干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 青松堡西雨养梭梭群落重建与生物治沙技术试验示范

Arid

	青松堡西雨养梭梭群落重建与生物治沙技术试验示范
	纪永福; 张锦春; 陈芳; 张德魁; 丁峰; 刘虎俊; 刘有军; 王吉金; 王芳琳; 孙涛
完成单位	甘肃省治沙研究所
登记(发布)日期	2010
中文摘要	本研究是国家科技支撑计划项目“民勤沙漠化防治与生态修复技术集成试验示范研究”(编号为：2007BAD46B)的第二课题“青松堡西雨养梭梭群落重建与生物治沙技术试验示范”(编号为：2007BAD46B02)。本课题以技术集成与示范为主,共建立了两个示范区。一、绿洲边缘雨养梭梭群落结构优化及保育技术集成示范：本示范区建设在甘肃省民勤治沙综合试验站。示范区地形地貌以固定、半固定、流动沙丘和丘间平滩地为主,其中固定和半固定沙丘占70%左右,流动沙丘占25%左右,丘间平滩地占5%左右;土壤类型主要是风沙土,平滩地主要是粘质湖相沉积。自然植被以沙拐枣、骆驼刺、沙米、碱蓬、五星蒿、苦豆子为主。人工植被主要有梭梭、柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)、沙木蓼(Atraphaxis bracteata)、花棒(Hedysarum fruticosum),其中梭梭占90%以上。在上世纪60～70年代营造了大面积的人工梭梭林,主要是采用“粘土沙障＋梭梭”的模式营造。但是由于植物群落结构比较简单,粘土沙障形成了大量的粘结皮,影响了大气降水向土壤入渗,再加上地下水位下降,土壤干旱严重,植物生长不良;近年来,粘土沙障解体严重,沙丘活化,风蚀加剧,梭梭林生长严重衰败。在民勤退化人工梭梭林中具有典型的代表性,是研究退化梭梭林恢复和雨养型防风固沙体系的理想场所。共5000亩。主要研究、集成和示范技术有：在退化梭梭林地活化沙丘上主要设置尼纶网沙障、草方格沙障、土工布沙障和仿真固沙灌木等机械固沙材料,在沙丘迎风坡下部设置粘土沙障;雨季在沙障内撒播沙蒿、油蒿等小灌木,退化梭梭、沙拐枣、白刺等采用矮化萌枝促壮技术。尼纶网沙障、土工布沙障、仿真固沙灌木和草方格具有很好的固沙效果,不会形成大量的粘结皮,有利于大气降水向土壤入渗,对植物生长十分有利,能够促进人工梭梭林的自然更新;粘土沙障能够有效的固定流沙,但是容易形成粘结皮,不利于植物生长。尼纶网沙障设置为1m×1m方格、高度为20cm,疏透度为40%左右;土工布沙障设置规格为垂直于主风向呈行列式设置,间距100cm,高度25cm;草方格沙障规格为1m×1m,高度5～15cm;粘土沙障带状设置,带宽400～500cm,沙障高度20～25cm。尼纶网沙障、土工布沙障、草方格沙障主要在沙丘中上部,退化梭梭分布范围内;粘土沙障主要在沙丘下部风蚀严重的范围内。隔行或者隔株矮化退化梭梭、沙拐枣、白刺等植物以促进其生长;在沙丘中上部补栽仿真固沙灌木以补充植物盖度小的缺陷,增强固沙能力;在结皮较厚的地方破坏沙面结皮,促进大气降水向土壤入渗。本研究成果形成了 “沙障(尼龙网沙障、土工布沙障、草方格沙障、粘土沙障)＋退化植被矮化复壮(退化梭梭、沙拐枣、白刺等矮化促壮)＋雨季撒播沙蒿(油蒿)”技术模式。沙障固定流沙;退化植被矮化促壮既能促进了生长,又增强固沙功能;雨季撒播沙蒿,增加植被盖度,增强系统固沙能力,形成机械沙障＋雨养植被防风固沙体系。集成尼纶网沙障固沙技术、土工布沙障固沙技术、草方格沙障固沙技术、粘土沙障固沙技术,退化梭梭矮化技术、退化沙拐枣矮化促壮固沙技术、退化白刺促壮固沙技术、沙蒿雨季撒播技术。在民勤应用效果主要表现在： ① 植物生长良好在示范区设置不同类型沙障后,植被生长状况都有不同程度的改善。示范区尼龙网格沙障固定的沙丘上,一年生草本植物为7种,而粘土沙障内和活化沙丘都只有6种。植株密度也大幅度增加,植株高度和冠幅都有较大的增加。尤其是沙拐枣更新苗数量较多。植被总盖度达34.7%(不包括仿真固沙灌木盖度),沙丘基本固定。 ②流沙固定示范区建成后,沙丘基本固定,流沙减少。在设置尼龙网沙障的区域,沙丘的风蚀量不到0.5cm,而在粘土沙障区沙丘几乎没有风蚀,在活化沙丘区,风蚀量较大,接近6cm。输沙量也是同样的规律;由于沙子有可能是从上风向别处被风吹来,虽然尼龙网格沙障和粘土沙障都基本固定了沙丘,但是采用集沙仪观测到的数据仍然有一定的输沙量。 “沙障(尼龙网沙障、土工布沙障、草方格沙障、粘土沙障)＋退化植被矮化复壮(退化梭梭、沙拐枣、白刺等矮化促壮)＋雨季撒播沙蒿(油蒿)”技术模式可在降雨在90～150mm之间,人工固沙植被生长衰败,机械沙障解体,系统固沙能力减弱的地区适用。二、绿洲边缘雨养梭梭群落结构优化及保育技术集成示范：本示范区选择在民勤青松堡,位于民勤西沙窝,是民勤绿洲的上风向,属于民勤重点风沙口之一,风沙对民勤绿洲危害严重。这里沙丘高大,高度一般在3～5 m;流动沙丘与丘间粘质平滩地相间分布,沙丘流动性强。自然植被主要有沙拐枣(Calligonum chinense)、沙蒿(Artemisia desertorum)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia)、沙米(Agriophyllum squarrosum)、碱蓬(Suaeda glauca)、五星蒿(Bassia dasyphylla)、苦豆子(Sophora alopecuroides)、芦苇(Phragmites australis)为主。人工植被主要有梭梭(Haloxylon ammodendron)。自上世纪60年代初以来,民勤县就将这里作为防风固沙的重点进行治理,持续不断的进行治沙造林。主要采取的治沙模式有“粘土沙障＋梭梭” 模式和“草方格沙障＋梭梭”模式,这些模式当时对固定流沙起到重要的作用,但是其缺点也是明显的：一是“粘土沙障＋梭梭” 模式虽然固定了流沙,但是很容易形成粘结皮,粘结皮影响了大气降水向沙层的渗透,影响了植物的生长;二是造林树种少,种结构简单,容易衰败,梭梭林固沙能力差,当沙障破坏后沙丘基本上又处于流动或者半流动状态。示范区共5200亩,主要研究和集成了以下技术模式：在2007年的秋天设置草方格沙障,将流沙固定,草方格沙障规格为1m×1m;2008年春天在沙障内栽植梭梭一年生实生苗,栽植梭梭的密度为4 m×4m;同时用红皮沙拐枣插穗扦插,扦插密度为4m×4m。在栽植梭梭实生苗和扦插红皮沙拐枣插穗时,每穴灌溉定苗水约3kg左右,为的是使土壤能够和梭梭根系、沙拐枣插穗紧密接触,提高存活率。在2008年雨季撒播小灌木沙蒿、油蒿种子,撒播量为66.7g/亩,以补充梭梭纯林固沙效果差的缺陷,增强防风固沙能力。梭梭苗是2007年大田育苗的实生苗,在2007秋天苗木休眠后起挖,假植至来年春天备用。红皮沙拐枣插穗在2007年秋天植物休眠后采集,长度25cm,直径1cm,在1～2年生枝条采集;采集后用湿沙沙藏到来年春天备用,在扦插前用15ppm浓度的ATP生根粉浸泡24小时。沙蒿和油蒿种子是上一年秋天收集,常规保存。该示范区建设的效果主要用造林存活率和固沙效果来评价。野外采用样方法调查分析：梭梭实生苗造林成活率达88.9%、沙拐枣扦插造林成活率在65.0%、沙蒿、油蒿雨季撒播出苗率在45.0%,2009年雨季仍有部分种子发芽出苗。采用集沙仪测定风沙流量,用风蚀标杆测定风蚀量,测定结果显示,流动沙丘基本被固定。三、取得的关键技术及集成模式 (一) 关键技术成果 1.尼纶网沙障固沙技术：尼纶网格沙障是一种固沙新材料,用高分子化合物＋抗老化剂做成。本研究主要对沙障高度、输透度、设置规格等方面进行研究和改进,通过试验研究得出：沙障高度低于20cm则固沙能力降低,高度高于20cm则增加成本;输透度低于30%则容易在风力作用下形成基部淘蚀或者沙埋,输透度大于50%则固沙效果不好。通过对1m×1m、1m×1.5m、1m×2m、2m×2m等不同设置规格的沙障的固沙效果观测研究后得出：虽然网格越小固定流沙的效果越好,但是网格越小成本越高,1m×1m设置规格的沙障可以完全固定流沙,所以选择1m×1m设置规格是合理的。可见高度为20cm、输透度为35%左右、1m×1m的设置规格固沙效果最好、成本最低。尼纶网格沙障的优势在于：具有很好的固沙效果,不会形成大量的粘结皮,对植物生长十分有利。与草方格沙障相比,有价格低、使用寿命长的优点;与粘土沙障相比,表面不形成粘结皮,有利于植物生长。本技术创新已在民勤青土湖风沙危害防治、民勤跃进渠治沙中应用,推广面积5000多亩。 2.退化梭梭矮化萌枝技术：将退化梭梭植株从一定高度截去,不仅能够萌发大量新的枝条,促进旺盛生长;而且可以将小乔木状的植株生长成灌丛状,增强了固沙功能。梭梭矮化平茬时期最好在树液流动前(即在3月底以前)进行,矮化林龄段最好选取在梭梭开始衰退初期,民勤梭梭在10龄以前生长最为旺盛,15龄左右可进入成林期,受林地水分的限制,梭梭生长开始衰退,此时可进行适度的矮化平茬,一方面降低了梭梭植株的蒸腾耗水,缓解土壤水分的过度亏损,另一方面促使梭梭枝条萌发,增强梭梭林固沙功能;梭梭矮化平茬高度以树高的1/4左右较好,目的是防止梭梭过高生长,将梭梭株形控制成灌丛状,这样有利于梭梭萌枝生长。梭梭在幼龄时期生长旺盛,这时候采取矮化平茬措施可以促使梭梭长成灌丛状,对增强梭梭的固沙能力有利。 3.沙拐枣扦插技术：提前准备好沙拐枣插穗,春季树液流动前在人工梭梭林行间将扦插。能够改善梭梭林群落结构,增强防风固沙功能。在插穗扦插造林试验中,1号ABT生根粉采用50ppm、100ppm、150ppm和200ppm不同浓度水平处理,结果发现150ppm处理效果最好。沙藏插穗ABT生根粉处理(150ppm)春季造林成活率比秋季(雨季)造林成活率高出10.19个百分点,而保存率高出57.59个百分点;沙藏插穗扦插春季造林成活率比秋季(雨季)造林成活率高出45.12个百分点,而保存率高出64.23个百分点;直接扦插春季造林成活率比秋季(雨季)造林成活率高出37.33个百分点,而保存率高出65.41个百分点。从此可以得出结论,在民勤沙拐枣采用插条ABT生根粉处理(150ppm)和沙藏处理春季造林成活率和保存率都较高,是造林较好的方法。 (二)技术集成模式 1.“草方格沙障＋梭梭＋沙拐枣＋沙蒿(油蒿)”模式(雨养梭梭结构优化与保育技术集成) 优势：改变传统在流沙上营造梭梭纯林的模式,在梭梭纯林中增加沙蒿、沙拐枣。形成小乔木和灌木结合,深根性植物和浅根性植物结合。梭梭防风能力强,固沙效果差;沙拐枣和沙蒿防风能力差,固沙效果好,两者相互弥补不足,增强群落整体的防风固沙功能。技术集成：机械固沙技术、梭梭造林技术、沙拐枣扦插造林技术。适宜范围：降雨在90～150mm地区流动沙丘。 2.“沙障(尼龙网沙障、土工布沙障、草方格沙障、粘土沙障)＋退化植被复壮(退化梭梭、沙拐枣、白刺等矮化促壮)＋雨季撒播沙蒿(油蒿)”模式优势：沙障固定流沙;退化植被矮化促壮既能促进了生长,又增强固沙功能;雨季撒播沙蒿,增加植被盖度,增强系统固沙能力,形成机械沙障＋雨养植被防风固沙体系。技术集成：尼纶网沙障固沙技术、土工布沙障固沙技术、草方格沙障固沙技术、粘土沙障固沙技术,退化梭梭矮化技术、退化沙拐枣矮化促壮固沙技术、退化白刺促壮固沙技术、沙蒿雨季撒播技术。适宜范围：降雨在90～150mm之间,人工固沙植被生长衰败,机械沙障解体,系统固沙能力减弱的地区。
中文关键词	雨养梭梭群落 ; 恢复 ; 生物治沙技术
成果类型	应用技术
语种	中文
国家	中国
中图法分类号	S793.9
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001408590
来源机构	甘肃省治沙研究所
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/242706
推荐引用方式 GB/T 7714	纪永福,张锦春,陈芳,等. 青松堡西雨养梭梭群落重建与生物治沙技术试验示范[Z]. 应用技术,2010.