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冀北沙化土地生物综合治理技术研究
邢存旺
完成单位河北省林业科学研究院
登记(发布)日期2009
中文摘要1、任务来源 “冀北沙化土地生物综合治理技术研究”项目来源于河北省林业局,项目编号为0102197,该项目围绕防沙治沙开展相关技术研究,研究期限为2001年～2008年。 2、应用领域和技术原理 (1)应用领域 主要应用于沙漠化防治及相关的生态林业工程。 (2)技术原理 本项目以植物资源学、森林生态学、森林培育学、治沙工程学、植物生理学等学科理论为指导,遵循因地制宜、适地适树(草)的根本原则,在系统划分沙漠化土地治理类型的基础上,通过对河北省沙区乡土优良种质资源的选择和国内外相似地区优良治沙植物的引进、区域栽培试验等系列程序,结合抗逆性试验,研究观测植物的各项抗性指标和优良性状,最终筛选出具有抗旱、抗寒、防风固沙效果好、经济效益高的沙区适应植物良种(品系)。在分析沙化土地类型和土壤理、化特性的基础上,通过生物措施与工程措施相结合,依据流动沙地、半固定及固定沙地的限制因子不同特点,分别采用营建活沙障、深栽、大容器苗、生态垫、覆盖保墒、补播改良等综合技术措施,提高冀北沙化地区防沙治沙工程的科技含量,增强生态林业工程的实施成效。 3、性能指标 (1)根据冀北沙化地区的气候、地理和植被特征,河北省北部沙化区的沙漠化土地划分为坝上高原和山地丘陵沙漠化土地2个类型区;坝东森林草原、坝西干草原、冀北山地丘陵和冀西北间山盆地沙漠化土地治理亚区共4个亚区;固定沙地、半固定沙地和流动沙地3个土地类型。 (2)风蚀沙地不同立地机械组成分析表明,0.1mm以上沙粒占50～90﹪,个别地段达到96.4﹪,是以粗沙为主体的沙地,持水当量较低,保肥供肥性能也相当差,不利于植物生长与植被恢复。根据土壤各粒级之间彼此消长的关系,以及土壤中氮素来源于有机质这一事实,可以将粘粒、胶粒与有机质这三个因子确定为风蚀沙土的特征因子,作为地力调节的指标因子。 (3)不同沙化土地的风蚀量变化规律为：植被盖度小于10﹪的沙化林草地和沙化农田显著大于植被盖度10﹪以上的沙地,是当前治沙工作实施的重点;植被盖度＞10﹪的沙化林草地的风蚀沙化量较前两者要小,可适当晚些治理。在沙化农田和沙化林草地两类风蚀沙地中,地表风蚀沙化量以3月末、5月末的地表风蚀量较大,1月末和11月末的地表风蚀量次之,7月末、9月末的地表风蚀量为最小,这正好和正常年份下沙尘暴多发生于春季相吻合。 (4)黄羊滩的原生植被包含77科、224属、389种,其中种子植物占植物总数的96.7﹪,在试验区中占有绝对优势。生活型特征以草本植物居多,其次是灌木亚灌木类,再次是乔木类。生态型特征以中生植物占优势,旱生植物较少。主要植被类型大致分为7个植被类型 41个群系。黄羊滩的植被类型在河北省北部沙化区具有很强的代表性,兼具了草原和森林草原、灌木草原的特征,体现了冀北沙化地带的生态分布特点。 (5)通过现有人工固沙林生长状况调研：樟子松、侧柏、新疆杨、白榆、山杏、小叶锦鸡儿、沙打旺、杨柴在黄羊滩表现出较好的适应性。生长稳定,长势良好,固沙效果显著,因此,可以作为优良的防风固沙树种应用。小美旱杨与刺槐在黄羊滩的适应性有待进一步观察研究。小叶杨不适合作为防风固沙树种在黄羊滩营造,没有起到防风固沙的生态作用。 (6)通过引种栽培试验,适宜黄羊滩治沙造林并可以在周边地区大面积推广的树种有沙地柏、沙枣、沙柳、黄柳、火炬树、紫穗槐、差巴嗄蒿、知母、菊芋。能够适应黄羊滩风蚀沙地的植物材料有文冠果、花棒、沙拐枣、沙棘、沙冬青等。胡杨、桑树、南蛇藤能否最终完全适应,有待于进一步观测。 (7)藤本植物不能作为冀北沙化区防沙治沙植物材料应用。爬山虎、葛藤、山荞麦在坝上地区难以成活,即使在条件较好的小环境中也难以生存,主要限制因子是低温。在坝下地区,爬山虎、葛藤能够在避风、山间低地或盆地生长,但长势不旺,而在流动、半固定沙丘栽植,遇有大风、日灼、低温等危害则出现抽梢、抽条、溢死等现象。金银花、山荞麦、啤酒花则几乎不能适应冀北沙化区的恶劣环境。 (8)流动沙地治理技术：草方格沙障结合直播种草以2m×2m与3m×3m这2个模式防护效果好且省工省料,是最理想的模式;建植植物再生沙障,对流动沙丘的特有限制因子来说,紫穗槐同其他几种植物相比,具有最强的抗性,黄柳次之,平行带状以带间距2.5～3.0m为宜,网格以4m×4m与6m×6m是最为理想的2个模式;利用生态垫覆盖流沙,能降低浅层(0～15cm)土壤温度5℃以上。虽然生态垫对降水有一定的阻隔作用,但抑制蒸发的作用占据了主导,从整个生长期含水量季节性变化来看,铺置生态垫条件下沙丘水分含量较高,季节变化幅度小。小叶锦鸡儿覆盖生态垫,2年后保存率是裸露沙丘的2.5倍,高度、地径、冠幅分别比流动沙丘高54.0﹪、60.3﹪和87.3﹪。 (9)半固定沙地植被恢复技术：新疆杨大苗深栽造林,在0.4～1.4m土壤深度范围内,成活率随栽植深度增加而增加,在春季和早秋造林,0.8m以上深度的苗木成活率都能达到或接近90﹪以上;樟子松和侧柏大容器苗造林,从炼苗、蹲苗、装苗、运输、栽植等多个环节总结技术要点。与裸根苗的造林相比,樟子松容器苗造林成活率和保存率在95﹪以上,每公顷却能节省投资157.4元;利用秸秆和地膜覆盖造林地,成活率提高了25～30个百分点,差异明显,并使得幼林物候提前了5～8d。风蚀沙地补播改良,不同补播方式,对当年出苗率影响较大,但对此后牧草总生物量变化影响并不显著。退化人工草地补播改良具有省时、省力、省资金的优点,并能达到预期效果,比重新建植人工草地缩短一半时间。 (10)在黄羊滩地区对现有人工固沙生长表现,通过对年平均树高生长量、年平均冠幅生长量、单株年平均生物量、林分年平均生长量、年平均净生产量5个指标综合评价了不同类型人工林生长状况。依据人工林林下物种丰富度指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数、均匀度指数等指标对不同人工林林下植物多样性进行综合评价。 4、与国内外同类技术对比分析 该成果针对冀北沙化地带风蚀沙化区特殊的立地条件,在充分调查、观测、研究和分析冀北沙化土地植被类型和土壤物理化学特征的基础上,依据生态学原理,以风沙土的土壤粘粒、胶粒和有机质为土壤治理和修复评价的主导因子,以植被的演替规律为依据,按照分类实施、分布治理的科学治沙方法,对流动沙地、半固定沙地采取生物措施与工程措施相结合的方法,进行综合治理,能够达到快速治理冀北沙化区沙漠化土地的目的。与国内外同类技术相比,该技术突出了土壤物理化学特征的作用,特别是找到了地力调节、土壤分析和恢复评价的主导因子,而以往国内外的治沙技术只注重了植被方面,对土壤缺乏研究分析;在生物措施方面,以原来的活沙障技术为基础,创造性地研究提出了紫穗槐再生活沙障治理流动沙地技术,能够快速覆盖和固定流动沙丘;在植被应用技术方面,提出了原生植被的科学依据作用和利用价值,并提出依据植被演替规律进行动态治理的技术措施。 5、成果的创造性和先进性 (1)该课题对风蚀沙地土壤理化性质作了全面研究,将粘粒、胶粒与有机质三个因子确定为风蚀沙土的特征因子,作为地力调节的指标因子,为风蚀沙地植被修复过程中土壤改良提供了量化指标。 (2)课题采用的活沙障固定流动沙丘技术、生态垫覆盖造林技术在防沙固沙方面作用显著。提出的紫穗槐生物再生沙障固定流沙技术,通过深埋、围草、截梢等技术措施,促使沙障成活,达到利用植物固定流动沙丘的目的,防护效果好。 (3)提出了“根据植被退化阶段采取动态治理”的技术措施。按照植被进展演替的自然规律,分阶段选择先锋种、长寿种、顶级种,作为指导治沙造林的长期方针,能够达到科学治沙的目的。 6、推广应用的范围、条件和前景 (1)推广应用的范围与条件 该项目是针对冀北沙化地带沙化土地特有的生态条件,经过调查、观测、研究与分析形成的综合防沙治沙技术,试验点遍及河北北部沙化地区,涉及不同区域、不同沙化程度的沙漠化土地类型,因此,推广应用的范围不仅在河北省北部风蚀沙化区,而且,也能够在条件相似的内蒙古、山西等我国北方沙化地区推广应用。该项技术主要应用于重度沙化的流动沙地和中度沙化的半固定沙地的治理。 (2)应用推广前景 河北省是环京、津风沙源治理工程的重点实施地区,也是难以治理的生态脆弱区,该项研究成果可为该区域内植被的恢复和重建、改善脆弱的生态环境、合理调整种植结构,提供不同沙化条件下相适应的治理模式,使沙化地区的生态环境、社会和经济发展步入可持续发展轨道,同时还可为周边相类似地区防沙治沙提供植被恢复的参考模式。随着该成果的推广,必将对河北省及周边地区防沙治沙工程高质量完成、促进区域经济和社会发展、提高人民的生态意识发挥巨大作用,因此,具有广阔的应用前景。 7、存在的问题及改进意见 我省的治沙技术研究工作起步较晚,相比较于甘肃的民勤、宁夏的沙坡头、陕西的榆林等外省典型治沙样板,我们的研究基础相当薄弱,具体表现在：治沙科研技术水平落后,缺乏研究基础,没有典型的尤其是长期的试验研究基地。这在一定程度上制约了该项课题的技术水平。该项技术成果仅仅是我省防沙治沙研究的初步结论,一些技术还有待于进一步长期观测研究,部分结论也有待于进一步通过实践检验,因此,建立长期固定研究基地,进一步加强河北省防沙治沙技术研究工作,把治沙研究深入开展下去,是解决这些问题的关键所在,一方面,不仅可以继续积累经验,提高水平,指导实践;另一方面,还能够避免半途而废、前功尽弃,造成很大的浪费。
中文关键词冀北 ; 沙化土地 ; 生物综合治理
语种中文
国家中国
来源机构河北省林业科学研究院
资源类型成果
条目标识符http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/241075
推荐引用方式
GB/T 7714		 邢存旺. 冀北沙化土地生物综合治理技术研究[Z]. ,2009.
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