張政興

（河北省木蘭圍場(chǎng)國(guó)有林場(chǎng)管理局，河北圍場(chǎng)068450）

樟子松在沙地改良中的應(yīng)用研究綜述

張政興

（河北省木蘭圍場(chǎng)國(guó)有林場(chǎng)管理局，河北圍場(chǎng)068450）

通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)樟子松被廣泛應(yīng)用在沙地造林中，但對(duì)樟子松在沙地改良中的應(yīng)用缺少系統(tǒng)性研究。因此，筆者通過(guò)查閱大量文獻(xiàn)資料，并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，就沙地樟子松造林技術(shù)、沙地人工群落構(gòu)建技術(shù)、沙地樟子松林經(jīng)營(yíng)等進(jìn)行了系統(tǒng)性闡述，并得出在沙地改良中應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，充分利用樟子松的沙地適應(yīng)性，應(yīng)用生態(tài)恢復(fù)理論及先進(jìn)營(yíng)林理念，合理應(yīng)用新材料、新技術(shù)，加快沙地改良的速度，穩(wěn)固沙地改良的效果。

樟子松；沙地改良；沙地造林

土地沙化作為土地退化的一種類型，是困擾全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要問(wèn)題之一[1]。沙地的成因主要是宏觀地理和地質(zhì)因素。另外，不合理的放牧、樵采和開(kāi)墾也是促進(jìn)土地沙化的重要因素。中國(guó)是世界上荒漠化和沙化面積大、分布廣、危害重的國(guó)家之一，主要分布在干旱和半干旱地帶的西北區(qū)、內(nèi)蒙古、東北區(qū)西部、華北區(qū)北部，形成長(zhǎng)達(dá)萬(wàn)里的風(fēng)沙危害線。每年造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)500多億，影響近4億人口的生產(chǎn)和生活。

沙漠化防治措施可分為生物措施、工程措施、化學(xué)措施等。其中生物措施主要指林、農(nóng)、牧防沙治沙措施。我國(guó)的防治措施主要以林業(yè)技術(shù)為主。林業(yè)建設(shè)可以通過(guò)綜合發(fā)揮生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益改善沙區(qū)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)沙區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的綜合效果。但由于沙地環(huán)境特殊性，造林樹(shù)種選擇尤為重要。國(guó)外經(jīng)過(guò)150～160 a實(shí)踐最終采用松樹(shù)固沙造林，我國(guó)從20世紀(jì)50年代開(kāi)始固沙造林樹(shù)種選擇研究，適于沙地造林的松屬樹(shù)種很多，認(rèn)為固沙造林喬木樹(shù)種可選擇油松和樟子松。鑒于我國(guó)沙區(qū)多位于北部，其寒冷氣候?qū)σ霕?shù)種的限制，更多選擇來(lái)自寒帶的樟子松作為沙地改良樹(shù)種。樟子松天然長(zhǎng)在沙丘上，在呼倫貝爾草原沙地上仍保留著一條樟子松林帶，其林齡可達(dá)200 a以上、胸徑可達(dá)100 cm[2]。最終按照我國(guó)沙區(qū)分布?xì)夂騾^(qū)域情況，結(jié)合這兩樹(shù)種的特性，樟子松被廣泛應(yīng)用于沙地改良中，并取得較好效果。

1 樟子松沙地適生性

自20世紀(jì)50年代開(kāi)始，樟子松就被應(yīng)用到沙地造林中，人們就其沙地適生性做了一系列研究。李勝功[3]根據(jù)1988年在內(nèi)蒙古奈曼沙地引種樟子松的調(diào)查數(shù)據(jù)，從樟子松的形態(tài)、解剖結(jié)構(gòu)、生態(tài)特征、物候、生長(zhǎng)規(guī)律、生理特征分析了其對(duì)沙地的適應(yīng)性。結(jié)果表明樟子松在物候和生長(zhǎng)規(guī)律上表現(xiàn)出極好適應(yīng)性，形態(tài)上其針葉及根系發(fā)達(dá)具有一定的旱生特征；生態(tài)上其為陽(yáng)性、耐旱、耐貧瘠樹(shù)種；生理上其表現(xiàn)出較高蒸騰強(qiáng)度（與油松比）、較高水勢(shì)和持水力、較低的束/自比和束縛水含量等特點(diǎn)。

2 樟子松在沙地改良中的應(yīng)用技術(shù)研究

2.1 樟子松沙地造林技術(shù)研究

經(jīng)長(zhǎng)期實(shí)踐發(fā)現(xiàn)沙地造林普遍存在“三低”問(wèn)題，即成活率低、保存率低、生長(zhǎng)量低[4]。這是由于沙地立地條件及沙區(qū)氣候特征造成的。沙地土壤含水量低、易揮發(fā)，且我國(guó)沙區(qū)多集中在干旱、半干旱地區(qū)，氣候上春季多風(fēng)少雨。因此，嚴(yán)格控制苗木質(zhì)量、苗齡，選擇合適造林季節(jié)，合理應(yīng)用抗旱節(jié)水技術(shù)是沙地樟子松造林成活的重要因素[5]；合理的林分密度調(diào)節(jié)及伴生植物的栽植對(duì)其保存和生長(zhǎng)有重要影響。同時(shí)，生態(tài)學(xué)的發(fā)展為選擇合理配置植物提供了理論依據(jù)。

2.1.1 種源、種苗選擇

種源選擇對(duì)造林成活率及林分穩(wěn)定性有重要影響。在沙地樟子松造林工作中，種源要以當(dāng)?shù)胤N子園生產(chǎn)種子為最佳，母樹(shù)林Ⅰ級(jí)或Ⅱ級(jí)木生產(chǎn)種子為其次，不能選擇Ⅲ級(jí)木生產(chǎn)種子。如果無(wú)當(dāng)?shù)胤N源，應(yīng)選擇從相應(yīng)的種子區(qū)（種子亞區(qū)）或相鄰的種子區(qū)（種子亞區(qū)）購(gòu)入種子或苗木[6-7]。

苗木是造林中最基本的生產(chǎn)資料，是提高造林成活率、保存率，保證造林質(zhì)量的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。因此，控制好苗木質(zhì)量尤為重要。在樟子松沙地造林中宜選擇苗木充分木質(zhì)化、無(wú)機(jī)械損傷、頂芽飽滿、根系完整、無(wú)病蟲(chóng)害的5年生苗木。與裸根苗、帶土坨苗相比，容器苗更優(yōu)。試驗(yàn)研究表明，優(yōu)質(zhì)大苗，栽植后具有生根力旺盛、抗性強(qiáng)等特點(diǎn)，比小苗有明顯優(yōu)勢(shì)[8]。同時(shí)，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行起苗、運(yùn)輸，減少苗木在使用過(guò)程中損傷。在有條件的地方可以就地建立臨時(shí)苗圃，既可保證苗木的來(lái)源，又可隨用隨起，縮短運(yùn)輸距離，降低起苗、運(yùn)輸對(duì)苗木產(chǎn)生的損傷和水分散失。有研究表明，就地建立臨時(shí)苗圃造林成活率明顯提高，可達(dá)到98%，比運(yùn)輸苗造林成活率高出10%～35%[9]。

2.1.2 造林季節(jié)選擇

沙地造林制約其成活的關(guān)鍵因子是水分和溫度[10]。樟子松春、秋、雨季均可造林。根據(jù)樹(shù)木休眠特性，春季苗木處于休眠狀態(tài)，造林后苗木根先生長(zhǎng)，而后地上部分生長(zhǎng)，所以成活率高；結(jié)合氣候條件，如果春季干旱，應(yīng)選擇雨季和秋季造林，土壤水分充足有利于苗木吸收利用，所以成活率高。秋季苗木地上部分進(jìn)入休眠，蒸騰作用減少，水分消耗降到最低，而地下根系仍在進(jìn)行活動(dòng)，所以對(duì)苗木成活有利。因此，根據(jù)造林樹(shù)種和造林地環(huán)境確定合理造林季節(jié)避免不利因素是造林成功的關(guān)鍵。

佟寶祿等根據(jù)多年在風(fēng)沙干旱區(qū)栽植樟子松的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出“一保、四改”樟子松造林技術(shù)，以提高樟子松造林成活率、保存率。其中，“四改”之一為：改一季造林為多季造林[11]。

2.1.3 抗旱節(jié)水技術(shù)應(yīng)用

采用抗旱節(jié)水技術(shù)可有效提高沙地造林成活率。常規(guī)抗旱節(jié)水造林技術(shù)有覆膜造林、深栽與坐水栽植、遮陽(yáng)造林、滴灌技術(shù)、噴灌技術(shù)等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，干水劑、保水劑、吸水劑等新材料的出現(xiàn)，促進(jìn)了沙地造林進(jìn)步。

紅玉[2]在科爾沁沙地樟子松造林技術(shù)研究中提出：沙地造林中覆膜處理既能維持造林地土壤含水量，又能提高土壤溫度，將樟子松造林成活率提高到了96.92%，比覆土區(qū)成活率提高了5.18%。壯苗深栽提高了根系分布層的土壤含水量，從而提高造林保存率和林木生長(zhǎng)量，且對(duì)林分后期生長(zhǎng)量具有較大影響[12]。戴繼先[13-14]通過(guò)防風(fēng)背陰整地法使春季造林成活率提高到96%，又通過(guò)小直坑整地使各期造林或活率均提高到85%以上。早在1989年光榮嘎查就采用坐水栽植法，試栽6.67 hm2樟子松林，當(dāng)年成活率達(dá)97.3%[15]。但是由于坐水栽植法對(duì)立地條件有一定要求，而滴灌技術(shù)、噴灌技術(shù)應(yīng)用成本較高，施工有一定難度，因此這3種方法在干旱山區(qū)沙地造林中應(yīng)用較少。經(jīng)過(guò)多年實(shí)驗(yàn)證明，常規(guī)抗旱節(jié)水造林技術(shù)可有效提高沙地造林成活率，具有較高的生態(tài)穩(wěn)定性，對(duì)周圍生物多樣性影響極小。

干水劑在干旱水分虧缺的條件下緩慢釋放水分，為植物根系提供至少3個(gè)月的有效水分。在科爾沁沙地樟子松造林技術(shù)研究中[2]，使用干水劑造林土壤含水量比對(duì)照提高了0.5%～1.0%，成活率幾乎達(dá)到100%。生根保水劑具有刺激苗木根系生長(zhǎng)發(fā)育、持續(xù)保水、緩釋肥水的功效。應(yīng)用保水劑不但可提高樟子松的造林成活率10%～15%，還可以促進(jìn)苗木生長(zhǎng)[16]。吸水劑可以吸水、保水，還具有一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。使用1:400吸水劑蘸根處理造林成活率可達(dá)98.84%，苗木高生長(zhǎng)、地徑生長(zhǎng)均優(yōu)于對(duì)照，且投入成本較低[17]?？购倒?jié)水新材料具有應(yīng)用范圍廣、操作簡(jiǎn)單，能提高造林成活率和保存率，且能夠促進(jìn)苗木生長(zhǎng)發(fā)育的優(yōu)勢(shì)，但其對(duì)環(huán)境的長(zhǎng)遠(yuǎn)影響有待評(píng)估。

2.1.4 沙障設(shè)置

合理的沙障設(shè)置是沙地造林成功主要因素之一。沙障能夠有效減輕風(fēng)蝕沙埋及其對(duì)植株造成的危害，顯著或極顯著提高造林效果。應(yīng)用帶狀沙障造林保存率提高60%、樹(shù)冠覆蓋率提高6倍[18]，對(duì)加速郁閉成林過(guò)程具有重要意義。劉斌[19]在榆林沙地樟子松栽培技術(shù)中也對(duì)沙障設(shè)置應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

2.1.5 造林密度

合理造林密度是提高樟子松沙地造林存活率和健康生長(zhǎng)的關(guān)鍵。20世紀(jì)80年代治沙造林專家提出樟子松水分收支平衡方程式[20]：B0+OC-B1-NTP-CT＝0（式中B0為生長(zhǎng)初期貯水量；B1為生長(zhǎng)末期貯水量；OC為降水量；N為土壤蒸發(fā)量；TP為植物蒸騰量；CT為流失量），按此方程計(jì)算，并結(jié)合國(guó)家造林技術(shù)規(guī)程規(guī)定成活率85%以上才算造林合格面積，推算當(dāng)?shù)卣磷铀珊侠碓炝置芏?，有時(shí)還要結(jié)合不同的沙地造林設(shè)計(jì)方案確定密度。不少地區(qū)采用2 m×2 m初植行距，但劉斌[19]認(rèn)為4 m×4 m初植行距為最佳，筆者認(rèn)為這與其造林地沙障設(shè)置有關(guān)。因此，造林密度確定要綜合考慮造林樹(shù)種、立地條件、當(dāng)?shù)貧夂颉⒃炝衷O(shè)計(jì)方案、基礎(chǔ)設(shè)施等多方面因素。

2.2 沙地人工群落構(gòu)建

干擾和演替是恢復(fù)生態(tài)學(xué)重要的生態(tài)理論之一。生態(tài)演替通常是可預(yù)見(jiàn)的、順序變化的過(guò)程，通過(guò)干擾或直接重建人工群落的方式進(jìn)行沙地改良是較常用方法[21]。人工構(gòu)建森林群落結(jié)構(gòu)是通過(guò)人類模仿自然植物群落栽植的、形成具有合理空間結(jié)構(gòu)的植物群體。

通過(guò)人工重建群落的方式改良沙地環(huán)境，關(guān)鍵在于群落植物選擇?；谌郝溲萏胬碚撘诉x擇鄉(xiāng)土植物為構(gòu)建人工群落的主要物種，同時(shí)可引入適宜沙地改良的物種，構(gòu)成包括喬、灌、草3種植物類型的人工群落。

高國(guó)雄[22]在毛烏素沙地東南緣人工植被結(jié)構(gòu)與生態(tài)功能研究中，用灰色關(guān)聯(lián)分析法對(duì)主要喬木樹(shù)種適宜性進(jìn)行了評(píng)價(jià)和排序:喬木依次為合作楊(1.0)>樟子松(0.70)>側(cè)柏(0.66)>油松(0.60)>小葉楊(0.58)。結(jié)合合作楊和樟子松的生物學(xué)特性，可知樟子松具有更廣泛的應(yīng)用區(qū)域。同時(shí)，陳家模[23]提出不同的人工植物群落對(duì)土壤的改良作用有顯著差異，具體關(guān)系為小葉錦雞兒＞差巴嘎蒿＞樟子松＞山竹巖黃蓍。因此，目前許多地區(qū)采用樟子松作為沙地改良的主要喬木樹(shù)種[2，4-5]。

高國(guó)雄[22]在毛烏素沙地東南緣對(duì)主要灌木樹(shù)種的適宜性評(píng)價(jià)和順序：花棒(1.0)>踏郎（山竹子）(0.86)>沙柳(0.84)>檸條(0.83)>紫穗槐(0.77)>沙地柏(0.65)。由結(jié)果可看出，豆科灌木較多，其次是楊柳科和柏科。在不同地區(qū)引入栽植中可參考此順序，但要注意結(jié)合本地氣候、土壤條件，選擇適宜本土的灌木樹(shù)種。其中，花棒具有喜光的特性，因此筆者認(rèn)為，從可持續(xù)發(fā)展目的看，不適合作為喬木層下的引入灌木樹(shù)種。

草本種類繁多，且盲目引種有一定的風(fēng)險(xiǎn)。因此，筆者建議在構(gòu)建形成喬灌層后對(duì)造林地封育，利用自然演替構(gòu)建草本層、地衣層，或引入部分本土草本植物后封育。只有形成完整的森林群落，沙地改良才能持續(xù)有效地進(jìn)行下去并實(shí)現(xiàn)沙地改良的目標(biāo)。

3 沙地樟子松的經(jīng)營(yíng)

森林經(jīng)營(yíng)主要措施有封育、撫育。撫育措施又分為生長(zhǎng)伐、疏伐、目標(biāo)伐、衛(wèi)生伐、割灌、修枝等。沙地樟子松經(jīng)營(yíng)較其他立地條件要困難。首先，沙地立地條件差，不利于樟子松快速生長(zhǎng)成林；其次，沙地一般植被單一，抗災(zāi)能力弱，易發(fā)生病蟲(chóng)害。吳祥云[24]發(fā)現(xiàn)章古臺(tái)樟子松人工固沙林衰退是一種生命周期縮短、成熟期提前的早衰現(xiàn)象。松枯梢病侵害是樟子松枯死的直接原因。氣候差異、土壤水分利用失衡起主導(dǎo)作用，松沫蟬、松毛蟲(chóng)危害是促進(jìn)因素，松枯梢病侵染是激化因素。因此，在沙地樟子松的經(jīng)營(yíng)中要采取精細(xì)化、科學(xué)化管理，充分應(yīng)用先進(jìn)的經(jīng)營(yíng)理念和技術(shù)實(shí)現(xiàn)沙地樟子松林的持續(xù)發(fā)展。

封沙育林草作為沙化區(qū)植被恢復(fù)和重建的一種主要措施已為許多國(guó)家所廣泛采用[25]。在科爾沁沙地封育措施對(duì)沙地植被恢復(fù)具有顯著的促進(jìn)作用(p<0.05)，封育6 a和12 a后植被密度分別提高了108.0%和239.3%，植物蓋度分別提高了261.6%和271.6%；適度的封育年限(<6 a)可以提高群落的物種多樣性[26]。這與宋鴿[27]在沙地樟子松經(jīng)營(yíng)研究中的結(jié)論一致。

趙亮[28]在章古臺(tái)沙地樟子松人工林經(jīng)營(yíng)中提出通過(guò)營(yíng)建樟子松混交林、提高林地土壤肥力、調(diào)整林分結(jié)構(gòu)和密度的方法實(shí)現(xiàn)樟子松林地生產(chǎn)力的提高，延長(zhǎng)樟子松的防護(hù)周期。還提出應(yīng)對(duì)40年生的樟子松人工林進(jìn)行衛(wèi)生伐并逐漸引導(dǎo)成疏林草地，修枝對(duì)林下的草本多樣性影響很小。筆者認(rèn)為，在幼齡沙地樟子松林分管理中，可人工施肥、灌溉以保護(hù)幼林，促進(jìn)林分生長(zhǎng)，加速郁閉成林為主要目的；在沙地樟子松中齡林應(yīng)以疏伐促進(jìn)林下植物生長(zhǎng)保證生物多樣性，人為建設(shè)疏林地為主；成熟林則應(yīng)以衛(wèi)生伐、引入新樹(shù)種為主，最終形成異齡復(fù)層混交林。

4 討論

由相關(guān)文獻(xiàn)資料[2-4]可知，目前樟子松被廣泛應(yīng)用為沙地造林主要樹(shù)種，具有改良沙地，恢復(fù)植被、改善當(dāng)?shù)丨h(huán)境的重要意義。通過(guò)沙地樟子松造林，伴生植物引入，實(shí)現(xiàn)人工構(gòu)建沙地喬—灌—草森林群落結(jié)構(gòu)，有利于促進(jìn)沙地改良快速穩(wěn)定發(fā)展。筆者認(rèn)為，在沙地改良中應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，充分利用樟子松的沙地適應(yīng)性，應(yīng)用生態(tài)恢復(fù)理論及先進(jìn)營(yíng)林理念，合理應(yīng)用新材料、新技術(shù)，加快沙地改良的速度，穩(wěn)固沙地改良的效果。

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(責(zé)任編輯：董莉莉)

S791.253

A

1001-1714（2017）03-0050-04

2017-04-19

中央財(cái)政林業(yè)科技推廣示范資金項(xiàng)目“沙荒地生態(tài)治理及近自然植被恢復(fù)技術(shù)推廣”[冀TG（2014）003]。

張政興（1979-），男，工程師，從事森林經(jīng)營(yíng)及種苗培育工作。E-mail:40087425@qq.com。