严尔梅 孙中锋 欧阳力 解运杰 徐金忠 魏琳
[关键词] 侵蚀沟治理;植物措施;配置模式;黑龙江省
[摘 要] 黑龙江省侵蚀沟分布广泛,地貌类型多样,气候、土壤条件迥异,植物区带跨度较大,在既往侵蚀沟治理设计中,由于植物措施相对弱化,树种选择单一,配置形式千篇一律,不能充分适应各类树种的生物性状,导致造林成活率不高,防护功能受限,一定程度上削弱了植物措施的治沟效果。通过深入分析侵蚀沟治理需求,系统总结植物措施治沟经验,在挖掘乡土树种资源的基础上,对黑龙江省侵蚀沟治理植物措施配置模式进行探讨,基于侵蚀沟立地条件、水土保持树种生物学特性,按照“适地适树,因地制宜,因害设防”原则,结合黑龙江省侵蚀沟治理实践,针对不同地域、不同侵蚀沟防治部位,提出了几种植物治沟配置方案,并明确了相应苗木规格、整地方式和栽植密度等技术要求。
[中图分类号] S157.431 [文献标识码] B DOI:10.3969/j.issn.1000-0941.2024.01.010
第一次全国水利普查侵蚀沟调查成果显示:黑龙江全省有侵蚀沟11.55万条[1],95%以上的侵蚀沟发生于坡耕地上,沟道总长度4.52万km,沟道总面积928.99 km2,沟道密度0.10 km/km2,其中:发展沟9.95万条,占沟道总数的86.1%;稳定沟1.60万条,占沟道总数的13.9%。
植物措施是侵蚀沟治理的重要措施之一,与工程措施相比,植物措施具有固持水土、涵养水源、增加覆盖、美化环境、防风固沙等生态功能[2]。通过植物措施与工程措施科学合理布局[3],可达到稳定侵蚀沟道、控制水土流失、改善生态环境的综合防治效果。
黑龙江省2016—2021年间持续开展重点区域侵蚀沟治理,先后实施了国家水土保持重点工程、农业综合开发东北黑土区侵蚀沟综合治理项目、中央水利发展资金东北黑土区侵蚀沟综合治理工程,累计治理侵蚀沟2 278条。2022年,省河湖长制办公室印发并实施了《黑龙江省黑土区侵蚀沟综合治理三年行动方案(2022—2024年)》,标志着黑龙江全省进入侵蚀沟规模化治理的新阶段。截至2022年12月,全省2022年度治理侵蚀沟9 085条。遵循“在监管上强手段,在治理上补短板”新时期水土保持工作思路,根据《黑龙江省“十四五”水土保持规划》,“十四五”期间全省规划治理侵蚀沟5 621条,重点治理发育在坡耕地中处于发展状态的中、小型侵蚀沟。按照以小流域为单元治理的思路,采取截、蓄、导、排等工程和植物措施,形成综合治理体系[4]。具备条件的小型侵蚀沟采取填埋措施,恢复耕地;其余大、中、小型侵蚀沟修建沟头防护、谷坊等沟道防护设施,营造沟头、沟岸防护林及沟底防冲林等水土保持林,配合沟道削坡、生态袋护坡等措施,构建完整的沟壑防护体系,以有效控制沟头溯源侵蚀和沟岸扩张[5]。土质侵蚀沟以植物措施为主进行治理;砂石质侵蚀沟以工程措施、植物措施相结合进行综合治理。
黑龙江省侵蚀沟分布广泛,地貌类型多样,气候、土壤条件迥异,植物区带跨度较大。在既往侵蚀沟治理设计中,由于植物措施相对弱化,树种选择单一,配置形式千篇一律,不能充分适应各类树种的生物性状,导致造林成活率不高,防护功能受限,一定程度上削弱了植物措施的治沟效果[6]。为贯彻水土保持生态理念,充分发挥植物措施治沟作用,在深入分析侵蚀沟治理需求、系统总结植物措施治沟经验、挖掘乡土树种资源的基础上,对黑龙江省侵蚀沟治理植物措施配置模式进行了探讨。
1 立地条件类型划分
1.1 按地域划分
按地域划分,可分为:①东南部森林石质低山类型区,包括牡丹江、鸡西、七台河、佳木斯(南部);②北部森林山地类型区,包括黑河、伊春、双鸭山、鹤岗、佳木斯(北部);③中部漫川漫岗类型区,包括哈尔滨、绥化、齐齐哈尔(东部)。
1.2 按侵蚀沟部位划分
按侵蚀沟部位划分,可分为:①阳坡沟坡,即阳坡侵蚀沟的沟壁边坡部位;②阳坡沟底,即阳坡侵蚀沟沟底水路部位;③阳坡沟岸,即阳坡侵蚀沟沟缘外侧部位;④阴坡沟坡,即阴坡侵蚀沟的沟壁边坡部位;⑤阴坡沟底,即阴坡侵蚀沟沟底水路部位;⑥阴坡沟岸,即阴坡侵蚀沟沟缘外侧部位。
1.3 按土壤质地与厚度划分
按土壤质地与厚度划分,可分为:①厚层壤土,即土质松软、土层厚度大于20 cm、有机质含量高、通气透水性能较好、肥力较高的土壤;②薄层壤土,即土质松软、土层厚度小于20 cm、有机质含量较高、通气透水性能一般、保水保温性能一般、肥力一般的土壤;③黏壤土,即土质细密、黏粒较多、养分较瘠薄、排水不良、缺水后易干裂的土壤;④砂壤土,即土质疏松通透、砂粒含量高、养分贫瘠、保肥力差的土壤。
2 树种选择
2.1 乔木
1)樟子松。樟子松为阳性树种,根系发达,耐旱、耐寒、抗风,多生于较陡峻的阳坡或半阳坡上部,能适应瘠薄土壤。
2)落叶松。落叶松为阴性树种,对水分要求较高,耐低温寒冷,适宜在湿润、排水良好、通气、土壤深厚肥沃的北向阴坡生长。
3)杨树。杨树具有较强的抗寒、抗旱、耐瘠薄、耐盐碱等能力,宜栽植于冷湿性气候区及土壤肥沃、排水良好的砂质壤土上,如栽植于农田周边应挖设截根沟,防止与作物争肥。
4)榆樹。榆树属阳性树种,生长快,根系发达,适应性强,耐干冷及中度盐碱,不耐水湿,但耐雨季水涝。榆树在土壤深厚、肥沃、排水良好的地带生长良好。
5)白皮柳。白皮柳喜光,适应性强,较耐寒,耐水湿,适合栽植于排水良好的湿润砂质土壤。
2.2 灌木
1)紫穗槐。紫穗槐耐瘠薄,耐干旱、水湿和轻度盐碱,生长快,枝叶繁密,根系萌蘖性强,抗病虫害,改土作用强,可作为饲料和蜜源植物。
2)灌木柳。
严尔梅等:黑龙江省侵蚀沟治理植物措施配置模式探讨
灌木柳喜湿润、疏松、肥沃土壤,耐水湿,生长快,根系发达,萌蘖性强,容易繁殖,柳条可作为柳编材料。
3)胡枝子。胡枝子耐寒性强,耐旱,对土壤适应性强,耐瘠薄、酸性、盐碱土壤,适生于壤土和腐殖土。耐刈割,可作为青储饲料。
4)沙棘。沙棘喜光,耐寒,耐酷热,耐风沙及干旱,可在盐碱化土地上生长,也可栽植于砾石或砂质土壤。果实可商品化加工利用。
5)短梗五加。短梗五加适合栽植于土质疏松、肥沃、有机质丰富、湿润、保水保肥的壤土或砂壤土,耐寒喜温。嫩枝叶可食用,果实可药用。
3 植物措施配置
按照“适地适树,因地制宜,因害设防”原则,结合黑龙江省侵蚀沟治理实践,针对不同地域、不同侵蚀沟防治部位,提出了几种植物治沟配置方案,并明确了相应苗木规格、整地方式和栽植密度等技术要求。
3.1 东南部森林石质低山类型区
1)沟坡。沟坡土壤主要为壤土或砂壤土,可栽植乔木林或灌木林,植物配置见图1。乔木可选用杨树/落叶松/白皮柳/榆树,灌木可选用紫穗槐/胡枝子/沙棘/灌木柳/短梗五加。春季造林,随整地随造林。苗木要求:乔木为Ⅰ级1~3年生苗,灌木为Ⅰ级1年生苗,无病虫害和根系损伤。整地方式采用直线削坡,坡比1∶1.5;穴状整地,乔木穴径0.3 m、穴深0.3 m,灌木穴径0.2 m、穴深0.2 m,穴内覆腐殖土。栽植密度:乔木阔叶林株行距1.5 m×2.0 m,针叶林1.0 m×1.5 m;灌木株行距1.0 m×1.0 m。阴坡亦可采用灌木柳秋季扦插造林,选用2~3年生的枝条作插穗,长20~30 cm为宜。
2)沟底。沟底土壤主要为壤土或砂壤土,可栽植灌木林,植物配置见图2。阳坡沟底可选用紫穗槐/胡枝子/沙棘,春季植苗造林,株行距1.0 m×1.0 m;苗木要求为Ⅰ级1年生苗,无病虫害和根系损伤;整地方式为穴状整地,穴径0.2 m、穴深0.2 m,穴内覆腐殖土。阴坡沟底采用灌木柳,秋季扦插造林,株行距0.5 m×0.5 m;选用2~3年生的枝条作插穗,梢端顶芽飽满,长20~30 cm为宜。
3)沟岸。沟岸土壤主要为壤土,可栽植乔木林或灌木林,植物配置见图3。乔木可选用杨树/樟子松/落叶松/白皮柳/榆树等,灌木可选用紫穗槐/胡枝子/沙棘/短梗五加。春季植苗造林,苗木要求为Ⅰ级1~3年生苗,无病虫害和根系损伤。穴状整地,乔木穴径0.3 m、穴深0.3 m,灌木穴径0.2 m、穴深0.2 m,穴内覆腐殖土。乔木株行距阔叶林1.5 m×2.0 m,针叶林1.0 m×1.5 m;灌木株行距1.0 m×1.0 m。
3.2 北部森林山地类型区
1)沟坡。沟坡土壤主要为壤土或砂壤土,可栽植乔木林或灌木林。乔木可选用杨树/落叶松/白皮柳/榆树,灌木可选用胡枝子/沙棘/灌木柳/短梗五加。春季植苗造林,随整地随造林。苗木要求乔木为Ⅰ级1~3年生苗,灌木为Ⅰ级1年生苗,无病虫害和根系损伤。直线削坡,坡比1∶1.5;穴状整地,乔木穴径0.3 m、穴深0.3 m,灌木穴径0.2 m、穴深0.2 m,穴内覆腐殖土。乔木株行距阔叶林1.5 m×2.0 m,针叶林1.0 m×1.5 m;灌木株行距1.0 m×1.0 m。
2)沟底。沟底土壤主要为壤土,可栽植灌木林。阳坡可选用胡枝子/沙棘,春季植苗造林,株行距1.0 m×1.0 m;苗木选择Ⅰ级1年生苗,无病虫害和根系损伤;穴状整地,穴径0.2 m、穴深0.2 m,穴内覆腐殖土。阴坡选用灌木柳,秋季扦插造林,株行距0.5 m×0.5 m;要求选用2~3年生的枝条作插穗,梢端顶芽饱满,长度20~30 cm为宜。
3)沟岸。沟岸土壤主要为壤土或砂壤土,可栽植乔木林或灌木林。乔木可选用杨树/樟子松/落叶松/白皮柳/榆树,灌木可选用胡枝子/沙棘/短梗五加。春季植苗造林,苗木要求为Ⅰ级1~3年生苗,无病虫害和根系损伤。穴状整地,乔木穴径0.3 m、穴深0.3m,灌木穴径0.2 m、穴深0.2 m,穴内覆腐殖土。乔木株行距1.5 m×2.0 m,灌木株行距1.0 m×1.0 m。
3.3 中部漫川漫岗类型区
1)沟坡。沟坡土壤主要为壤土或黏壤土,可栽植乔木林或灌木林。乔木可选用杨树/樟子松/落叶松/白皮柳/榆树,灌木可选用紫穗槐/胡枝子/沙棘/短梗五加。春季植苗造林,苗木要求为Ⅰ级1~3年生苗,无病虫害和根系损伤。穴状整地,乔木穴径0.3 m、穴深0.3 m,灌木穴径0.2 m、穴深0.2 m,穴内覆腐殖土。乔木株行距阔叶林1.5 m×2.0 m,针叶林1.0 m×1.5 m;灌木株行距1.0 m×1.0 m。
2)沟底。沟底土壤主要为壤土或黏壤土,可栽植乔木林或灌木林。乔木可选用杨树/樟子松/落叶松/白皮柳/榆树,灌木可选用紫穗槐/胡枝子/沙棘/短梗五加。春季植苗造林,苗木要求为Ⅰ级1~3年生苗,无病虫害和根系损伤。穴状整地,乔木穴径0.3 m、穴深0.3 m,灌木穴径0.2 m、穴深0.2 m,穴内覆腐殖土。乔木阔叶林株行距1.5 m×2.0 m,针叶林1.0 m×1.5 m;灌木株行距1.0 m×1.0 m。
3)沟岸。沟岸土壤主要为壤土或黏壤土,可栽植乔木林或灌木林。乔木可选用杨树/樟子松/落叶松/白皮柳/榆树,灌木可选用紫穗槐/胡枝子/沙棘/短梗五加。春季植苗造林,苗木要求为Ⅰ级1~3年生苗,无病虫害和根系损伤。穴状整地,乔木穴径0.3 m、穴深0.3 m,灌木穴径0.2 m、穴深0.2 m,穴内覆腐殖土。乔木阔叶林株行距1.5 m×2.0 m,针叶林1.0 m×1.5 m;灌木株行距1.0 m×1.0 m。
4 造林技术要点
4.1 苗木质量
选择耐瘠薄、耐严寒、耐干旱或水湿,抗逆性强,生长快,根系发达的水土保持造林树种,以生态价值为主,兼顾经济价值。使用Ⅰ级苗木,应符合《主要造林树种苗木质量分级》(GB 6000—1999)及《主要造林树种苗木质量分级》(DB23/T 390—2001)中有关Ⅰ级苗木标准的规定,以确保成活率。
4.2 造林时间
根据立地条件、气候条件、树种特性、造林方式和经营要求等因素综合确定造林季节和时间,应以春季造林为主,雨季造林和秋季造林为辅。春季造林宜在5—6月,秋季造林宜在10月至封冻前。春季干旱地区可营造针叶林,时间宜为7—8月。
4.3 造林方法
1)穴状整地。穴状整地是普遍采用的整地方式。一般为圆形挖穴,穴径0.2~0.5 m、穴深0.2~0.5 m,穴徑与穴深应与苗木根部形状相适应,防止窝根。一般乔木穴较宽深,灌木穴较窄浅。干旱地区的穴面可低于地表且穴周以土埂包围,以利于集水和提高造林成活率。
2)植苗造林。植苗造林深度应较苗木基部原土痕略深2~3 cm,砂土、阳坡、陡坡、高地宜适当加深,黏土、阴坡、缓坡、低湿地宜适当变浅。栽植时将树苗放于穴中扶正,深浅适宜,略向上提苗,使根系舒展,填少量表土踩实,再填底土到满穴踩实,最后在表面盖一层浮土。新植后应先浇一次透水,2~3 d后再浇第二次透水,之后可视干旱情况不定期浇水。
3)扦插造林。灌木柳插条造林,宜在春季割取生长健壮、芽饱满、无病虫的1~2年生枝条作种条,截成长20~30 cm的插穗,插深10~20 cm。在冲刷严重地段,可采用高插穗,穗长50 cm,尽量深插,以防冲倒;在淤积严重地段,地上部分应高留,以防淤埋。
4.4 抚育管护
1)补植。造林当年成活率未达到85%的造林地应进行补植,补植应选用同龄同种类苗木,宜在造林后1 a内实施。成活率在40%以下时,应重新造林。
2)修枝。乔木林林冠郁闭后,如树冠下出现枯枝则应修枝,修枝间隔期宜为2~3 a;针叶林在前一次修枝后出现两轮死枝时,应再次修枝。修枝宜在早春或晚秋进行,萌芽力强或有伤流现象的树种应在生长季进行修枝。
3)平茬复壮。沟底灌木应1~2 a平茬1次,茬口应平滑,切忌劈裂,以利于萌发新条,提高水土保持功能。平茬宜在春季解冻前进行。
4)建后管护。水土保持林管护应以封沟护林为主,对放牧活跃或毗邻道路、城镇的造林地,应设立警示标志和封禁围栏,防止人畜损坏,并开展综合性经营管理。同时,应加强宣传教育,提高当地群众的水土保持意识,避免农田药害和人为破坏,巩固治理成果。
[参考文献]
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