半干早地區植被恢復試驗研究

摘要：針對林業建設中存在的熱點、難點和關健問題，如：區域系統性差、林分結構不合理、林分穩定性差、生態效益低的現狀開展了試驗研究，依據因地制宜、分類指導、綜合開發、全面治理的原則，采用多林種、多樹種、喬灌草相結合，生態、經濟、社會效益相統一方法，改變了傳統單一營林方式，建成了多林種、多樹種、喬灌草相結合的多功能、多結構、多層次的穩定的森林生態系統。結果表明：使水土流失得到有效控制，與過去普通造林方法相比，造林成活率提高30%～40%，保存率提高30%以上。通過這些技術的組裝配套和應用，使造林能一次成功，解決了數十年來困擾山西豐干早地區造林兩率不高的技術難題，加快了荒山綠化步伐，提高了造林的質量。

關鍵詞：半干旱地區;植被恢復;植被恢復試驗

中圖分類號：Q948.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）22-0049-05

1 試驗區概況

試驗區設在山西省石樓縣，這里地處黃河中游東岸，呂梁山脈以西、屬于黃土高原一部分黃土高原。地勢東高西低，郡山連綿，地表覆蓋有深厚的黃土，因受流水侵蝕、沖刷，溝壑縱橫，地形破碎。本區域屬暖溫帶大陸性氣候，年均氣溫為9.2℃，1月為-7℃，7月為22.7℃，年降雨量550mm，霜凍期為9月下旬至次年4月下旬，無霜期180～190d。

2 研究方法

（1）在黃土丘陵區分別建立“自然型”、“灌溉型”、“集流型”試驗地各100畝，進行植被恢復重建試驗和示范;建設植被恢復、植被重建、植被保護試驗地各100畝，進行植被恢復重建途徑的試驗研究。采用標準地和小樣方調查方法進行植物種類、蓋度、保存率和生長量調查。

（2）劃分黃土丘陵區植被恢復類型區的依據。類型區主要劃分依據是大地貌及氣候條件，另外綜合分析考慮過去沿用的立地分類、林業區劃、林業重點工程布局。劃分黃土丘陵區植被恢復類型小區的主要依據是中地貌，并以其地貌命名小區。

劃分類型（組）的主要依據是根據科學實用的原則確定，既能反映林業生態建設與治理立地分異規律，又要便于應用，使基層技術人員易于掌握。

（3）適地適（樹）林，建設試驗林地300畝，營造穩定林分，依據植被地帶性分布規律和林業生產的成功經驗，在不同地帶建造不同人工林草植被類型，并模擬天然植被結構實行喬灌草復層混交，多樹種多林種配置技術的方法。

3 結果與分析

3.1 植被恢復重建途徑研究

3.1.1 植被恢復重建的主要目標

本項研究通過多目標線性規劃，調整區域土地利用結構、林種結構和植被恢復區域區劃布局，優化黃土丘陵區生態經濟型產業結構。以建設多林種、多樹種、喬灌草相結合的多結構、多功能、多層次穩定的森林生態系統為主要目標。

石樓縣試驗區植被恢復途徑見圖1，示范區植被恢復林種結構配置見圖2，第1試區典型立地配置見圖3。

將石樓黃土丘陵半干早地區簡單劃分為川源區、梁峁坡區和溝谷區，其中①梁峁坡區以25°為分界;②緩坡區坡度小于25°為分界，土壤較為貧瘠，水分依然較為緊缺，自然條件較差。15°以下地段可以建設水平梯田，發展混農生態林業。15°～25°地段應在帶狀整地的基礎上，選擇條件較好的地段發展果園或其他經濟林，選擇條件較差地段營造以灌木為主、喬木為輔的生態林，保持水土，發展經濟。③陡坡區坡度大于25°，土壤貧瘠，水分緊缺，自然條件最差。根據林分水分平衡原則，密度不宜太大，以建立稀樹灌叢草地為主體。首先應進行水平溝、水平階等帶狀整地，林木應沿等高線帶狀布設，帶間距離加大（一般為5m以上）。半濕潤地區可在帶間人工布設禾本科、豆科等牧草植物，或依靠自然力恢復為灌草帶，截滲徑流，保持水土;半干旱、干旱地區應人為鏟除稀疏的自然植被，形成集流面為下部植樹帶匯集徑流，提供生長所需水分，促進帶內植被正常生長。④溝谷區溝坡坡度大，土壤極為貧瘠;溝底較為平緩，水分條件較好。應圍繞淤地壩、谷坊建設，配置以喬、灌、草相結合的生物工程措施體系，保持水土，減少流向下游的泥沙，爭取全部泥沙就地攔蓄[2]。

3.1.2 植被恢復重建的主要手段

在石樓黃土丘陵半干旱地區，大部分地區均可采用“自然型”、“灌溉型”、“集流型”措施進行植被恢復重建。其中，“灌溉型”適用在限定區域內、生態地位十分重要的條件下采用;“自然型”是一種傳統、落后的方法，在目前生產中應用很少;“集流型”應為目前植被恢復重建工作的主體。集流技術的重點在于集水面的整修。在坡地上，可利用自然坡度，對坡面上凹凸不平的地方進行處理，使坡面基本平整，結合整地將雜草徹底清除;在整平的坡面上，原則上以每株林木為對象，也可在坡面較平整時以2～3株為對象，垂直等高線，修建15～20cm高的集水區土埂，將徑流導人栽植穴內。集水面防滲處理可采用機械處理方法、化學處理方法和生物處理方法等[3]。

3.1.3 植被恢復重建的主要途徑

3.1.3.1 植被恢復

植被恢復有兩種途徑：一是完全恢復，即通過改變立地條件，模擬當地自然植被系統的結構、功能，徹底恢復到具有地帶性特征的自然植被系統;二是部分恢復或階段恢復，當植被退化相當嚴重，現有立地條件很差，缺少可借鑒的頂極植被類型時，采取部分修復退化植被系統的方法，恢復目標可以是頂極植被之前的中間演替階段的植被類型[4]。

3.1.3.2 植被重建

人工重建適應于極度退化的荒山以及條件很差的退耕地等立地類型。采用直接模擬地帶性植被結構的一步到位造林法，或先布設先鋒群落、再混交地帶性種類的二步到位造林法，以加快森林植被的恢復進程。

3.1.3.3 植被保護

對植被系統進行人為管理，采用封山禁牧的方法，使其避免進一步遭受破壞和繼續退化。

3.2 植被恢復區劃

植被恢復區劃是開展林業生產、編制區域林業發展規劃、制訂林業生態建設與治理方案的基礎，是區域資源開發與保護、改善生態環境的重要依據[5]。因此，如何從區域的自然資源與生態環境特征出發，制定符合當地實際情況的保護和重建生態的策略或規劃，實現環境、社會、經濟的協調與可持續發展，已經成為生態環境建設的首要任務。

將石樓縣植被恢復類型區劃分四級分類系統[6]：黃土丘陵區植被恢復類型區、類型小區、類型組和類型。根據現狀劃分了2個生態建設與治理類型小區，8個類型組，16個類型[7]。見表1。

3.3 適地適樹與樹種選擇技術

3.3.1 適地適樹營造穩定林分的關鍵措施

依據植被地帶性分布規律在不同地帶建造不同人工林草植被類型;選擇地帶性植被建群種作為造林的主要樹種;模擬天然植被結構實行喬灌草復層混交。

3.3.2 多樹種多林種配置技術

根據黃土丘陵區植被恢復區劃成果，按立地類型選擇適宜的樹種和林種，建立了穩定的森林生態體系，提高森林的多種效益[8]。

3.4 防護林體系高效空間配置與穩定林分結構設計

石樓黃土丘陵半干旱地區防護林體系空間配置及穩定林分結構設計如下。

（1）黃土源面以及平緩源邊（0°<15°）：以寬闊的源面條田、源邊寬梯田為主，是黃土丘陵區的主要農業用地。配置以道路埂坎林帶或林網、片狀經濟林、間作林、四旁植樹等為主體的農田防護林體系。

（2）黃土緩坡（15°～25°）：多為坡耕地或窄梯田（田面寬度<10m）。防護林體系以農林復合形式配置，采用隔坡水平梯田（坡面帶狀林）、隔坡水平溝（水平溝為林帶）等農林復合結構設計。隔坡寬度10～15m。造林樹種可選擇蘋果、杏、梨、紅棗、核桃、花椒等經濟樹種。

（3）黃土陡坡（25°～35°）：多為荒草地和棄耕地。配置為坡面水土保持林、林牧復合防護林。在較完整的坡面上，采用喬灌異齡復層林帶與草田相間的形式，水平溝整地，林帶寬度15～20m，林帶間距>15m。在面積較小或破碎的坡面，采用全面造林，徑流集水整地。喬木樹種造林密度應小于1650株/hm²。

（4）黃土急坡（≥35°）：配置為水土保持林，采用人工促進封山育林，深根性喬灌草結合異齡復層結構，形成鑲嵌在坡面上不規則小塊狀的近自然植被景觀。

（5）侵蝕溝系：輔以工程措施，配置為封造結合而成的喬灌草防沖固溝攔沙濾水型侵蝕溝水土保持林。主溝溝底修建攔沙壩，營造速生豐產林。支溝溝底修建谷坊群，采用人工促進封溝育林育草，形成近自然植被。溝頭配合溝頭防護工程，營造深根性固土性強的喬灌木樹種[9]。溝坡坡度多為大于35°的急險坡面，必須全面封禁，并采用撒種深根性喬灌草種，人工促進植被恢復[10]。

（6）造林采用2～3年生的優質苗木。

3.5 植被恢復不同模式造林效果分析

3.5.1 生態林與經濟林混交模式——側柏、核桃帶狀混交造林效果

由表2可知，采用集流工程整地技術，局部改變了林地土壤的水肥氣熱條件，為植物生長發育奠定了基礎。側柏、核桃混交后，幼樹期間均表現出了迅速生長的習性。

3.5.2 生態林混交模式——側伯、刺槐帶狀混交造林效果

由表3可知，在石樓黃土丘陵半干旱地區，生態林采用徑流整地方式營造混交林，可以大大提高苗木成活率、生長量和林分的生態效益。同時不論何種混交方式，在適宜立地幼齡期林木生長量與相應的純林比較沒有顯著差異。

3.5.3 生態經濟林混農模式造林效果分析

由表4可知，生態經濟林混農模式分布在村莊附近，采用隔坡水平溝整地，立地條件和肥水管理較好，經營水平高，因而幼樹期間，樹體生長發育迅速，成形快，結果也早。

3.5.4 生態林純林造林效果分析

由表5可知，通過隔坡水平溝整地后，不同樹種的生態林生長發育不同，但均表現出了速生性。

4 結語

（1）對石樓縣黃土丘陵區的植被進行了區劃，共劃分了2個植被恢復類型小區，8個類型組，16個類型。

（2）通過多林種、多樹種、喬灌草相結合等措施的試驗，提出了在半干旱黃土丘陵區營建穩定的森林生態系統途徑（包括植被恢復、重建和保護的關鍵技術措施，多樹種多林種配置技術，林分結構設計方法與空間配置關鍵技術）。

參考文獻：

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[9]史敏華，鄺立剛，盧桂賓，等.黃土高原徑流林業與林業持續發展戰略[J].山西林業科技，1995（4）：22-25.

[10]郭忠升，邵明安.半干旱區人工林草地土壤旱化與土壤水分植被承載力[J].生態學報，2003（8）：1640-1647.

收稿日期：2019-10-17

作者簡介：葛寒英（1963-），女，高級工程師，研究方向為森林經營。