一種干旱區(qū)重粘土地梭梭免灌植被造林方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種干旱區(qū)重粘土地梭梭免灌植被造林方法，該方法是由地形整理、定植穴換沙、苗木質(zhì)量、植物種植和管護步驟完成，經(jīng)過了三年的試驗研究和規(guī)?；瘜嵺`，通過地形改造構(gòu)建人工集水槽結(jié)合種植穴種植基質(zhì)換沙的方式，實現(xiàn)收集天然降水，同時利用沙土具有易入滲、保水性好、蒸發(fā)量小的特點，提供相對多的有效可利用水分，防止地表過度集水保證植物的正常生長。為干旱區(qū)重粘土區(qū)梭梭免灌植被恢復(fù)提供新的方法。克服了當前干旱區(qū)重粘土區(qū)植被恢復(fù)困難，維護成本較高的問題。
【專利說明】一種干旱區(qū)重粘土地梭梭免灌植被造林方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬干旱區(qū)荒漠植被恢復(fù)技術(shù)，具體涉及在干旱區(qū)重粘土土壤條件下梭梭人工林免灌植被恢復(fù)與重建的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]梭梭{Haloxylonammodendrom (C.A.Mey.) Bunge)壤土荒漠分布在第四紀古老游積平原上，梭梭壤土荒漠群落蓋度〈10%，植被生存環(huán)境極為脆弱，土壤為荒漠灰鈣土或龜裂土。龜裂土質(zhì)地粘重并在河、湖旁沖積或淤積平原經(jīng)沉積形成，土壤粘重土層透氣性差。粘重土壤在天山以北約有60萬公頃，此類重粘土質(zhì)地粘重，滲透性弱，偶遇降水常沿水平方向移除而難以下滲。
[0003]由于長期過度拓荒、掠奪性樵伐、放牧和近年來油氣礦產(chǎn)資源開發(fā)、道路興建、弓丨水工程等人為活動的影響，該地區(qū)植被遭到嚴重的破壞，生態(tài)系統(tǒng)不穩(wěn)定，環(huán)境進一步惡化，生物多樣性減少，直接威脅到地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展。為保護干旱區(qū)脆弱的生態(tài)環(huán)境，急需要通過實施有效的技術(shù)措施來保育、恢復(fù)和重建該地區(qū)的植被。
[0004]上世紀1980—1985年科研工作者主要在新疆石河子地區(qū)莫索灣龜裂地重粘土區(qū)利用自然坡降開集水溝和人工加大坡降集水的兩種方式，進行梭梭免灌植被造林試驗(梭梭的徑流造林技術(shù)，新疆林科院，劉鈺華)(利用龜裂地徑流的兩種方式進行梭梭造林，中科院新疆生物土壤沙漠研究所，李銀芳)(雙坡面集水區(qū)造林，中科院新疆生物土壤沙漠研究所，黃丕振)，植苗成活率均大于60%，前兩年植物生長均正常，但后期在集水區(qū)內(nèi)土壤粘重地表極易板結(jié)，在溝底植物種植處偶有大量集水淹沒，導(dǎo)致植物死亡。黃培祐在《干旱區(qū)免灌植被及其恢復(fù)》書中指出，通過人工改變地表原狀而構(gòu)建微形集水地形以種植梭梭時，偶遇降水多時導(dǎo)致集水量超出梭梭生長而引起種植的植株在過濕生境中死亡。
[0005]梭梭為超旱生植物，是在十分干早的生境中形成的物種，它有強大的抗旱能力，但卻很不耐浸水。粘土環(huán)境中生長的梭根部不耐長時間淹水，由于粘重土壤潮濕不透氣引起根腐現(xiàn)象。侯彩霞、周培之在對水分脅迫下超旱生植物梭梭的結(jié)構(gòu)變化進行了研究，結(jié)果表明，即使是短期的過多水分供應(yīng)，也對梭梭細胞結(jié)構(gòu)造成破壞，這與同生境中的其它旱生植物明顯不同，卻可以很好解釋實際生長中，過多水分供應(yīng)造成梭梭死亡的現(xiàn)象。
[0006]另外，粘土板結(jié)層逐年增厚，嚴重影響土壤滲水性，且徑流水多在夏天補給，水分蒸發(fā)很快，許多徑流水未及滲入土壤植物根系分布層就被蒸發(fā)了，故利用率不高。
[0007]傳統(tǒng)的造林方法一直沒有解決好干旱區(qū)粘土區(qū)域梭梭免灌植被造林灌溉水和自然水資源合理高效利用的問題。在自然水資源狀況下，由于土壤粘重梭梭在生長過程中很難得到高效有利于植株正常和可持續(xù)維系的水分條件，導(dǎo)致植物長勢弱甚至后期造成植物的死亡。使荒漠植被恢復(fù)重建過程很難達到預(yù)期效果，浪費了人力、物力和財力。
[0008]在干旱區(qū)重粘土質(zhì)區(qū)域，如何為人工種植梭梭的良好生長提供適宜水資源和土壤環(huán)境條件是梭梭免灌植被造林急待解決問題。本發(fā)明從2012年至2014年從事這項工作的研究，經(jīng)過三年多的大量試驗，限定了集水槽邊緣集水土壟的高度和角度與合理種植密度，修建了擋水土埂和種植穴集水樹坑口，實施了種植后種植穴集水樹坑口覆干沙等綜合技術(shù)措施，最終研發(fā)了適宜于重粘土地梭梭免灌植被造林方法，以滿足自然降水量>90_干旱區(qū)重粘土區(qū)域進行荒漠植被恢復(fù)與重建，為生態(tài)恢復(fù)工程建設(shè)提供技術(shù)支撐。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于，針對當前干旱區(qū)重粘土區(qū)植被恢復(fù)困難，維護成本較高的問題，提供一種干旱區(qū)重粘土地梭梭免灌植被造林方法，該方法經(jīng)過了三年的試驗研究和規(guī)?；瘜嵺`，通過地形改造構(gòu)建人工集水槽結(jié)合種植穴種植基質(zhì)換沙的方式，實現(xiàn)收集天然降水，同時利用沙土具有易入滲、保水性好、蒸發(fā)量小的特點，提供相對多的有效可利用水分，防止地表過度集水保證植物的正常生長。為干旱區(qū)重粘土區(qū)梭梭免灌植被恢復(fù)提供新的方法。
[0010]本發(fā)明所述的一種干旱區(qū)重粘土地梭梭免灌植被造林方法，其特征在于按下列步驟進行:
a、地形整理:
選擇在干旱區(qū)重粘土區(qū)域，將地形整理為5 m寬度集水槽，集水槽的槽底寬3 m，槽集水土壟(5)高0.9m，槽集水土壟(5)邊緣坡度(1)為40°，在槽底(2)開挖種植穴，種植穴直徑50cm、穴深70cm，株行距為2mX2_3 m，在槽底(2)垂直和平行于集水槽方向，槽內(nèi)種植行中間和種植穴地勢底處打一條20cm高的擋水土埂(4)；
b、定植穴換沙:
種植穴回填沙土為種植基質(zhì)，沙土回填時留距離槽底平面0.lm的種植穴樹坑口(3)；
c、苗木質(zhì)量:
梭梭苗木為1、II級苗標準GB/6000-1999 ；
d、種植時間:
種植時間為春秋兩季，時間以當?shù)剡m宜植樹時間早期為準；
e、植物種植:
種植前向樹坑口(3)內(nèi)灌溉20L水，第二天用縫植鍬專用工具種植梭梭，植苗時，苗干要豎直，根系要舒展，種植后樹坑口(3)覆干沙0.05m保墑；
f、管護:
梭梭栽植后，嚴防鼠害，在2年內(nèi)要設(shè)護林員進行管護，2年以后近自然管護。
[0011]本發(fā)明所述的一種干旱區(qū)重粘土地梭梭免灌植被造林方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和顯著的效果:
種植穴換沙滲水深，透氣性好，生長速度快，種植穴灌溉20L水滲水試驗表明，回填沙土種植基質(zhì)滲水深度達46cm，而回填粘土種植基質(zhì)滲水深度為23cm，植物種植后樹坑口覆干沙后可迅速降低毛細管作用，減小蒸發(fā)量，保水性好；沙土滲水深度達植物根系需水土層，有利于植物成活生長。而沙土具有良好透氣性和滲漏性，在降水集水較多時，可有效防止梭梭根腐死亡。
[0012]2014年9月種植兩年試驗調(diào)查結(jié)果分析表明:保存率均達到86%，與原狀粘土比較，種植基質(zhì)換沙的梭梭株高增加了 1.7倍，生物量增加了 2.7倍。種植基質(zhì)換沙后營造人工梭梭林的生態(tài)效益顯著增高。
[0013]集水槽集水土壟、擋水土埂和集水樹坑口集水效果顯著。通過綜合技術(shù)方法每株植物均有獨立的集水區(qū)域，得到的水資源量均勻，有利于整體提高植物的生物量。集水土壟邊緣角度態(tài)小時，由于集水土壟表面遇水后產(chǎn)生龜裂，降雨沿龜裂縫隙下滲導(dǎo)致集水效果差，故集水土壟邊緣角度要達到40°，6月份實施地兩天降雨雨量計顯示為9.4_，種植穴中沙土基質(zhì)水入滲深度50cm左右，土壤含水率在7.2%。等于每株植物澆水約25L，相當于種植穴面積內(nèi)沙土基質(zhì)得到127mm的降水。
[0014]有研究報道，1齡梭梭的根集中分布在0-20 cm 土層，根干重占根系總量的82.60% ;2齡梭梭根數(shù)以20-60 cm層中最多，而0_40 cm層根重占總根重的73.8 %;3齡梭梭根系條數(shù)以下層為主，主要集中在40-80 cm 土層，但生物量多集中于上層；根據(jù)以上資料分析可知，此次降水過程中，種植穴沙土基質(zhì)中集水的下滲深度與梭梭根系分布深度相符，沙土基質(zhì)集水入滲深度以達到植物所需根際土壤水分較理想深度，土壤中水分可更有利于植物有效利用，增加生長量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明集水槽斷面圖；
圖2為本發(fā)明集水槽俯視圖。

【具體實施方式】
[0016]實施例1
2012年在克拉瑪依石化工業(yè)園南部重粘土區(qū)域設(shè)置試驗區(qū)(N45。19Λ28〃Ε85。03,07'r )，試驗區(qū)選擇在修筑公路路基時推土機從公路兩邊推土而形成的工程槽溝地段，工程槽溝垂直于公路，2012年8月進行集水槽地形整理，2012年10月下旬種植梭梭:
地形整理:選擇在修筑公路路基時形成的5 m寬度工程槽溝地形，在工程槽溝地段整理為集水槽，集水槽的槽底寬3 m,槽集水土壟5高0.9m,槽集水土壟5邊緣坡度1為40°，集水槽長25m，在槽底2開挖種植穴，種植穴直徑50cm、穴深70cm，株行距為2mX 2_3 m,集水槽內(nèi)行距2m，兩集水槽邊緣相鄰種植行距3m。在槽底2垂直和平行于集水槽方向，槽內(nèi)種植行中間和種植穴地勢底處打一條20cm高的擋水土埂4 ；
定植穴換沙:種植穴回填種植基質(zhì)換為沙土，沙土回填留距離槽底2平面0.lm種植穴樹坑口 3 ；
苗木質(zhì)量:梭梭苗木達到II級苗標準(GB/6000-1999)；
植物種植:種植前向樹坑口 3灌溉20L水，用縫植鍬專用工具種植梭梭，植苗時，苗干豎直、根系舒展，種植后樹坑口 3覆干沙0.05m保墑；
管護:梭梭栽植后，在2年內(nèi)設(shè)護林員進行管護，禁止放牧，同時嚴防鼠害，防治病害，清除種植穴內(nèi)的雜草，2年以后近自然管護。
[0017]2014年9月種植兩年試驗調(diào)查結(jié)果分析表明:集水槽種植梭梭保存率均達到86%，與原狀粘土比較，種植基質(zhì)換沙的梭梭株高增加了 1.7倍，生物量增加了 2.7倍，集水槽種植穴換沙種植方法中，集水槽槽內(nèi)種植行中間和種植穴地勢底處設(shè)置擋水土埂平均生物量是沒有設(shè)置擋水土埂的1.3倍，通過各項措施綜合實施，使人工梭梭林的生態(tài)效益得到顯著提高。
[0018] 實施例2
2014年在克拉瑪依石化工業(yè)園南部重粘土區(qū)域推廣荒漠免灌植被恢復(fù)建設(shè)工程面積280畝(N45019, 32' Ε85ο03,1(T r )，成活率達85%，2013年10月進行地形整理，挖種植穴種植基質(zhì)換沙，2014年3月種植梭梭:
地形整理:將地形整理為5 m寬度集水槽，集水槽的槽底寬3 m,槽集水土壟5高0.9m,槽集水土壟5邊緣坡度1為40°，集水槽長50m，在槽底2開挖種植穴，種植穴直徑50cm，穴深70cm，株行距為2mX2-3 m，集水槽內(nèi)行距2m，兩集水槽邊緣相鄰種植行距3m。在槽底2垂直于集水槽方向，集水土壟邊緣角度種植穴地勢底處打一條20cm高的擋水土埂4 ；
定植穴換沙:種植穴回填種植基質(zhì)換為沙土，沙土回填留距離槽底平面0.lm樹坑口
(3)；
苗木質(zhì)量:梭梭苗木達到I級苗標準(GB/6000-1999)；
植物種植:種植前向樹坑口 3灌溉20L水，用縫植鍬專用工具種植梭梭，植苗時，苗干豎直、根系舒展，種植后樹坑口 3覆干沙0.05m保墑；
管護:梭梭栽植后，在2年內(nèi)設(shè)護林員進行管護，禁止放牧，同時嚴防鼠害，防治病害，清除種植穴內(nèi)的雜草，2年以后近自然管護。
【權(quán)利要求】
1.一種干旱區(qū)重粘土地梭梭免灌植被造林方法，其特征在于按下列步驟進行: a、地形整理: 選擇在干旱區(qū)重粘土地段，按5 m寬度將地形整理為集水槽，集水槽的槽底寬3 m，槽集水土壟(5)高0.9m，槽集水土壟(5)邊緣坡度(I)為40°，在槽底(2)開挖種植穴，種植穴直徑50cm、穴深70cm，株行距為2mX 2_3 m,集水槽內(nèi)行距2m，兩集水槽邊緣相鄰種植行距3m，在槽底(2)垂直和平行于集水槽方向，種植行中間和種植穴地勢底處打一條20cm高的擋水土埂(4)； b、定植穴換沙: 種植穴回填沙土為種植基質(zhì)，沙土回填時留距離槽底平面0.1m的種植穴樹坑口(3)； C、苗木質(zhì)量: 梭梭苗木為1、II級苗標準GB/6000-1999 ； d、種植時間: 種植時間為春秋兩季，時間以當?shù)剡m宜植樹時間為準； e、植物種植: 種植前向樹坑口(3)內(nèi)灌溉20L水，第二天用縫植鍬專用工具種植梭梭，植苗時，苗干要豎直，根系要舒展，種植后樹坑口(3)覆干沙0.05m保墑； f、管護: 梭梭栽植后，嚴防鼠害，在2年內(nèi)要設(shè)護林員進行管護，2年以后近自然管護。
【文檔編號】A01G23/00GK104429802SQ201410784660
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月18日
【發(fā)明者】嚴成, 徐磊, 魏巖, 楊更強, 王雷濤, 宋革新 申請人:中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所