5盲沟排碱模式 对于城市近郊道路、路口等重要节点绿化,采用盲沟排碱模式改良土壤。将项目区原土深挖1.0~1.2m进行晾晒并掺拌有机肥,开挖后基面采用机械压实,要有一定的坡度,一般高差为15cm,然后人工挖淋碱盲沟,盲沟要畅通,沟壁要整齐,主盲沟宽40cm、深30cm,支盲管宽30cm、深20cm,盲沟内填满级配良好的碎石。基面铺设级配良好的石硝8~10cm,上面铺设一层土工布,回填原土、整平;在土层上方打直径3.5cm的砂孔,砂孔间距80.0cm,深度1.0~1.2m,与石硝层连接,孔内填粗砂。砂桩完成后,用旋耕机把表层土旋耕8~10cm,蓄水壓碱。一般通过灌水3~5遍进行淋碱改良即可造林绿化。
1.6客土改良模式 客土改良模式是利用微区改土的原理,通过换填客土、铺设排碱管等综合措施达到改良盐碱的目的。这种改良模式适合城区及近郊高标准要求并且具备排灌条件的绿化工程,是目前改良东营盐碱地区土壤最彻底的技术措施,也是东营城区及近郊绿化中普遍采用的方式。客土改良模式是目前东营地区土壤改良模式中投资最高的改良措施。施工要点包括:①碱土挖运(挖绿化池槽),绿化作物的种类决定了绿化池槽的深度,一般介于60~120cm,草坪绿化需要池槽深度为60~80cm,高大乔木绿化则需要池槽挖深约120cm。将挖出的碱土运至绿化池槽以外指定的区域。②铺设隔碱层,在绿化池槽底铺设碎石、石屑或煤渣(厚10-20cm),然后铺设稻草或麦秸秆(厚20cm),绿化池槽底部和池壁铺设厚塑料布,上下各宽出池壁30cm。③排碱,设置排碱管,排碱管一般采用100#的塑料波纹管,外缠2层棕皮,排碱管四周回填中砂20cm,排碱沟深度和宽度均约为40cm。排碱管一般将盐碱水就近排入附近雨污水检查井。④回填客土(种植土),通常要求回填的客土必须是不含盐碱的红、黑黏土(不含沙),含盐量小于2.0%0,pH不高于8.5。回填的种植土一般要填至池壁上缘,中间略高一点,灌水沉实后低于池壁5cm。客土改良模式中排碱管的铺设、隔离层的设计及回填客土是工程实施的关键步骤。
2灌排模式
灌排设施配套是滨海盐碱地区绿化工程的特殊工艺和难点,是决定绿化成败的关键。根据东营市实际及多年水利建设情况分析,配套灌排体系(图2)主要包括沟、渠、桥、涵、闸等基础设施的建设。该项目严格按照“以灌为主,蓄汇兼顾,排灌并举”的原则,有计划地完善项目区的排灌设施,对沟渠进行疏浚,提高排灌能力,保证树木正常生长对水分的需求以及排碱的要求。
2.1灌溉模式 科学灌溉是东营地区实现盐碱地改良的重要保证,也是树木生长的重要条件。根据主要灌溉设施的不同,可分为井灌、管灌和明渠等灌溉方式。
2.1.1井灌。东营南部黄河水不易到达、没有河道灌溉水源的地区主要采用井灌的灌溉方式。一般5.33~6.67hm2地打1眼深水井,配套潜水泵、水管等灌溉设备,同时配套电源。这种灌溉方式所需深水井的数量较多,投资成本较高,具体应用时与管道或沟渠等相结合。
2.1.2管灌。低压管道灌溉是目前大力推广的一种灌溉方式,多应用于需要长距离输送水源、地形起伏较大的项目区。与明渠相比,管灌的优势有以下几个方面:一是节水,管道网络呈全封闭状态,输水过程基本无渗漏和蒸发损失,水利用系数高;二是省地,以管代渠,可以减少输水渠道占地,低压管灌系统一般埋在地下,只有给水栓占用极少土地;三是省力,对地形条件要求低,前期测量工作量小,易施工,工期短。缺点是在灌溉水源含沙量大、水质差的条件下,易发生管道淤积,淤塞管理,需及时疏通。一般采用PE管或PVC管,干管直径一般为20~30cm,支管直径一般为5~15cm。同时配套送水泵站、低压电源、闸伐井、排气井、泄水伐井、镇墩、给水栓等,遇到硬化道路、沟渠等建设物需要建设穿涵。
2.1.3明渠。明渠灌溉是目前普遍采用的灌溉方式,优点是送水量大、管道易清理,缺点是占地多、桥涵多。明渠一般分为土渠和U形渠(预制)。U形渠的优点是减少水量损耗,易于节水,缺点是一次性投资高。
2.2排水模式 做好排涝工作同样是滨海盐碱地区改良土壤的关键措施。根据项目区高程及排沟配套程度,排水方式主要分为直排和强排2种。绝大部分项目区采取直排的方式,排水由田间逐级排入农排、斗排、支排、干排。对地势较低,常年地下水位低于1m、排水困难的项目区,需要建立强排泵站,定期进行强排。通过建立完善的排涝系统,大雨过后及时排涝,减少涝害,同时通过排水系统,降低项目区地下水位,有利于土壤脱盐和防止返盐,加快土壤改良。
3绿化模式
人工防护林的种植应遵循以下基本原则:①多树种、多品种造林,同一林分有不同的树种或品种时,就会有不同的病虫害存在,也就会产生不同的天敌种群,害虫和天敌之间形成一个稳定的生态链;②营造混交林,混交林能够增加生物多样性,使林分中各种生物相互制约,以维持种群的平衡,块状混交最佳,林间混交其次;③树种的合理搭配,根据树种的耐阳性、冠型及根系深度合理搭配树种,充分利用空间。
此外,盐碱地植树造林必须根据项目区的立地条件,按照树木的生物学特性、造林目的、经济价值,因地制宜地予以选择和配置(表1)。东营市林业生态建设项目对全市域进行绿化,包含若干个子项目,各个工程对绿化要求不同。农田林网、片林等对树种要求不高;重要节点、重要道路等需要乔灌木结合,常绿与落叶搭配;公园绿化、城区绿化则要求最高,需要名贵花木和大树。
3.1常规造林模式针对绿化规格要求不高的项目区实施常规造林模式,主要保证苗木成活率及苗木质量。多选用根系发达、固土能力强、耐盐碱性较强的乡土树种,如白蜡、白榆、臭椿、刺槐、毛白杨等树种;苗木胸径均大于等于4cm,种植密度为2m×3m或3m×4m,这样既能发挥其防护功能,又能起到改善自然景观、绿化美化的效果。
3.2重点区域造林模式 多种模式汇集在一起,形成区域内特有的造林模式,主要特点是造林形式多样,绿化设计与区域大环境融合,体现总体景观效果。高速公路、铁路、国省道及高速公路匝道等重要工程对绿化标准的要求较高,乔灌木相结合,常绿和落叶树种相搭配。一般采用树木规格较高,乔木胸径一般在8cm以上,部分苗木为10cm以上,灌木高度为2.5m以上。
3.3园林绿化模式 对于项目区内公园、湿地等景点实施高规格绿化标准,采用胸径大于8cm的乔木、灌木、花灌木、草坪草与园区小品合理搭配进行绿化。
4辅助设施建设
为达到绿化美化效果和改碱目的,需要修建一些必需的辅助设施,如穿涵、斗门、农门、斗渠桥、支渠桥、农渠桥、泄水闸、放水口、渡管等。
5结语
东营市林业生态建设项目符合国家生态文明建设的战略导向,其以“五环、一心、两带、三网”为主体,重点推进环城森林、绿色通道、水系绿化、沿黄生态绿化、沿海防护林、农田林网、村镇厂矿校园绿化、重点片区造林、生态林场提升、天然柽柳林封育、湿地修复及保护等11种工程类型。每项具体的工程均按照不同的绿化标准及不同的立地条件,规划设计适宜的土壤改良模式、灌排模式和造林绿化模式。
项目的实施可有效改善周边区域生态环境,防风固沙、改善小气候、防止水土流失,从而改善东营市生态环境;有利于推动现代林业的建设和发展;有利于推动新农村建设,促进城乡可持续发展;有利于推动城郊旅游,促进农村产业结构调整,增加就业,吸引投资,从而增加农民收入。