樟子松在鄂爾多斯市固定沙地中的應用

沈洪霞

（鄂爾多斯市造林總場，內蒙古鄂爾多斯 014300）

隨著全球氣候變化和環境惡化，沙漠化問題日益嚴重，對生態環境造成了巨大威脅。為了應對這一挑戰，固定沙地成為保護生態環境、改善生態系統功能的重要途徑[1]。在沙漠地區開展固定沙地和實施人工造林已被廣泛認可為解決沙漠化問題的關鍵措施[2]。然而，由于環境的特殊性，傳統的人工造林技術在沙漠地區的應用受到許多限制。針對這一問題，本研究旨在探索一種基于有效策略的固定沙地樟子松人工造林技術，并研究其在實際應用中的效果。樟子松作為一種耐旱、耐鹽堿、抗風沙能力強的樹種，被認為是適合在沙漠地區進行人工造林的理想選擇。通過本研究的開展，為解決沙漠化問題、促進生態環境保護和經濟可持續發展提供科學依據和技術支持，為固定沙地樟子松人工造林技術的研究和應用做出貢獻。

1 樟子松生態特性及其在固定沙地中的生長條件

1.1 樟子松的生態特性

樟子松是一種廣泛分布的常綠針葉樹種[3]。通常生長在溫帶和寒帶地區，能夠適應不同的土壤類型和氣候條件。樟子松的生命周期較長，并能夠承受一定的干旱和寒冷危害[4]。在張森哲等的研究中發現，在干旱和高溫條件下，阿爾山沙地樟子松種子發芽率最高達到了95%[5]。這表明樟子松具備適應干燥和炎熱環境的能力，同時具有出色的抗旱能力，能夠在干旱條件下存活和生長。此外，樟子松還表現出較高的耐鹽堿能力。馬鴻文等對樟子松種源幼苗耐鹽性的研究發現，樟子松在不同程度的鹽堿脅迫下仍能保持較好的生長狀態，柳河種源能耐8 g·kg-1鹽脅迫，而其他種源只能耐5 g·kg-1鹽脅迫[6]。

1.2 樟子松在固定沙地中的生長條件

1）土壤要求。樟子松對土壤的要求相對較低，能夠適應貧瘠的固定沙地。在砂質土壤中生長，并且對土壤的排水性要求較高，不耐積水。2）水分供應。水分是樟子松生長的重要條件之一。固定沙地通常缺乏水資源，因此在人工造林過程中，提供適當的灌溉是必要的。3）光照要求。樟子松喜歡充足的陽光照射，能夠充分利用光能進行光合作用，并促進生長。因此，在固定沙地中進行樟子松人工造林時，應選擇陽光充足的地塊，以提供充足的光照條件。

綜上所述，在固定沙地中，樟子松對土壤要求較低，但需要適度的水分供應和充足的光照條件。適當的灌溉和合理的日照時間可以顯著提高樟子松的生長速率和成活率。因而樟子松成為固定沙地人工造林的理想選擇。

2 固定沙地樟子松人工造林技術

2.1 種苗繁殖

為了提高固定沙地樟子松人工造林的效果，繁殖技術的研究和改良是必不可少的。種苗繁殖方法包括種子繁殖、扦插繁殖和組培繁殖等[7]。其中種子繁殖是固定沙地樟子松主要的繁殖方式之一。經過篩選和處理的種子，通過適當的播種季節、播種密度等因素的控制，可以獲得較高的發芽率和存活率。在Prato等的研究中，采用種子繁殖法的發芽率和存活率均為60%以上，證明種子繁殖在固定沙地樟子松人工造林具有可行性[8]。此外，通過優化扦插條件和培養基配方，可以提高扦插苗的成活率和生長速度[9]。組培繁殖則可以大規模生產優質的苗木，并縮短生長周期。

2.2 植株管理與保護

2.2.1 植株配置和密度控制

固定沙地樟子松在生長期對光照和空間的需求較高，因此適宜的植株間距對于樟子松的生長來說影響較大[10]。有研究表明，樟子松的胸徑與造林密度呈負相關，相同樹齡時，通過設置4 種不同密度控制的樣地進行樟子松胸徑分析，密度越大胸徑越小，造林密度為1 250～2 500 株·hm-2的差別較小，而在5 000～10 000 株·hm-2的差別則相對較大，從樟子松胸徑生長的角度來看，造林密度在5 000 株·hm-2以下，株行距1 m×2 m 時最合適。通過控制植株間距和密度，可以避免過度競爭，提供足夠的光照和空間資源，促進幼苗的生長和發育，減少相互之間的競爭，有利于樹冠的展開和分枝的發育[11]。

2.2.2 深耕松土和改良土壤

固定沙地樟子松人工造林的成功與否很大程度上取決于土壤條件[12]。在固定沙地上，土壤通常貧瘠、排水性差且含鹽堿量較高，樟子松最適宜在半固定沙地和覆沙黃土地栽植，其次在流動沙地上樟子松也具有較高的成活率。為了提高樟子松的栽植成活率，可以采取深耕松土和改良土壤的措施。

深耕松土是通過將沙地表層的沙土與下層的腐殖質和肥沃土壤混合，形成適宜樟子松生長的耕作土壤層[13]。經過深耕松土處理后，土壤的肥力和保水能力得到顯著提高，有利于樟子松幼苗的生長和發育。同時，通過施加有機肥料和礦質肥料，調節土壤的酸堿度和鹽堿度，并增加土壤的肥力和保水性。也可以采用石灰降低土壤的酸性。

2.2.3 灌溉和水分管理

固定沙地的干旱、不穩定的降水和高溫等條件對樟子松苗木的生長有較大的影響。因此，灌溉和水分管理是必不可少的措施。在人工造林初期，采用滴灌或噴灌等定量供水方式，保持土壤濕潤，并通過灌溉來補充樹木所需的水分。還可以通過覆蓋物來減少土壤水分蒸發和溫度波動，提高土壤水分利用效率。

2.2.4 病蟲害防治

病蟲害會對苗木的生長和成活率產生不良影響。通過合理的病蟲害監測和預警，及時采取相應的防治措施，可以有效控制病蟲害的發生和傳播。常用的方法包括生物防治、化學防治和物理防治等。

3 應用案例與效果評估

3.1 應用案例介紹

根據研究目的和資源條件，選擇內蒙古鄂爾多斯市試驗點作為固定沙地樟子松人工造林的區域。鄂爾多斯市位于中國北方，靠近蒙古國邊境。它的地理位置使得其面臨著典型的干旱氣候條件。該地區夏季炎熱干燥，冬季寒冷干燥。年平均降水量相對較低，大多數降水集中在夏季。該區域具有典型的沙漠環境特征，砂土中的砂粒含量較多（見表1）。由于缺乏有機質和養分，土壤肥力較低，保水能力較差。植被以荒漠和半荒漠植被為主，總面積為186.54 hm2。是進行相關研究和實踐的理想場所。

表1 研究區域裸沙林砂土土壤含量表

3.2 技術應用的具體操作過程和方法

3.2.1 土壤改良

為了改善砂質土壤的結構和肥力，采取了深翻、添加適量有機肥料、灌溉等措施。深翻可以提高土壤通氣性和保水能力，有機肥料可以增加土壤肥力，而灌溉可以提供足夠的水分。

3.2.2 苗木選擇與處理

在通過苗圃篩選后，選擇了適應沙地條件的樟子松苗木。在種植前，對苗木進行了修剪、修整根系、處理病蟲害等預備工作，以確保苗木的健康狀況和適應性。

3.2.3 整地和造林

對土地進行了整平處理，確保表面平整，并清除大塊的沙丘和障礙物。按照一定的行距和株距，在事先挖好的坑穴中種植樟子松苗木，以達到合理的布局和密度。

3.2.4 管護措施

栽種后持續管理6 年，每年定期進行灌溉、施肥、除草和病蟲害防治等管理措施，以促進樟子松苗木的生長和發育。此外，在樟子松生長期間進行定期監測并記錄成活率、樹干胸徑、砂土質量等數據。

3.3 效果評估分析

3.3.1 生態效果評估指標

1）植被恢復程度：通過定期監測樟子松人工林的植被覆蓋率，評估固定沙地樟子松人工造林對沙漠生態系統的恢復效果。5 年后，樟子松人工林的植被覆蓋率從栽種時的38%增加到了78%（如圖1）。

圖1 植被覆蓋率變化情況

2）土壤改良效果：測量土壤粒度參數和土壤pH值，評估樟子松人工造林對沙地土壤的改良效果。

采用烏頓-溫德華氏粒徑標準（Udden-Wentworth grdde scale），根據Krum-bein 所提出的對數轉化法，將粒度的真值轉化為Φ值：

式中：d為沙粒粒徑，mm。

采用Folk-Ward 的圖解法計算平均粒徑（d0）、標準偏差（σ0）、偏度（S0）和峰態值（K0）等參數，參數計算公式如下：

式中：Φ5為累積曲線中5%處的Φ值，其余類推。

土壤粒徑分形維數不僅可以進一步比較不同土壤的顆粒分布特征和質地均勻程度，還可以用于反映土壤的其他特征，如土壤發生、土壤肥力等。計算公式如下：

式中：D為土壤體積分形維數；r為土壤粒徑；Ri為粒徑等級i的土壤粒徑；Rmax為土壤粒徑的極大值；v（r＜Ri）為土壤粒徑小于Ri的土壤體積分數；vr為各粒徑等級體積分數之和。

3.3.2 評估結果

根據分析獲得各樹齡區域的土壤粒徑情況。隨著林齡的增加，土壤平均粒徑呈增大趨勢，表示隨著林齡增長，分選型不斷變差，生態系統更加穩定，從而使黏粒和粉粒的含量不斷增加（表2）。

表2 研究區域土壤粒徑情況對比

同時，如圖2 所示，根據定期監測樟子松林下土壤的pH 值數據情況，可以看出隨著樟子松樹齡的增加，其所種植區域的土壤pH 值情況趨向正常范圍內，土壤pH 值得到了有效的改善。

圖2 樟子松人工林土壤pH 值變化情況

4 小結

固定沙地樟子松人工造林是改善沙漠化地區的生態環境和保護土壤資源的有效手段。該技術通過科學選址、種苗培育、土壤改良、灌溉管理和病蟲害防治等策略和措施，成功實施了樟子松人工造林項目，并取得了顯著的效果。這些措施不僅促進了樟子松林的生長和發育，還減少了土壤侵蝕和風沙災害的發生，促進了生態環境的恢復和保護。總之，基于有效策略的固定沙地樟子松人工造林技術研究與應用在改善生態環境、保護土壤和促進可持續發展方面具有顯著的效果。未來的研究應該繼續深入探索和創新，以進一步提高技術的可行性和可持續性，并為類似地區的治理提供更多的科學依據和技術支持。