Groasis Waterboxx造林技術(shù)在沙丘的造林效果

嚴子柱, 滿多清, 姚 澤, 唐衛(wèi)東, 張芝萍, 李菁菁

〔1.甘肅省風沙災(zāi)害與荒漠化防治國家重點實驗室(培育基地), 甘肅 蘭州 730070; 2.甘肅民勤荒漠草地生態(tài)系統(tǒng)國家野外試驗研究站/甘肅省治沙研究所, 甘肅 蘭州 730070〕

Groasis Waterboxx造林技術(shù)在沙丘的造林效果

嚴子柱1,2, 滿多清1,2, 姚 澤1, 唐衛(wèi)東2, 張芝萍1,2, 李菁菁1

〔1.甘肅省風沙災(zāi)害與荒漠化防治國家重點實驗室(培育基地), 甘肅 蘭州 730070; 2.甘肅民勤荒漠草地生態(tài)系統(tǒng)國家野外試驗研究站/甘肅省治沙研究所, 甘肅 蘭州 730070〕

[目的] 為解決干旱荒漠區(qū)沙丘造林成活率低的技術(shù)難題，從荷蘭Groasis引進Waterboxx保水、節(jié)水造林器及技術(shù)，并分析其應(yīng)用效果。 [方法] 在甘肅省民勤縣流動沙丘和半固定沙丘上，用梭梭、花棒、檸條錦雞兒、檉柳等固沙植物進行造林試驗，采用直觀統(tǒng)計觀測的方法，研究Groasis Waterboxx在沙丘上造林后的風蝕、溫度、保水和苗木成活率情況。 [結(jié)果] (1) 春季用Groasis Waterboxx沙丘造林技術(shù)，流動沙丘風蝕情況比半固定沙丘嚴重2.0～6.0倍，造林效果差；從沙丘迎風面不同部位的風蝕情況來看，流動沙丘和半固定沙丘總體均表現(xiàn)為：頂部>中部>底部； (2) Groasis Waterboxx沙丘造林技術(shù)在高溫季節(jié)能有效降低苗木根際土壤地溫近50%，保護苗木免受高溫灼傷，促進苗木生長；低溫季節(jié)還能有效保持根際表面地溫在5 ℃左右，防止苗木遭受低溫凍害； (3) Groasis Waterboxx沙丘造林技術(shù)能使苗木周邊0—40 cm表土層含水量長期保持在6%～12%，保證苗木成活期的水分持續(xù)供給； (4) Groasis Waterboxx沙丘造林技術(shù)能顯著提高苗木成活率30%～60%。 [結(jié)論] Groasis Waterboxx沙丘造林技術(shù)在半固定沙丘造林效果優(yōu)于流動沙丘，能夠顯著提高苗木成活率。

Groasis Waterboxx; 沙丘; 保水節(jié)水; 造林技術(shù)

文獻參數(shù)： 嚴子柱, 滿多清, 姚澤, 等.Groasis Waterboxx造林技術(shù)在沙丘的造林效果[J].水土保持通報，2017,37(2)：222-227.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.02.034； Yan Zizhu, Man Duoqing, Yao Ze, et al. Afforestation Effects of Groasis Waterboxx on Sand Dunes[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2017,37(2)：222-227.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.02.034

Groasis Waterboxx是由荷蘭AquaPro公司發(fā)明，并獲得荷蘭國家授權(quán)專利的保水、節(jié)水技術(shù)，適合在荒漠、戈壁、荒漠草原、生態(tài)退化山地、(黃土)丘陵、喀斯特地貌等困難立地條件下造林，可大幅度提高苗木成活率。已在歐洲的荷蘭、西班牙、英國、法國、德國等的生態(tài)退化山區(qū)、廢棄礦山、廢物場等地，利用松科、柏科、楊柳科、豆科、殼斗科、薔薇科、木犀科等近50個樹種的Groasis Waterboxx技術(shù)造林成功[1]。在極端環(huán)境和困難立地條件下造林，已推廣到非洲撒哈拉沙漠和中東沙漠的埃塞俄比亞、阿曼、肯尼亞、摩洛哥及北美的美國、歐洲的西班牙、法國等國的25個地區(qū)應(yīng)用，效果顯著[2]。Groasis Waterboxx是集儲水、自然水收集與毛細滲灌供水系統(tǒng)及附屬物一體的困難立地條件下造林器，在盒子里生長的苗木，毛細根不會被破壞、侵蝕，土壤也不會被吹走，具有良好的水土保持功能[3-6]。我國有大面積的荒漠、戈壁、荒漠草原、生態(tài)退化山地、(黃土)丘陵、喀斯特地貌等困難立地條件。特別是“三北”地區(qū)11個省(區(qū))有沙漠(包括風蝕沙地)、戈壁及沙漠化土地面積1.34×106km2，占區(qū)域總面積3.08×106km2的43.44%[7-9]。甘肅河西走廊是我國荒漠化和水土流失兩大生態(tài)問題最嚴重的地區(qū)之一[10]，有沙化土地面積2.49×105km2，風沙線長1 600 km多,主要風沙口846處，是沙塵暴高發(fā)區(qū)和重災(zāi)區(qū)[11]。自20世紀60年代開始，甘肅省進行防沙治沙和農(nóng)防林營建以來，以楊樹為主的農(nóng)防林僅河西走廊面積就達到6.00×107hm2，對河西地區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展起了巨大作用[12]。但近年來，由于全球氣候變暖，區(qū)域人口增長，大量開采地下水，導致了地下水位急劇下降，致使土壤日趨干燥，林分衰退，甚至大面積干枯死亡，造林成活困難，生態(tài)系統(tǒng)嚴重失調(diào)，生態(tài)環(huán)境承載力過大，加劇了干旱和荒漠化進程[13-14]。使得該區(qū)生態(tài)環(huán)境急劇惡化，沙塵暴等自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，給人民生活帶來了很大危害[15]，這不僅嚴重影響到了河西走廊人們的生存，而且對中國整個北方地區(qū)產(chǎn)生了惡劣影響，加速了中國北方地區(qū)的荒漠化進程[11]。引進荷蘭Groasis Waterboxx保水節(jié)水造林器及其技術(shù)，旨在探索我國荒漠地區(qū)困難立地條件下造林的可行性和造林效果，為中國北方荒漠化地區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供技術(shù)支撐和幫助。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于民勤縣中部的甘肅省民勤治沙綜合試驗站內(nèi)，該區(qū)屬典型的溫帶大陸性荒漠氣候區(qū)，地理位置102°58′E， 38°34′N，平均海拔1 370 m；冬季寒冷，夏季酷熱，晝夜溫差大，年平均氣溫7.6 ℃，極端低溫-30.8 ℃，極端高溫40.0 ℃，無霜期175 d；降雨量小，蒸發(fā)量大，氣候干燥，年均降雨量113.2 mm，年均蒸發(fā)量2 604.3 mm，干燥度5.1，最高達18.7，相對濕度47%；光熱充足，年均日照時數(shù)2 799.4 h，≥10 ℃的積溫3 036.4 ℃；冬季盛行西北風，全年風沙日可達83 d，多集中在2—5月，年均風速2.5 m/s，最大風速23.0 m/s；地下水埋深27.3 m左右。研究區(qū)屬沙漠與綠洲交匯地帶，區(qū)域內(nèi)最典型的造林立地類型為沙丘和丘間低地。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

采用引進荷蘭AquaPro公司發(fā)明，并獲得國家專利的Groasis Waterboxx保水節(jié)水造林器。該技術(shù)由抗老化聚丙烯容器制成的集儲水、自然水收集與毛細纖維滲灌供水系統(tǒng)組成的保水節(jié)水造林器(Groasis waterboxx)與技術(shù)。用該技術(shù)苗木造林后，利用造林時儲存(10～20 L)和降水收集的水，通過毛細纖維滲灌系統(tǒng)，給已播種的種子或造林幼苗根系直接供給0.5～1 a的水分，并隨著苗木的逐漸長大，其根系也深入地下，最終能夠憑借自己的根系獲得地下土壤中的水分，實現(xiàn)自然生長[6]。該產(chǎn)品的特點是： (1) 不需要水源，也不需要任何其他的輔助設(shè)施； (2) 毛細纖維滲管向苗木根部土壤直接供水； (3) 改善苗木周圍的微生境，防風防沙，提高表層土壤水分，調(diào)節(jié)溫、濕度，避免苗木周圍雜草生長，避免兔、鼠等動物啃咬，避免風蝕等； (4) 確保苗木成活，可反復(fù)使用； (5) 在各種困難立地條件下均能造林，適用于種子或幼苗造林，造林成本低，收益高； (6) 不會因高溫低溫而受到損傷，使用壽命長，材料環(huán)保，可降解，柔韌性強等特點和優(yōu)點[1-3]。供試造林樹種為梭梭(Haloxylonammodendron)、花棒(Hedysarumscoparium)、沙木蓼(Atraphaxisfrutescens)、沙冬青(Ammopiptanthusmongolicus)、檉柳(Tamarixchinensis)和沙拐棗(Calligonumarborescens)等1年生優(yōu)質(zhì)沙生種苗。

2.2 試驗方法

流動沙丘和半固定沙丘是試驗區(qū)內(nèi)最典型立地類型。因引進技術(shù)資料介紹，Waterboxx有一定的防風蝕、水蝕、保溫和保水的功能。因此，我們選擇相距200 m左右的2個坡向、高度、周邊地形地貌基本一致的流動和半固定沙丘做為試驗區(qū)，進行了試驗觀測。具體選梭梭、花棒等6種沙生植物，在流動沙丘和半固定沙丘迎風面的頂部、中部和底部，按1行Waterboxx造林器1行對照進行造林，造林密度2 m×2 m。每個造林樹種定植6行，將6種沙生苗木按相同排列順序進行造林。并分別選15個造林器和對照，進行定株觀測。風蝕于2015年5月6日和5月8日，2次大風后第2 d采用5 m鋼卷尺直接觀測，觀測部位是Waterboxx造林器的迎風面、左右兩側(cè)和背風面4個方向，風蝕溝距造林器0 cm。風蝕溝測定前，6日最大風力16.9 m/s，出現(xiàn)在早晨8：10，超過10級大風3次，近7 h；風蝕測定完后，將造林器扶正，并填埋了風蝕溝。8日最大風力17.1 m/s，出現(xiàn)在下午4：50，超過10級大風2次，近5 h。2次大風主風向均為西北風。溫度觀測分別于7月21日和11月19日進行，高溫在13：30—15：30觀測，低溫在早晨8：30—9：30觀測；觀測使用荷蘭AquaPro公司提供的“Menconet”數(shù)字溫度計，測定范圍0～150 ℃；觀測內(nèi)容：盒外氣溫、盒外地表溫度、盒內(nèi)水溫、苗木定植孔內(nèi)地溫。土壤含水率用烘干稱重法測定，測定土層：0—10 cm，10—20 cm，20—40 cm。苗木成活率用直觀統(tǒng)計法，9月進行。將測定的數(shù)據(jù)在Excel軟件環(huán)境下處理，并進行分析和繪圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 Groasis Waterboxx流動沙丘和半固定沙丘造林風蝕情況

流動沙丘和半固定沙丘是沙區(qū)最典型的困難立地類型。用梭梭、花棒、沙木蓼、沙冬青、檉柳和沙拐棗等6種典型沙丘造林樹種，在流動沙丘和半固定沙丘造林，經(jīng)幾次大風吹蝕后，結(jié)果詳見表1。

表1 Groasis Waterboxx流動和半固定沙丘造林風蝕結(jié)果 cm

從表1可以看出，Groasis Waterboxx在沙丘上造林，流動沙丘上風蝕程度顯著重于半固定沙丘，而且沙丘不同部位風蝕程度也不一樣。從頂部看，流動沙丘Groasis Waterboxx迎風面上風蝕溝寬和深，分別是半固定沙丘風蝕溝的2.64和5.27倍，風蝕程度顯著重于半固定沙丘；左右兩側(cè)風蝕溝寬分別是半固定沙丘的2.93和2.92倍，溝深分別是5.95和5.57倍，也顯著大于半固定沙丘，左右兩側(cè)風蝕程度基本相同；流動沙丘上Groasis Waterboxx背風面形成凸起的風蝕尾，半固定沙丘則形成凹形風蝕溝；且風蝕尾平均最大寬是風蝕溝的1.98倍，長度是風蝕溝的4.16倍。這主要是由于流動沙丘表面相對平滑，無植被覆蓋，在強風和Groasis Waterboxx的圓形外表面的阻風作用下，前面及左右兩側(cè)形成強風流，造成前面和兩側(cè)的強風蝕，背面由于避風，在左右兩側(cè)風沙流的作用下形成渦旋區(qū)，將兩側(cè)風沙流的砂粒積聚起來形成風蝕尾。而半固定沙丘，由于表面有小灌木和草本植物，增加了沙丘表面的粗糙度，阻擋了強風的風蝕作用，并形成擾流，從而顯著減輕了Groasis Waterboxx前面及左右兩側(cè)的風蝕，同時將背面積沙吹走，顯出弱風蝕溝。

從中部來看，流動沙丘Groasis Waterboxx迎風面風蝕溝寬和深，分別是半固定沙丘1.76和3.04倍，風蝕程度顯著大于半固定沙丘；左右兩側(cè)風蝕溝寬分別是半固定沙丘的2.27和1.95倍，溝深分別是5.95和5.57倍，風蝕程度也顯著大于半固定沙丘，但左側(cè)風蝕程度略重于右側(cè)；背風面流動沙丘和半固定沙丘均形成了風蝕尾，且平均最大寬流動沙丘是半固定沙丘的1.98倍，平均最大高是12.5倍，風蝕尾長是4.16倍；但半固定沙丘形成的風蝕尾不明顯，風蝕程度顯著低于流動沙丘。中部情況與頂部略有不同，就是左邊的風蝕重于右邊，這主要于流動沙丘左邊的地形地貌有密切關(guān)系，因為試驗區(qū)左前方20—30 m處有一沙丘，高度與中部相近，在強風的作用下，形成側(cè)向風沙流，相對加重了試驗區(qū)左側(cè)的風蝕。

從底部來看，Groasis Waterboxx迎風面上，流動沙丘風蝕溝寬和深，分別是半固定沙丘的1.86和1.85倍，風蝕程度也明顯大于半固定沙丘，但明顯輕于頂部和中部；左右兩側(cè)風蝕溝寬分別是半固定沙丘的2.02和2.98倍，溝深分別是1.47和3.17倍，風蝕程度明顯大于半固定沙丘，且右側(cè)風蝕程度重于左側(cè)；背風面均形成風蝕溝，平均最大溝寬是半固定沙丘2.91倍，風蝕深度僅有半固定沙丘1/2，長度則是半固定沙丘3.0倍。底部的風蝕結(jié)果同頂部和中部的又略有不同，這跟試驗區(qū)前面的下墊面關(guān)系密切。試驗區(qū)前面是一片高低不平的半固定沙地，天然分布一些沙拐棗、沙蘆草，還有些零星的梭梭，因此，在前方下墊面和植被作用下，地表強風被減弱或抬升，并形成擾流，使得流動沙丘底部風蝕程度比中部和頂部小，且在Groasis Waterboxx背面形成風蝕溝。另外，底部左側(cè)地形整體高于右側(cè)，造成風沙流右側(cè)相對較強，所以，右側(cè)風蝕略大于左側(cè)。

從總體風蝕程度來看，Groasis Waterboxx沙丘造林風蝕情況：流動沙丘>半固定沙丘，頂部>中部>底部。

3.2 流動沙丘和半固定沙丘溫度效果

溫度是保證苗木造林成活率的重要因素。Groasis Waterboxx在流動沙丘和半固定沙丘上造林后，在7月高溫和11月低溫條件下，分別進行了觀測，結(jié)果如圖1—2所示。

從圖1可以看出，7月高溫季節(jié)，Groasis Waterboxx流動沙丘和半固定沙丘造林，各項溫度指標均為：流動沙丘>半固定沙丘，但差異不明顯。對流動沙丘來說，氣溫達到38.8 ℃時，沙丘表面地溫達到了48.72 ℃，Groasis Waterboxx內(nèi)部水溫只有18.8 ℃，但定植孔內(nèi)地溫只有23.92 ℃，顯著低于沙丘表面地溫，降低了2.04倍，此時非常適合植物生長。而半固定沙丘上表現(xiàn)的規(guī)律同流動沙丘一樣，但Groasis Waterboxx內(nèi)水溫比流動沙丘更低一些，沙丘表面氣溫和定植孔內(nèi)地溫也比流動沙丘的低一點，更適合植物生長。這說明Groasis Waterboxx無論在流動沙丘，還是半固定沙丘造林，夏季高溫季節(jié)有顯著降低定苗木生長地溫、保護苗木免受強光灼傷的效果。從圖2所示，11月氣溫降低時，Groasis Waterboxx流動沙丘和半固定沙丘造林，各項溫度指標均為：流動沙丘<半固定沙丘，差異也不明顯。當流動沙丘表面氣溫降到4.62 ℃時，沙丘表面地溫為5.46 ℃，Groasis Waterboxx內(nèi)水溫為6.76 ℃，定植孔內(nèi)地溫為7.48 ℃，明顯高于沙丘表面地溫，這有利于苗木生長，有明顯的保溫效果。半固定沙丘和流動沙丘各項溫度指標表現(xiàn)規(guī)律一致，盒內(nèi)水溫(7.18 ℃)和定植孔地溫(8.4 ℃)均比外部氣溫(5.2 ℃)和地溫(6.16 ℃)更高，保溫效果更大。這說明在氣溫降低時，Groasis Waterboxx有明顯保溫效果，可以防止低溫對苗木的凍害。

圖1 Groasis Waterboxx沙丘造林高溫效果

圖2 Groasis Waterboxx沙丘造林低溫效應(yīng)

3.3 流動和半固定沙丘水分效果

土壤水分是保證造林苗木成活的關(guān)鍵因素。用Groasis Waterboxx在流動和半固定沙丘造林，各層土壤含水率結(jié)果如圖3所示。由圖3所示，用Groasis Waterboxx在流動沙丘上造林，3種試驗樹種在0—10 cm，10—20 cm，20—40 cm各層，土壤的絕對含水率均明顯高于對照；特別是10—40 cm層內(nèi)，其含水率顯著高于對照。在半固定沙丘上，3種參試樹種各層土壤含水率均顯著高于對照；特別是0—20 cm土層內(nèi)，其含水率更是顯著高于對照。這說明用Groasis Waterboxx沙丘造林，不論流動沙丘，還是半固定沙丘，都有明顯保持土壤水分的效果，特別是半固定沙丘造林，其保水效果更好。從圖3還可以看出，半固定沙丘造林各層土壤含水率，不論同一造林樹種還是對照，都普遍高于流動沙丘；尤其是0—10 cm土壤層內(nèi)的水分，顯著高于流動沙丘。這表明在流動沙丘上，由于地表的流動性，加之表面無植被覆蓋和固定，地溫高，蒸騰作用強烈，表層水分散失速度快，并在蒸騰拉力的作用下，使10—40 cm層的土壤水分也有部分散失；因此，流動沙丘各層水分質(zhì)量分數(shù)低于固定沙丘，保水效果相對半固定沙丘也較差。

圖3 Groasis Waterboxx造林流動和半固定沙丘各土層含水量

3.4 流動和半固定沙丘造林成活效果

造林成活率是衡量造林成敗的主要指標。2015年5月，用Groasis Waterboxx在流動沙丘和半固定沙丘上造林后，9月統(tǒng)計成活率，結(jié)果如圖4—5所示。由圖4可以看出，半固定沙丘上用Groasis Waterboxx6造林，6種參試樹種成活率均明顯大于對照；其中，沙冬青和檉柳造林成活率較對照分別提高了86.6%和56.6%，用LSR法比較，達到了α=0.01的顯著水平；其余苗木成活率較對照提高30%以上，都達到了α=0.05的顯著水平；從圖5可以看出，流動沙丘上造林，也顯著提高了各種苗木的成活率，較對照提高均超過30%，均達到了α=0.05的顯著水平。這說明Groasis Waterboxx在沙丘造林，可以提高苗木造林成活率30%以上，特別是一些日常在沙丘上造林成活率不高的苗木，如沙冬青、檉柳等成活率可以提高50%以上，造林效果良好。

圖4 Waterboxx半固定沙丘造林苗木成活率

圖5 Waterboxx流動沙丘造林苗木成活率

4 討論與結(jié)論

(1) 用Groasis Waterboxx在沙丘上造林，半固定沙丘風蝕情況小，流動沙丘風蝕情況大；尤其風季，Groasis Waterboxx在流動沙丘造林后，不論沙丘頂部、中部還是底部，風蝕程度都是半固定沙丘的1～6倍，四周風蝕程度比較嚴重。眾所周知，干旱沙區(qū)造林，沙丘是最典型的困難立地條件。固定沙丘沒有或流動性極小，而流動和半固定沙丘都具有流動性。相關(guān)研究認為：由于沙丘移動，生長在流動和半流動沙丘上的植物會受到2種影響：一是迎風面劇烈風蝕；二是背風面肆意沙埋。風蝕會使植物遭受各種機械損傷，如割裂葉片、扭斷根莖等，還會破壞植物營養(yǎng)器官，造林水分虧缺，破壞新陳代謝，使植物衰敗死亡。而沙埋和風蝕正好相反，能促進沙生植物生長[16]。在流動沙丘上用Groasis Waterboxx造林，由于植被稀少或沒有植被，雖然增加了沙丘表面對風的阻力，但Groasis Waterboxx的圓形外表，加上沒有通透性，在風力的強烈作用下，使得迎風面和兩側(cè)風蝕嚴重，風蝕情況大；而在半固定沙丘上，有較多的植被可以阻擋風沙，大大降低了風蝕作用；因此，Groasis Waterboxx造林后風蝕情況就減小。

(2) 使用Groasis Waterboxx在沙丘上造林，高溫季節(jié)可以有效降低苗木根際土壤溫度，提高Groasis Waterboxx內(nèi)供給植物吸收的水分溫度，提高水分下滲率，保護苗木正常生長發(fā)育，免受高溫灼傷。而低溫季節(jié)，Groasis Waterboxx可以有效保持盒內(nèi)植物根際土壤溫度，防止苗木遭受凍害。研究表明，溫度因子的變化對植物的生長發(fā)育有極其重要的作用，各種植物的生長、發(fā)育都要求在一定的溫度范圍內(nèi)進行。在此溫度范圍的兩端是最低和最高溫度。低于最低溫度或高于最高溫度都會引起植物體死亡。最低與最高溫度之間有一最適溫度，在最適溫度范圍內(nèi)植物生長得最好。 地球上各地帶的植物需要的最適溫度的范圍是不同的。熱帶植物生活最適溫度范圍多在30～35 ℃；溫帶植物多在25～30 ℃，而寒帶植物的最適溫度一般稍高于0 ℃[17]。本試驗區(qū)屬溫帶大陸性干旱氣候區(qū)，使用Groasis Waterboxx在沙丘上造林，在高溫季節(jié)使苗木生長地溫保持在23.92 ℃左右，低溫季節(jié)能保持在0 ℃以上，有效控制了苗木根際土壤的溫度變化，保證苗木正常生長發(fā)育，避免高溫和低溫對苗木的損傷，提高了造林質(zhì)量和苗木成活率。

(3) 使用Groasis Waterboxx沙丘上造林，保水效果好，可以使0—40 cm土層內(nèi)水分含量保持相對穩(wěn)定。相關(guān)研究認為：沙丘質(zhì)地疏松，易下滲，同時蒸發(fā)強烈，其水分垂直運動較快，0—40 cm是水分不穩(wěn)定層，該層與大氣鄰接，最易受大氣降水及蒸發(fā)的影響[18]。使用Groasis Waterboxx造林后，一方面，Groasis Waterboxx阻止了0—40 cm土層內(nèi)水分與大氣鄰接，減少了蒸發(fā)失水；另一方面，Groasis Waterboxx通過滲水焾，不斷向苗木根系土層供水，保證了苗木根系水分的持續(xù)供應(yīng)，使得0—40 cm土層水分相對穩(wěn)定，能夠很好地供給苗木生長需要。

(4) 使用Groasis Waterboxx在沙丘上造林，不論是沙丘上有生長優(yōu)勢苗木，還是生長相對困難的苗木，其成活率都顯著提高。Groasis Waterboxx是根據(jù)植物根系對水分需求規(guī)律研制而成，它能持續(xù)供給苗木根部適量的水分，而且具有保溫和防風蝕的效果；因此，可以顯著提高沙丘造林成活率。

綜上所述，Groasis Waterboxx在半固定沙丘和流動沙丘造林，半固定沙丘造林效果顯著好于流動沙丘。如果在流動沙丘上造林，最好避過春季和夏季，選秋季較好。這樣既能有效防止風蝕，避過炎熱干旱的夏季，又能很好地保證造林成活率。

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[2] Groasis Waterboxx理念幫助解決森林采伐、水源枯竭和糧食短缺問題[EB/OL].(2010-01-03) [2010-06-24]. http:∥www. southmoney. com/caijing/mtzx/caijing_112349. html.

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Afforestation Effects of Groasis Waterboxx on Sand Dunes

YAN Zizhu1,2, MAN Duoqing1,2, YAO Ze1, TANG Weidong2, ZHANG Zhiping1,2, LI Jingjing1

(1.StateKeyLaboratoryBreedingBaseofDesertificationandAeolianSandDisasterCombating,Lanzhou,Gansu700070,China; 2.GansuMinqinNationalStudiesStationforDesertSteppeEcosystem/GansuDesertControlResearchInstitute,Lanzhou,Gansu730070,China)

[Objective] Groasis Waterboxx and technology from Holland were introduced to solve the problem of sand dunes afforestation, and the technology application were analyzed. [Methods] Desert plants such asHaloxylonammodendron,Hedysarumscoparium,Caraganakorshinskii,Tamarixchinensisand other sand-fixing plants were used in Groasis Waterboxx afforestation on the mobile and semi-fixed dunes. Wind erosion was observed after the waterboxx plantation, and the ground temperature, seedling survival rate, dry weight, soil water-moisture content were measured. [Results] In the case of spring afforestation on dunes with Groasis Waterboxx, the wind erosion degree of mobile dunes was 2.0～6.0 times of the one of semi-fixed dune. Afforestation on mobile dunes was not as good as the one on semi-fixed dunes. Either for the mobile dunes or the semi-fixed dunes, the wind erosion degree on windward sides exhibited a normal rank at dune positions as: the top>the middle>bottom. (2) In terms of temperature effect, we observed that, in high temperature season, Groasis Waterboxx effectively reduced nearly 50% of soil temperature in the seedlings rhizosphere comparing with the one on bare ground. It can protect seedlings from high temperature burn; whereas in low temperature season, it maintained the rhizosphere surface ground temperature at about 5 ℃, can prevent seedling from low temperature freezing injury. (3) Using Groasis Waterboxx afforestation on sand dunes, moisture content of 0—40 cm topsoil was maintained to be a relative stable level of 6%～12%， ensuring the seedlings a constant supply of soil water. (4) In the end, afforestation using Groasis Waterboxx on dunes significantly improved the seedlings survival rate by 30%～60%, which may provide new idea and pattern to those difficult site conditions for afforestation. [Conclusion] Groasis Waterboxx afforestation is more applicable on semi-fixed dunes than on moving dunes. It can significantly increase the survival rate of seedlings.

Groasis Waterboxx; dunes; water-retention and water-saving; afforestation technology

2016-06-28

2016-09-06

2013年國家林業(yè)局引進國際先進林業(yè)科學技術(shù)項目“荷蘭Groasis保水節(jié)水造林技術(shù)引進”(2013-4-67)

嚴子柱(1969—),男(漢族),甘肅省古浪縣人,碩士,研究員，主要從事植物多樣性保護與荒漠化防治方面的研究。E-mail:yanzzh2006@126.com。

姚澤(1971—),男(漢族),甘肅省會寧市人,碩士,高級工程師，主要從事林業(yè)開發(fā)與荒漠化防治研究。E-mail:yaozemqq@163.com。

A

1000-288X(2017)02-0222-06

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