周晓静
(内蒙古自治区测绘地理信息中心,呼和浩特 010000)
内蒙古满洲里市机械化林场,位于满洲里市区东部,地理坐标为东经117°31′20″~117°32′47″,北纬49°35′19″~49°35′42″,林场经营总面积为10 000 hm2。该林场为国有林场,宜林地面积大。
机械化林场地貌主要由低山丘陵、波状高平原、河湖冲积平地三部分组成。丘陵主要分布在中部,南部山地集中,北部岗谷交汇,波状高平原分布在西部,河湖冲积平地分布在东端。
本区域属寒温带大陆性半干旱季风气候,年降水量在300 mm左右。受季风气候影响,降水量分布季节性明显,雨量的峰值在7~8 月份,约占全年降水量的55%。年平均蒸发量为1 443 mm,为年平均降水量的4.8倍。干旱少雨、寒冷、生长期短是制约林业生态建设的气候因素;项目区土壤主要为暗栗钙土,上层黑土层厚15~40 cm,钙积层厚30~60 cm,质地紧实坚硬,砾石含量多,立地条件差,是限制林木生长的主要因素。
林场森林全部为人工林,树种以杨树、榆树、山杏、樟子松为主,森林面积少,多为小老头树。现有林地面积不足林场总面积的15%,其中达到成林标准的不足一半,多为残败、枯死、生长不良林分。这些林分大多是20 世纪八九十年代栽植的榆树和山杏,由于受当地的气候和土壤条件影响,坚硬的钙积层阻碍了树木根系的正常发育生长,树木根系被阻隔在地表30 cm的浅土层,加之干旱少雨,土壤水分长年亏缺,使树木生长不良甚至枯死。
为提高造林成活率、保证林木正常生长,林场经过生产实践,总结出机械化集雨整地造林技术,技术关键在于两个方面,一是机械化集雨整地,汇集降水,增加土壤含水量;二是深度整地,打破限制林木根系生长的钙积层,促进林木根系生长达到湿土层。
其核心就是采用机械化作业,沿等高线开沟整地自动形成反坡沟或鱼鳞坑,集中收获雨水,提高对降水的利用率,从而提高造林种草速度和苗木成活率,并通过疏松土壤和改善土壤紧实坚硬结构,起到蓄水保墒和增加土壤含水量、防止水土流失,实现生态脆弱区植被快速恢复、改善生态环境的最终目标。
该技术适用于干旱、半干旱地区,年降水量在100~400 mm 的退化土地,且每年有1 次以上降雨量大于30 mm,而能产生径流的土地上整地造林种草。方式有以下两种。
等高线反坡沟整地:深度60~70 cm,沟上宽80~100 cm,沟下宽40 cm,反坡埂高60 cm。整地时,沿等高线带状开沟,适于在土壤相对较好、石头少、地势变化较小(15°以下)的缓坡地上作业。
等高线连体鱼鳞坑整地:鱼鳞坑5 m 长,间隔2 m,鱼鳞坑呈半月形,深度50~65 cm,上宽80~100 cm,下宽40 cm,埂高60 cm。整地沿等高线连续开挖鱼鳞坑,适于在坡度较大(15°~30°)、土地坚硬、石头较多、地形起伏变化大的地上作业。
降雨量400 mm左右的地区整地行距为4~5 m;降雨量300 mm 左右的地区整地行距为5~6 m;降雨量200 mm 左右的地区整地行距为7~8 m;降雨量150 mm 左右的地区整地行距可到10~12 m;降水量≤100 mm的地区由于产生径流的可能性很小,不适宜无灌溉造林。
另外,可根据坡度和植被盖度调整整地行距,即坡度大、植被稀少整地行间距小一些,反之大一些。
造林方式方法:以直播造林为主,也可直播和植苗结合造林。
造林季节:对于直播造林,大粒硬壳种子(如山杏、文冠果)春季整地,同年晚秋(地封冻前)进行播种,小粒种子(柠条、小叶锦鸡儿、油松、樟子松)当年雨季来临之前播种;植苗造林,前一年整地,来年春季造林。
造林树种:当地耐旱的乡土树种,以灌木为主。满洲里市适应荒漠化土地主要造林树种有柠条、榆树、山杏和文冠果,另外,樟子松、沙棘等也较适宜。
采用该技术已在满洲里市机械化林场完成试验示范造林673.3 hm2,另有586.7 hm2已实施了机械化集雨整地。与人工整地相比每公顷造林可节省费用5 070 元人民币。
示范区于2012年造林,2015年7月调查结果显示,示范区植被得到明显恢复,植被盖度、高度和生物量逐年都有较大的提高。由于采用机械化集雨整地汇集天然降水,无灌溉条件下播种的山杏和榆树平均成活率均达到86%以上,植苗樟子松造林在栽植后只有1 次灌水的情况下,成活率达到78 %和85%。而在同等条件下(灌水1次)人工整地或三角开沟犁整地造林,樟子松造林成活率分别是33%和38%,需3~4次灌水,才能达到70%以上的成活率。
从造林苗木生长状况来看,机械化集雨整地造林,一是反坡沟汇集了天然降水,二是通过深开沟,打破了限制根系生长的钙积层,这些极大地满足了造林苗木生长所需要的水分条件和土壤条件,苗木生长快,根系发达。无论是山杏还是榆树,1 a 生根系可达到25 cm 以上,2 a 生根系深可达60~65 cm;1 a 高生长达35 cm,2 a 高生长可达到60 cm 以上。与其他整地造林效果相比,都有很大提高。鲜生物量从每平方米47 g 提高到330 g,由此可见,示范区植被恢复迅速,生态效益非常显著。
试验结果表明,机械化集雨整地造林技术简便易行集雨效果好,整地速度快、效率高、省工省时,费用少、成本低,造林成活率高、苗木生长快,植被恢复快、水土保持效果好。该技术在满洲里市的应用,取得良好的经济效益、生态效益和社会效益。
通过植树造林植被恢复,不仅防风固沙、防止水土流失效果显著,而且对于区域生态恢复和当地居民生存环境的改善具有重大作用。在当前劳动力紧缺、生态建设任务繁重、造林成效不佳的情况下,该技术的应用,不仅加速了该地区生态建设和荒漠化治理速度,提高了生态建设质量和成效,而且为干旱、半干旱地区应用现代化机械设备进行大面积荒漠化治理和干旱区植树造林起到示范作用。