冀北山区沙地人工植被恢复关键技术研究

摘要为提高沙地人工造林成活率，开展了不同的整地方式、苗木类型、保水措施对冀北山区沙地人工造林成活率影响的试验。结果表明：在冀北山区沙地植被恢复中采用樟子松容器苗造林，提前开沟整地，栽植后覆膜保水效果明显，成活率较高。结合分析结果，构建了成活率与苗木类型、整地方式、保水措施等三项的回归模型，有效解释成活率的88.9%变化原因。

关键词冀北山区；沙地造林；植被恢复

中图分类号：S718.57文献标识码：Adoi：10.13601/j.issn.1005-5215.2024.05.006

Study on Key Technology of Artificial Vegetation Restoration in Sandy Land of Northern Hebei Mountainous Area

Wang Hui，Guo Jingli

（Mulan Yard Stateowned Forest Farm in Hebei Province，Chengde 068450，China）

AbstractIn order to improve the survival rate of artificial afforestation in sandy land，the experiments on the effects of different land preparation methods，seedling types and water conservation measures on the survival rate of artificial afforestation in sandy land in northern Hebei mountainous area were carried out. The results showed as follows： the container seedlings afforestation of Pinus sylvestris var. mongolica was used in the vegetation restoration in sandy land of the northern Hebei mountainous area，and the trenching and land preparation were carried out in advance;after planting，the water retention effect of film mulching was obvious and the survival rate was high. Combined with the analysis results，a regression model of survival rate with seedling type，land preparation method and water conservation measures was constructed，which effectively explained the reasons for 88.9% change in survival rate..

Key wordsnorthern Hebei mountainous area;sandy afforestation;vegetation restoration

土地沙化一直是困扰社会经济发展的重要环境问题。虽然随着国家治理力度的加大，过度放牧、随意开垦、乱砍滥伐等人为破坏行为得到有效遏制，但水土流失、土壤沙化、环境恶化等一系列环境危机依然严峻，因此防沙治沙仍旧是一项长期而艰巨的任务。

冀北山区是内蒙古高原向华北平原的过渡地区，属北方治沙带，是三北工程的重要建设区。该区域是京津冀重要的生态屏障，起着阻挡内蒙古浑善达克沙地、冀北高原半流动沙丘向北京、天津、河北东南部输送黄沙的重要作用。滦河、辽河等重要河流的源头都处于该区域，自起源地逐渐汇集周边区域水资源，延伸向东南的城市群，有效保障了广大人民的生产、生活用水。因此在冀北山区研究科学、实用的造林技术，对提升生态治理成效意义重大。

1试验地概况

试验地点设置在河北省北部围场县山湾子乡二道河子村，地理坐标为42°36′N，117°93′E，海拔975 m，土壤为沙土，坡度3～5°。属于北（寒）温带向中温带、半干旱向半湿润、高原向丘陵过渡的大陆性季风型气候。具体表现为：冬季偏长，夏季偏短；春夏气候清凉，南风偏多，昼夜温差大，秋冬气候严寒，风雪较大，全年无霜期67～128 d，年平均气温在0 ℃左右；年降水量在400 mm左右，主要集中在7—9月，尤其是春季偏旱，年蒸发量1 500 mm左右。

2试验方法

2.1材料准备

造林苗木为3年生樟子松（Pinus sylvestris var.mongolica）苗，分为裸根苗和容器苗。容器苗为苗圃2年生播种苗装容器培养1年，容器为易分解的塑料杯，高20 cm，杯底直径15 cm。

樟子松幼苗规格：地径≥0.6 cm，苗高≥30 cm，主干直立无分叉，顶端优势明显，枝叶深绿，光泽健康，无损伤或病虫害。栽植前1 d，浇透水，栽植当天起苗运输，随运随栽。裸根苗在栽植点做好假植。栽植点建遮阴棚，临时存放苗木，防止曝晒、脱水。

2.2试验设置

整地方式分为开沟整地（F）、穴状整地（A）和不整地（D）。开沟整地：用拖拉机沿东西方向机械开沟，宽40 cm，深30 cm，沟内直接栽植；穴状整地：用工具进行小面积穴状整地，规格70 cm×70 cm，穴内栽植，形成约10 cm深水盆，便于集水；不整地：直接在裸地栽植，如有杂草要清除，栽植后不形成集水盆，尽可能少破坏原有地表，保持原貌。

苗木类型分为裸根苗（B）和容器苗（C）2种。

保水措施分为覆膜（P）、覆草（W）、裸露（N）3种方式。

覆膜：围绕幼苗覆盖薄膜，薄膜四周用土壤压盖，幼苗地径周边10 cm范围内保持裸露，便于集水下渗；覆草：围绕幼苗覆盖杂草，厚度约5 cm；裸露：不采取任何覆盖措施。

2.3样地设置

根据2种苗木类型（B、C）、3种整地方式（F、A、D）、3种保水措施（P、W、N）有机结合设置样地，共设置18个处理，每个处理设置3个重复，共计54个样地。样地规格为20 m×33 m。样地分布采用随机布点，布点结果如表1。

2.4造林要求

无论何种整地方式，都是随整随栽，不凉墒，保持坑穴潮湿。栽植密度1 665株·hm-2，株行距2 m×3 m。栽植季节为初春4月下旬至5月上旬，土壤化冻够深即可。

裸根苗栽植前蘸保水剂，修剪掉太长的须根，不伤及主根；土壤遮盖原圃地土痕1～2 cm；苗木周边土壤挤紧踏实，栽植后苗木直立不倾斜。

容器苗栽植前去除容器，修剪土坨外环绕的须根和底部盘结的主根，尽可能保持主根完整，不破坏土坨；将土坨轻放到已经挖好的穴内，分2次填土：第1次填土至土坨高度一半，用手挤紧周边土壤，注意土坨底部要紧贴土壤，不能形成“吊死鬼”；第2次填土至土坨上面1～2 cm，再次对土坨周围土壤进行挤紧踏实，注意不能直接踩土坨，保护土坨完整。

2.5其他措施

为防止苗木遭人畜危害，及时架设围栏进行保护。

2.6 数据调查与处理

栽植当年8月中旬，以单块样地为单位，调查苗木成活情况，计算成活率。成活率=成活株数/栽植株数×100

数据采用Excel和SPSSAU软件进行统计、整理与分析。

3结果与分析

各样地成活率调查结果见表2。

通过对不同处理的成活率进续表行方差齐性检验，结果显示，P值分别为0.942、0.660和0.671（表3、表4、表5），没有表现出显著差异（P>0.05），因此苗木类型、整地方式、保水措施等不同处理的成活率样本数据的波动性均呈现出一致性，并没有差异性，因此可继续进行方差分析。

从表6方差分析结果看，分别单独分析苗木类型、整地方式、保水措施对樟子松沙地造林成活率的影响，结果为：容器苗>裸根苗，开沟整地>不整地>穴状整地，覆膜>覆草>裸露，其中不同苗木类型、不同保水措施对成活率影响显著极差异（P＜0.01），整地方式对成活率的影响不显著。

利用SPSSAU软件进行相关性分析（表7），研究成活率和苗木类型、整地方式、保水措施之间的相关关系，使用Pearson相关系数表示相关关系的强弱情况。由结果可知：成活率与苗木类型、整地方式、保水措施共3项之间均呈现出显著相关，相关系数分别是0.805、0.287和0.399，并且相关系数值均大于0，意味着成活率与苗木类型、整地方式、保水措施之间有着正相关关系。并且3个自变量之间相关系数全部为0，P值为1，说明没有相关性。

基于相关分析结果，进一步以苗木类型、整地方式、保水措施为自变量，以成活率为因变量进行线性回归分析，结果见表8。

从表8可知，将苗木类型、整地方式和保水措施作为自变量，而将成活率作为因变量进行线性回归分析，模型公式为：成活率（%）=22.005 + 20.254×苗木类型+ 4.429×整地方式+ 6.156×保水措施式中：苗木类型，裸根为1，容器苗为2；整地方式，穴状整地为1，不整地为2，开沟整地为3；保水措施，裸露为1，覆草为2，覆膜为3。

模型R2值为0.889（调整R2值为0.883），意味着苗木类型、整地方式、保水措施可以解释成活率的88.9%变化原因。

对模型进行F检验，发现模型通过F检验（F=133.788，P<0.05），说明苗木类型、整地方式、保水措施中至少一项会对成活率（%）产生影响关系。另外，针对模型的多重共线性进行检验发现，模型中VIF值均小于5，意味着不存在共线性问题。D-W值在数字2附近，说明模型不存在自相关性，样本数据之间并没有关联关系，模型可行度较高。

4讨论和结论

绝大多数研究将土地退化、沙化的原因归结为两类，一种是自然因素，一种是人为因素。其中自然因素主要是气候变化，主要指干旱，造成土地长时间缺水，逐渐板结进而沙化。人为因素主要是人类对自然环境的过度索取或者破坏，导致环境恶化，土地退化。集中体现在乱砍滥伐、超载放牧、开矿挖沙取石、滥用水资源等方面[1-5]。并且很多研究也表明，土地沙漠化是自然因素和人为因素共同作用的结果，但是人为因素起到了绝对主导作用，远大于自然因素[6，7]。

基于以上原因分析，很多学者也提出了相应的治理策略，主要集中在以下几个方面：一是坚持先保护后治理，即建立相应的保护机制，从法律层面、制度层面规范人类利用行为，遏制、减缓土地沙化进程，防止沙化面积进一步扩大，因此保护是当务之急[8]。二是建立长期、持续、科学的治理体系或规划，沙化治理不能一蹴而就，不能急功近利，需要长远规划、久久为功[9]。三是坚持自然恢复与人为治理相结合原则，尤其重视自然恢复，借用自然力逐步恢复地表灌草、森林等植被。控制人为干预，必须干预时也应充分遵循自然规律[8]。四是强化植树造林[10]，必要时可以退耕还林，森林环境对土壤发育的促进和调节作用非常重要，恢复了森林环境基本就能遏制沙化的进一步扩大；五是合理利用水资源，无论是自然原因还是人为原因，水资源的枯竭都是土地沙化的必然途径[11]。

沙化治理最直接、见效最快的方法就是人工造林，通过人为干预直接恢复森林环境，但是受立地、气候、周边环境等因素的影响，沙地人工造林一直难度较大。很多研究表明，制约沙地造林成活的原因主要有以下几点：一是干旱缺水，沙区一般温度较高，降水较少，长期气候干旱，同时由于沙土的通透性较大，持水能力差，导致水分下渗快，地表干旱。二是沙区大风天气较多，尤其是冬季风大，容易抽干幼苗茎叶，造成生理缺水死亡。同时风大造成沙土流动，容易掩埋幼苗。三是很多沙区毗邻村庄，是百姓放牧场所，苗木栽植后容易受到牲畜危害，管护难度较大。

本文仅针对制约沙地造林成活的干旱、风抽等因素采取不同措施进行了研究。首先，从苗木选择上，樟子松是中国北方主要抗旱树种，尤其是对沙地有很好的适应性，因此非常适合沙地植被恢复[12-15]。其次，为了有效缓解干旱制约，在常规裸根苗造林的基础上，增加了容器苗，容器苗自带壤土土坨，栽植前又浇足底水，相当于客土、浇水措施，能短期内缓解干旱制约，使新栽植的苗木逐步适应周边环境。同时还规避了“造林缓苗”环节，有效保障了成活率。从试验结果看，容器苗成活率显著高于裸根苗，这也和很多其他研究结果相符[16-19]。再次，采用开沟、穴状、不整等整地方式，从结果看成活率由大到小依次为开沟整地、不整地、穴状整地。最后，采取了不同的保水措施，成效显而易见，覆膜效果好于覆草，更好于裸露，可见覆膜不但能汇集周边的水分，集中到幼苗根部，同时能降低地表蒸腾，保持沙土湿润[20-22]。

通过以上分析，可以看出选择容器苗、开沟整地、覆膜保水等3项措施共同作用，能有效提升沙地人工造林的成活率，同时回归分析的结果也显示，以上3种措施解释了成活率88.9%的变化原因。

苗木成活并不是沙地治理的终点，后期急需跟进幼抚、清理积沙、架设围栏管护，更是确保造林成效的关键。

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