遼西北沙漠化土地恢復(fù)治理技術(shù)

2011/1/21 19:07:09

1.成果內(nèi)容概述
　　按照子專題合同，以“信息系統(tǒng)論”和綜合集成工程為指導(dǎo)，采取“試驗(yàn)與示范”相結(jié)合，“高新研究與階段成果中試推廣”相結(jié)合，“定位研究與面上調(diào)查”相結(jié)合的技術(shù)路線，緊密結(jié)合防沙治沙工程及實(shí)際需要，針對(duì)彰武亞濕潤(rùn)干旱區(qū)生產(chǎn)技術(shù)條件落后，經(jīng)營(yíng)粗放，資源優(yōu)勢(shì)發(fā)揮不明顯，退化土地面積大，防護(hù)體系不完善，甚至衰退等現(xiàn)狀，在注重單項(xiàng)技術(shù)先進(jìn)、高效實(shí)用的同時(shí)，采用大尺度、多層次、鑲嵌配套技術(shù)，構(gòu)建多樹種、多林種、多效益的區(qū)域防護(hù)林體系景觀格局，實(shí)現(xiàn)退化土地治理的多元化，維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的再生能力和生物多樣性，促進(jìn)沙區(qū)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。
　　(1)沙區(qū)旱地果園節(jié)水技術(shù)
　　沙區(qū)旱地果園是在注重生態(tài)環(huán)境效益的前提下，新興的一種生態(tài)經(jīng)濟(jì)防護(hù)林構(gòu)建模式，利用有限的天然降水，采取有效的工程措施，使降水最大限度地被樹木利用，提高水分利用效率，是提高沙地果園經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力的有效途徑。該項(xiàng)技術(shù)的具體工程措施為:在春季4月一旬，以果樹為中心修節(jié)水槽。規(guī)格為:長(zhǎng)、寬分別為1.5m，槽深為0.3m，槽埂寬0.15m，底部形成以樹根部為最低點(diǎn)的錐形徑流槽，錐角在175°～177°范圍內(nèi)。
　　該項(xiàng)技術(shù)措施有效地改善旱地果樹(梨、大扁杏)生長(zhǎng)所需的土壤水分狀況，生長(zhǎng)期(5～10月份)0～50cm內(nèi)，土壤含水率可提高1%～2.3%，新枝、徑生長(zhǎng)量分別提高20%～30%和15%～28%，樹勢(shì)旺，是促進(jìn)果樹早期豐產(chǎn)的有效手段。
　　(2)沙區(qū)混農(nóng)造林經(jīng)營(yíng)技術(shù)
　　林農(nóng)結(jié)合是現(xiàn)代農(nóng)林發(fā)展的重要趨勢(shì)，樹種選擇依據(jù)適地適樹的原則，選用對(duì)組成種群的其他生物無(wú)危害，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高、生長(zhǎng)快、冠窄葉疏，抗性強(qiáng)的彰武小鉆楊作為混農(nóng)造林樹種。造林密度有2種配置方式(表1)。
　　　　　　　　　　　　　　表1　造林配置方式
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　　　 配置結(jié)構(gòu)　　　　　　造林密度(株/hm2)　　　　 株行距(m)
　　--------------------------------------------------------------
　　寬窄行(邊行優(yōu)勢(shì))　　　　　 666～834　　　 (2×2)×10 (3×2)×8
　　大行距小株距　　　　　　　 416～625　　　　　　 2×8　3×8
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　　造林方法:春季造林用2根1干苗，明穴倒坑栽植;秋季1年根或2年根穴狀栽植。造林初期(1～2年內(nèi))間種矮稈作物，如大豆或花生;幼林期間(3～4年內(nèi))間種高稈作物玉米;郁閉后(5年以后)間種耐蔭經(jīng)濟(jì)型植物。在林下行間種植間種農(nóng)作物并與樹木保持40～60cm的距離。播種時(shí)應(yīng)適時(shí)早播，一般在4月10～20日進(jìn)行。造林初期作物種植密度可與農(nóng)田相近，隨樹齡加大，林下光照相應(yīng)減少，農(nóng)作物種植密度可適當(dāng)減少一些。施肥應(yīng)以有機(jī)肥為主，適當(dāng)配施化肥并根據(jù)作物生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)適時(shí)追肥。該項(xiàng)技術(shù)是以實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)為前提，注重生態(tài)、經(jīng)濟(jì)效益的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)以短養(yǎng)長(zhǎng)、以耕代撫的目的，該成果除用于沙區(qū)固沙林營(yíng)建，還為改造低質(zhì)林找到了有效途徑，是沙區(qū)國(guó)營(yíng)林場(chǎng)調(diào)整林分結(jié)構(gòu)，提高林分質(zhì)量，擺脫貧困的重要手段。
　　(3)風(fēng)沙土鉀素狀況及鉀肥增產(chǎn)效果
　　對(duì)彰武縣西北部農(nóng)林用地土壤鉀素狀況調(diào)查表明:農(nóng)業(yè)用地速效鉀含量為35.6～71.4mg/kg，緩效鉀含量為213.3～376.5mg/kg，含量水平均較低，種植年限長(zhǎng)的農(nóng)田較種植年限短的稍高，且比較穩(wěn)定。林業(yè)用地速效鉀含量為35.6～347.2mg/kg，楊樹純林和樟子松與楊樹、與油松的混交林含量水平較高，樟子松、油松純林含量水平較低。緩效鉀含量為280～410mg/kg，除樟子松幼齡林含量水平較低外，其他林分類型差異不大，均為中等偏下水平，表層均高于底層。
　　田間試驗(yàn)結(jié)果表明:在目前的施肥水平下，配施鉀肥有明顯的增產(chǎn)效果，而增施氮、磷肥則無(wú)顯著效果。在較干旱的年份，配施鉀肥可較單施氮、磷肥增產(chǎn)50%～60%，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
　　該項(xiàng)研究的結(jié)果表明:土壤養(yǎng)分中，N、P養(yǎng)分的虧缺已不是限制作物生產(chǎn)力提高的主要因子，K素大量虧缺才是關(guān)鍵。所以，合理配施鉀肥是促進(jìn)沙區(qū)農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵。
　　(4)草炭改土技術(shù)
　　彰武縣西北部半干旱沙區(qū)草炭資源十分豐富，全縣埋藏量約為2300萬(wàn)m3，為本區(qū)利用草炭改良風(fēng)沙土提供了充足的資源。風(fēng)沙土養(yǎng)分貧乏，持水能力差，生產(chǎn)力低。改善風(fēng)沙土的水、肥狀況，是該區(qū)防治土地荒漠化，保證土地資源可持續(xù)經(jīng)營(yíng)利用所面臨的重大課題。
　　田間試驗(yàn)結(jié)果表明:施用草炭改良風(fēng)沙土可以明顯改善土壤水分狀況，減少春、秋兩季土壤水分的散失，提高土壤有效水分含量53%～62%，減少有限降水的下滲損失。同時(shí)，草炭不僅可以為土壤提供大量養(yǎng)分，更重要的是它能提高土壤的保肥性能，提高化肥的利用率，促進(jìn)作物的生長(zhǎng)。施用草炭可使作物產(chǎn)量較單施化肥提高60%～90%。因此，沙地農(nóng)田的土地生產(chǎn)力可因施用草炭而大幅度提高，為沙區(qū)調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展兩高一優(yōu)農(nóng)業(yè)，提供良好的水肥條件。
　　草炭的施用應(yīng)于秋季進(jìn)行，在施用前應(yīng)堆腐1年，搗碎，均勻地撒布在地表，后翻地20～25cm，使草炭與耕層土壤混合均勻。草炭改良風(fēng)沙土不僅可以應(yīng)用于中低產(chǎn)農(nóng)田的改造，更可以應(yīng)用于林牧業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)方面。
　　(5)樟子松固沙林合理經(jīng)營(yíng)技術(shù)
　　合理的經(jīng)濟(jì)間伐方式，對(duì)改善林分的小氣候條件，促進(jìn)林木的生理活動(dòng)，提高生長(zhǎng)量，都有顯著作用。對(duì)25年生樟子松固沙林，采取留強(qiáng)去弱間伐方式，由1250侏/hm2降低到859株/hm2，雖然株數(shù)減少了，但5年后林分的材積卻比對(duì)照區(qū)提高12%，即10.42m3/hm2�？芍�，留強(qiáng)去弱間伐是樟子松林分較好的經(jīng)營(yíng)疏伐方式，特別是在起伏不平沙丘上不便于帶狀經(jīng)營(yíng)的林分，更為適宜;帶狀間伐包括中等寬度(保留3行，伐除3行，經(jīng)營(yíng)密度為633侏/hm2) 和窄帶狀(保留2行，伐除1行，經(jīng)營(yíng)密度為759株/hm2)間伐，邊緣效應(yīng)較強(qiáng)，間伐后5年，對(duì)林分生長(zhǎng)的促進(jìn)作用是比較明顯的。一般胸徑生長(zhǎng)可增加13.5%～15.6%，樹高生長(zhǎng)可增加15.3%～15.6%，在平緩沙地上又便于操作，應(yīng)該積極采用。
　　(6)樟子松固沙造林合理密度的研究
　　自20世紀(jì)90年代以來(lái)，在水分、土壤、氣候等諸多環(huán)境因子的綜合作用下，樟子松固沙林開始出現(xiàn)不穩(wěn)定因素，其中水分因子主要限制因子。
　　通過(guò)對(duì)已設(shè)的20年生不同密度(625～10000株/hm2)樟子松標(biāo)準(zhǔn)地的調(diào)查，得出以下結(jié)論:樹高受密度影響不大，胸徑變化幅度為6.3～16cm，蓄積變幅為56.3～135m3，土壤含水率(0～300cm)1.5%～6.0%。密度＞2500株/hm2的林分，理論上蓄積量大，但不成材，只能為薪材或椽材，平均感病指數(shù)3～4，土壤含水率2%以下，接近凋萎土壤含水率1.72%，隨著密度的降低，胸徑增大，蓄積變化不大，感病指數(shù)明顯降低，土壤含水率增加。密度為625～833株/hm2的林分，感病指數(shù)降為1以下，土壤含水率4%～6%，林分生長(zhǎng)良好。當(dāng)?shù)厣硡^(qū)樟子松為了保持林分的相對(duì)穩(wěn)定，最大密度應(yīng)在林分833株/hm2以下。
　　(7)退化土地類型劃分及土地退化評(píng)價(jià)圖的編制
　　在大量野外調(diào)查的基礎(chǔ)上，根據(jù)研究地區(qū)土地退化成因及驅(qū)動(dòng)因子，將遼西北風(fēng)沙區(qū)退化土地在高級(jí)分類上劃分為3個(gè)系列，再根據(jù)土地退化程度在基礎(chǔ)分類上劃分為4個(gè)等級(jí)53個(gè)類型。在此基礎(chǔ)上，利用遙感資料、土地利用圖、森林分布圖、土壤肥力評(píng)價(jià)圖等圖件資料，完成了大冷、章古臺(tái)2個(gè)研究地區(qū)的土地退化評(píng)價(jià)圖(比例尺1∶25000)的編制，為有效治理、開發(fā)利用沙漠化土地提供了科學(xué)依據(jù)。
　　2.成果關(guān)鍵技術(shù)、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)的比較
　　(1)防護(hù)林體系由生態(tài)型改變?yōu)樯鷳B(tài)經(jīng)濟(jì)型技術(shù)
　　彰武沙區(qū)地處科爾沁沙地東南部，自然條件相對(duì)較好，開發(fā)利用較早，建國(guó)以后，這里曾大規(guī)模開展了固沙造林工程建設(shè)，生態(tài)條件也得到了明顯改善，但由于防護(hù)林體系與農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)結(jié)合不夠緊密，毀林開荒，超載放牧屢屢發(fā)生，加之防護(hù)林體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)欠合理，整體效益發(fā)揮不明顯，治沙出現(xiàn)了局部有所好轉(zhuǎn)，整體惡化的勢(shì)頭。針對(duì)這種現(xiàn)狀，開展了生態(tài)經(jīng)濟(jì)防護(hù)林體系構(gòu)建及可持續(xù)利用技術(shù)試驗(yàn)研究與示范，實(shí)激明，這一攻關(guān)目標(biāo)是切合實(shí)際的，深受當(dāng)?shù)卣�府及生產(chǎn)單位的歡迎。主要技術(shù)要點(diǎn)如下:
　�、俑鶕�(jù)農(nóng)田風(fēng)蝕沙化強(qiáng)度，調(diào)整改造了示范區(qū)農(nóng)田防護(hù)林林帶走向，更換了造林樹種，采用窄林帶稀疏和通透地構(gòu)配置。
　�、诠躺沉譅I(yíng)建注重生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的結(jié)合。流動(dòng)、半流動(dòng)沙地及地勢(shì)較高沙地栽植小葉錦雞兒、胡枝子等飼料苗木;地勢(shì)平坦的固定沙地栽植樟子松、楊樹等用材固沙樹種，并在栽植初期進(jìn)行林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)，以短養(yǎng)長(zhǎng)，以耕代撫。
　�、墼谧⒅馗纳粕鷳B(tài)環(huán)境的同時(shí)，大力開展經(jīng)濟(jì)林營(yíng)建，選擇適于當(dāng)?shù)厣�長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高，市場(chǎng)前景好的蘋果梨、早香2號(hào)梨、大扁杏作為經(jīng)濟(jì)林造樹種，栽培方式分為矮化密植型、強(qiáng)化稀植型，在經(jīng)濟(jì)條件較好村屯發(fā)展庭院經(jīng)濟(jì)，栽培葡萄、李子等優(yōu)質(zhì)果木，實(shí)行集約化經(jīng)營(yíng)。
　　(2)樟子松固沙林合理經(jīng)營(yíng)與良種選育技術(shù)
　�、賹�(duì)起伏不平的樟子松固沙采取留強(qiáng)去弱式疏伐，地勢(shì)較為平坦的林分實(shí)施帶狀(寬帶、窄帶)間伐，邊緣效應(yīng)較為明顯。上述2種經(jīng)營(yíng)方式可有效防止樟子松固沙林早衰，促進(jìn)林木生長(zhǎng)。
　�、谡磷铀砂葱坻咦宇伾珓澐譃�3種類型(綠色、紅色、粉色)，經(jīng)觀察測(cè)試得出:雄孢子顏色綠色、種子顏色黑色為樟子松優(yōu)良型，抗逆性強(qiáng)、生長(zhǎng)量大;與此同時(shí)，成功選育出1種固沙植物新材料--彰武松，它是赤松的優(yōu)良變種，抗旱性、生長(zhǎng)速率皆高于樟子松、油松、赤松，是三北地區(qū)很有發(fā)展前景的優(yōu)良造林樹種。
　　(3)退化土地可持續(xù)經(jīng)營(yíng)利技術(shù)
　�、俨萏扛耐良夹g(shù)　利用彰武沙區(qū)草炭資源貯量(約2300萬(wàn)m3)豐富，易于挖掘、改造沙化農(nóng)地，解決風(fēng)沙土養(yǎng)分貧乏，持水能力差，生產(chǎn)力低下等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。結(jié)果顯示:施用草炭可明顯改善本地水分狀況，提高土壤有效水分含量和保肥性能，可大幅度增加作物產(chǎn)量，這一技術(shù)深受農(nóng)民歡迎。
　�、阝浄史市г霎a(chǎn)技術(shù)　根據(jù)區(qū)域土壤養(yǎng)分調(diào)查分析得出:退化農(nóng)地有效鉀含量下降明顯，增施N

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