樟子松在鄂尔多斯市固定沙地中的应用

收稿日期：2023-07-24

作者简介：沈洪霞（1983—），女，内蒙古鄂尔多斯人，硕士，林业高级工程师，主要从事林业治沙、造林、种苗培育、森林经营管理。E-mail：360828727@qq.com。

沈洪霞.樟子松在鄂尔多斯市固定沙地中的应用.[J].南方农业，2023，17（16）：-90.

摘 要 面对日益严重的沙漠化问题，樟子松人工造林作为一种潜力巨大的生态恢复技术，逐渐受到关注。为探究固定沙地樟子松人工造林在内蒙古鄂尔多斯市的应用效果，以及其对环境和土壤改良的影响，介绍了樟子松的生态特性及其在固定沙地中的生长条件，从种苗繁殖、植株管理与保护等方面详细论述了固定沙地樟子松人工造林技术，并以鄂尔多斯市为试验点，进行实地试验研究，结果表明樟子松人工造林能显著改善鄂尔多斯市的沙漠生态环境，促进了植被的恢复，并改良了土壤结构。

关键词 固定沙地；樟子松；人工造林；内蒙古鄂尔多斯市

中图分类号：S791.253 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.16.027

随着全球气候变化和环境恶化，沙漠化问题日益严重，对生态环境造成了巨大威胁。为了应对这一挑战，固定沙地成为保护生态环境、改善生态系统功能的重要途径[1]。在沙漠地区开展固定沙地和实施人工造林已被广泛认可为解决沙漠化问题的关键措施[2]。然而，由于环境的特殊性，传统的人工造林技术在沙漠地区的应用受到许多限制。针对这一问题，本研究旨在探索一种基于有效策略的固定沙地樟子松人工造林技术，并研究其在实际应用中的效果。樟子松作为一种耐旱、耐盐碱、抗风沙能力强的树种，被认为是适合在沙漠地区进行人工造林的理想选择。通过本研究的开展，为解决沙漠化问题、促进生态环境保护和经济可持续发展提供科学依据和技术支持，为固定沙地樟子松人工造林技术的研究和应用做出贡献。

1 樟子松生态特性及其在固定沙地中的生长条件

1.1 樟子松的生态特性

樟子松是一种广泛分布的常绿针叶树种[3]。通常生长在温带和寒带地区，能够适应不同的土壤类型和气候条件。樟子松的生命周期较长，并能够承受一定的干旱和寒冷危害[4]。在张森哲等的研究中发现，在干旱和高温条件下，阿尔山沙地樟子松种子发芽率最高达到了95%[5]。这表明樟子松具备适应干燥和炎热环境的能力，同时具有出色的抗旱能力，能够在干旱条件下存活和生长。此外，樟子松还表现出较高的耐盐碱能力。马鸿文等对樟子松种源幼苗耐盐性的研究发现，樟子松在不同程度的盐碱胁迫下仍能保持较好的生长状态，柳河种源能耐8 g·kg-1盐胁迫，而其他种源只能耐5 g·kg-1盐胁迫[6]。

1.2 樟子松在固定沙地中的生长条件

1）土壤要求。樟子松对土壤的要求相对较低，能够适应贫瘠的固定沙地。在砂质土壤中生长，并且对土壤的排水性要求较高，不耐积水。2）水分供应。水分是樟子松生长的重要条件之一。固定沙地通常缺乏水资源，因此在人工造林过程中，提供适当的灌溉是必要的。3）光照要求。樟子松喜欢充足的阳光照射，能够充分利用光能进行光合作用，并促进生长。因此，在固定沙地中进行樟子松人工造林时，应选择阳光充足的地块，以提供充足的光照条件。

综上所述，在固定沙地中，樟子松对土壤要求较低，但需要适度的水分供应和充足的光照条件。适当的灌溉和合理的日照时间可以显著提高樟子松的生长速率和成活率。因而樟子松成为固定沙地人工造林的理想选择。

2 固定沙地樟子松人工造林技术

2.1 种苗繁殖

为了提高固定沙地樟子松人工造林的效果，繁殖技术的研究和改良是必不可少的。种苗繁殖方法包括种子繁殖、扦插繁殖和组培繁殖等[7]。其中种子繁殖是固定沙地樟子松主要的繁殖方式之一。经过筛选和处理的种子，通过适当的播种季节、播种密度等因素的控制，可以获得较高的发芽率和存活率。在Prato等的研究中，采用种子繁殖法的发芽率和存活率均为60%以上，证明种子繁殖在固定沙地樟子松人工造林具有可行性[8]。此外，通过优化扦插条件和培养基配方，可以提高扦插苗的成活率和生长速度[9]。组培繁殖則可以大规模生产优质的苗木，并缩短生长周期。

2.2 植株管理与保护

2.2.1 植株配置和密度控制

固定沙地樟子松在生长期对光照和空间的需求较高，因此适宜的植株间距对于樟子松的生长来说影响较大[10]。有研究表明，樟子松的胸径与造林密度呈负相关，相同树龄时，通过设置4种不同密度控制的样地进行樟子松胸径分析，密度越大胸径越小，造林密度为1 250～2 500株·hm-2的差别较小，而在

5 000～10 000株·hm-2的差别则相对较大，从樟子松胸径生长的角度来看，造林密度在5 000株·hm-2以下，株行距1 m×2 m时最合适。通过控制植株间距和密度，可以避免过度竞争，提供足够的光照和空间资源，促进幼苗的生长和发育，减少相互之间的竞争，有利于树冠的展开和分枝的发育[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与否很大程度上取决于土壤条件[12]。在固定沙地上，土壤通常贫瘠、排水性差且含盐碱量较高，樟子松最适宜在半固定沙地和覆沙黄土地栽植，其次在流动沙地上樟子松也具有较高的成活率。为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。

深耕松土是通过将沙地表层的沙土与下层的腐殖质和肥沃土壤混合，形成适宜樟子松生长的耕作土壤层[13]。经过深耕松土处理后，土壤的肥力和保水能力得到显著提高，有利于樟子松幼苗的生长和发育。同时，通过施加有机肥料和矿质肥料，调节土壤的酸碱度和盐碱度，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、不稳定的降水和高温等条件对樟子松苗木的生长有较大的影响。因此，灌溉和水分管理是必不可少的措施。在人工造林初期，采用滴灌或喷灌等定量供水方式，保持土壤湿润，并通过灌溉来补充树木所需的水分。还可以通过覆盖物来减少土壤水分蒸发和温度波动，提高土壤水分利用效率。

2.2.4 病虫害防治

病虫害会对苗木的生长和成活率产生不良影响。通过合理的病虫害监测和预警，及时采取相应的防治措施，可以有效控制病虫害的发生和传播。常用的方法包括生物防治、化学防治和物理防治等。

3 应用案例与效果评估

3.1 应用案例介绍

根据研究目的和资源条件，选择内蒙古鄂尔多斯市试验点作为固定沙地樟子松人工造林的区域。鄂尔多斯市位于中国北方，靠近蒙古国边境。它的地理位置使得其面临着典型的干旱气候条件。该地区夏季炎热干燥，冬季寒冷干燥。年平均降水量相对较低，大多数降水集中在夏季。该区域具有典型的沙漠环境特征，砂土中的砂粒含量较多（见表1）。由于缺乏有机质和养分，土壤肥力较低，保水能力较差。植被以荒漠和半荒漠植被为主，总面积为186.54 hm2。是进行相关研究和实践的理想场所。

3.2 技术应用的具体操作过程和方法

3.2.1 土壤改良

为了改善砂质土壤的结构和肥力，采取了深翻、添加适量有机肥料、灌溉等措施。深翻可以提高土壤通气性和保水能力，有机肥料可以增加土壤肥力，而灌溉可以提供足够的水分。

3.2.2 苗木选择与处理

在通过苗圃筛选后，选择了适应沙地条件的樟子松苗木。在种植前，对苗木进行了修剪、修整根系、处理病虫害等预备工作，以确保苗木的健康状况和适应性。

3.2.3 整地和造林

对土地进行了整平处理，确保表面平整，并清除大块的沙丘和障碍物。按照一定的行距和株距，在事先挖好的坑穴中种植樟子松苗木，以达到合理的布局和密度。

3.2.4 管护措施

栽种后持续管理6年，每年定期进行灌溉、施肥、除草和病虫害防治等管理措施，以促进樟子松苗木的生长和发育。此外，在樟子松生长期间进行定期监测并记录成活率、树干胸径、砂土质量等数据。

3.3 效果评估分析

3.3.1 生态效果评估指标

1）植被恢复程度：通过定期监测樟子松人工林的植被覆盖率，评估固定沙地樟子松人工造林对沙漠生态系统的恢复效果。5年后，樟子松人工林的植被覆盖率从栽种时的38%增加到了78%（如图1）。

2）土壤改良效果：测量土壤粒度参数和土壤pH值，评估樟子松人工造林对沙地土壤的改良效果。

采用乌顿-温德华氏粒径标准（Udden-Wentworth grdde scale），根据Krum⁃bein所提出的对数转化法，将粒度的真值转化为Φ值：

Φ=-log2d（1）

式中：d为沙粒粒径，mm。

采用Folk-Ward的图解法计算平均粒径（d0）、标准偏差（σ0）、偏度（S0）和峰态值（K0）等参数，参数计算公式如下：

（2）

（3）

（4）

（5）

式中：Φ5为累积曲线中5%处的Φ值，其余类推。

土壤粒径分形维数不仅可以进一步比较不同土壤的颗粒分布特征和质地均匀程度，还可以用于反映土壤的其他特征，如土壤发生、土壤肥力等。计算公式如下：

（6）

式中：D为土壤体积分形维数；r为土壤粒径；Ri为粒径等级i的土壤粒径；Rmax为土壤粒径的极大值；v（r＜Ri）为土壤粒径小于Ri的土壤体积分数；vr为各粒径等级体积分数之和。

3.3.2 评估结果

根据分析获得各树龄区域的土壤粒径情况。随着林龄的增加，土壤平均粒径呈增大趋势，表示随着林龄增长，分选型不断变差，生态系统更加稳定，从而使黏粒和粉粒的含量不断增加（表2）。

同时，如图2所示，根据定期监测樟子松林下土壤的pH值数据情况，可以看出随着樟子松树龄的增加，其所种植区域的土壤pH值情况趋向正常范围内，土壤pH值得到了有效的改善。

4 小结

固定沙地樟子松人工造林是改善沙漠化地区的生态环境和保护土壤资源的有效手段。该技术通过科学选址、种苗培育、土壤改良、灌溉管理和病虫害防治等策略和措施，成功实施了樟子松人工造林项目，并取得了显著的效果。这些措施不仅促进了樟子松林的生长和发育，还减少了土壤侵蚀和风沙灾害的发生，促进了生态环境的恢复和保护。总之，基于有效策略的固定沙地樟子松人工造林技术研究与应用在改善生态环境、保护土壤和促进可持续发展方面具有显著的效果。未来的研究应该继续深入探索和创新，以进一步提高技术的可行性和可持续性，并为类似地区的治理提供更多的科学依据和技术支持。

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（责任编辑：张春雨）