loess hills
黄土丘陵 是我国黄土高原上的主要黄土地貌形态。它是由于黄 土质地疏松,地表植被和生态系统遭到严重破坏,加之黄土高原地区雨季集 中于七、八月份、降水强度较大,被地表流水冲刷形成的。黄土丘陵按其形 态可以分为两种;长条形称为“梁”,椭圆形或圆形的称为“峁”。梁和峁的顶部面积都不大,但斜坡所占的面积却很大,坡度一般为 10—35 度。 黄土梁、峁地区地面非常破碎,沟谷密度很大。山西省的漳河、沁河上、中游流域和陕北、陇东黄土高原的北部,黄土丘陵分布广泛。如革命圣地延 安所在地,就是黄土梁、峁的分布区,那里的梁、峁海拔一般在 1000—1300 米,相对高度为 60—150 米。黄土丘陵地区,水土流失严重,植树、种草, 修筑梯田,进行水土保持的任务十分艰巨。
根据在黄土高原丘陵沟壑区具有代表性的安塞县退耕地植被样方的调查资料。利用TWINSPAN对退耕地植物群落的类型及其优势种进行了确定,即退耕地植物群落主要有猪毛蒿(Artemisia scoparia)为优势种的群落、达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)和长芒草(Stipabungeana)为优势种的群落、铁杆蒿(Artemisia gmelinii)为优势种的群落和白羊草(Bothriochloa ischaemum)为优势种的群落。典范对应分析(Canonical,Correspondence Analysis )得出:显著影响黄土高原丘陵沟壑区退耕地物种变化的主要因子为退耕年限、全磷、速效磷和土壤水分。结合物种生活型特征,认为白羊草和达乌里胡枝子在黄土高原丘陵沟壑区具有较强的适应性,可作为退耕地的适宜引种物种,以调控和加速植物群落演替,控制土壤侵蚀。
两年多来,中科院水保所在延安市 宝塔区、安塞县707平方公里的范围内,与省、市、县(区)、乡政府及试区农民相结合,建立了“黄土高原水土保持与 生态环境建设试验示范研究”基地。科学地实施退耕还林,封山绿化,加强植被建造,研究解决中尺度区域退耕还林中的科学技术问题,取得了显著成效。
先进的造林技术是提高造林成活率的关键
延安黄土丘陵区地形起伏,沟壑纵横,水土流失严重,形成水分条件完全不同的小生境,加之土壤干层存在,增加了人工植被的难度。过去延安地区造林成活率与保存率不足20%。其主要原因是造林中把关不严,在起苗、运输、发放、栽植过程中,没有严格按操作规程办事,导致苗木失水严重,根系受损,使造林成活率低;受恶劣的气候影响,春季造林时干旱多风,根系供水能力弱,导致苗木失水死亡;造林成活后管护不力,使人为破坏严重。试区针对上述问题,推广防风抗寒、抗旱的造林技术与之相配套的集流、平茬、深栽、覆土埋苗等管护技术,取得了明显效果。
集流造林技术是解决造林水分不足的重要手段。试区在北宋塔栽植的286亩侧柏、山杏、油松混交林,采用水平壕带栽植,通过坡面集流工程,提高土壤含水量7%-8%,其成活率达93%,树木当年抽条长度5cm-10cm。在县南沟流域栽植的1000多亩刺槐采用的是水平壕田集流技术,成活率达90%以上。
深栽埋苗技术。去年秋季在稍塬梁栽植的13000棵油松、侧柏、采用的是深栽埋苗技术。即栽后用松土将树苗埋没,防止冬春季寒风吹干树苗,于谷雨后刨土放苗,幼苗水分充足,返青快,成活率在95%。今年春季试区又在稍塬梁栽植21000棵油松、侧柏,采用同样的深栽埋苗技术,于谷雨后刨土放苗,前后虽然只有30多天,但避免了陕北春寒的袭击,成活率在90%以上。这一技术为黄土丘陵区常绿树种的造林提供了有效的途径。
截杆造林技术,延安冬春连旱并伴随着强劲的寒风,对造林影响很大。试区栽植的沙棘采用的是截杆栽植技术,苗木发芽率高,成活率高。
以乡土树种为主,合理引进外来种,提高生态建设效力
退耕还林的目的在于植被的恢复与重建,一个有稳定生态功能和相对高的生产力植被群落的关键在于适宜的树、草种选择,缺乏多样的适应性强的树草种将导致该地区生物多样性的单一,群落稳定性差,不利于保持和发展持久的生态环境建设效力。退耕还林草前,延安地区一般采用单一树种营造纯林,导致许多问题。首先是树种与立地条件不相适应,造成树种与环境不相统一,影响树木生长,形成小老树;其次是外来树种与当地条件不相适应,产生更新不良及土壤干层的后果,导致这一代衰败后,没有后续物种接替,不能建立稳定的永久性植被。为此,试区根据适地适树的原则,选择以乡土树种为主,合理引进外来种。根据安塞生态站近30年树种引进的试验结果,试区从外来树种和本地树种中筛选出元宝枫、新疆杨、沙棘、辽东栎、刺槐、柠条等适应性强的树种,实行适地栽植,并与乡土树种一起营造混交人工林,改变过去树种单一的格局。
适地适树,植树成林,提高植被覆盖率
针对过去植被建造与布局未遵循植被分布的地带性规律,使造林受局部地貌类型及小气候影响的问题,依据不同的立地条件与土壤水分,进行不同树种的混交,建立立体式的绿化带。去年在稍塬梁根据不同的坡度、坡向,实行多树种混交,效果相当好。
在缓、阳坡选择耐寒耐旱性强的侧柏、沙棘、狼牙刺进行乔灌混交,阳坡水分条件差,而沙棘、狼牙刺属小灌木,在缓坡适应性强,易形成小环境,有利于植被的自然演替,也利于侧柏生长。
在阴坡、半阴坡选择耐荫、耐寒的油松、辽东栎、五角枫、细裂槭等乡土树种混交,植被恢复快,建立了以乡土树种为主的植物群落。
在缓坡进行草灌乔混交,将苜蓿、冰草、无芒雀麦草与刺槐、侧柏、油松混交。一般草为浅播,利于出苗,草灌乔可同时播种、栽植,现在草灌已形成群落,再过若干年,油松、侧柏成林后自然演替为乔灌群落。这种混交既可作饲料基地又可增强水土保持与水源涵养功能,同时提高林地土壤肥力,促使乔木生长。
在半缓坡上进行乔灌经济林混交,将金银花、山杏混交种植。金银花是中药材,又属葡匐性灌木,覆盖度好,既保水土,一年又可采摘两次花,在短期内能给农民带来效益,也利于山杏生长。
沟道沟谷地造林。沟道土壤含水量高,树木生长明显好。在沟道、沟谷地种植刺槐或速生杨,并在沟口栽植沙棘,沙棘成活后生长快,是阻止沟道水土流失的植物柔性坝,效果明显。今年在县南沟、燕沟沟道两旁栽植93000棵杨树,14000棵侧柏,同时在退耕的荒沟荒坡上栽种刺槐4050亩,成活率在85%以上。
混交类型的优化配置,提高植被的稳定性
根据退耕地生态演替规律与植物水文生态效益及植物生物学原理,进行林分结构与混交类型的优化配置。
依据植物互补性原理,进行针阔叶林的混交,如将油松、侧柏与山杏混交,利于水土保持,利于今后森林防火。
依据植物耗水特性,将深根与浅根的树种混交,利于土壤水分的利用,利于抑制土壤干层的形成。去年在康家圪涝沟天然沙棘林里栽植新疆杨,成活率高,且生长快。沙棘固氮易被杨树吸收,杨树耗水大,沙棘耗水相对小,沙杨混交互补性强,生产力明显提高。
依据植物演替规律,进行乔灌混交。去年在柳林乡搞了60亩植被演替规律试验示范,在自然形成的草灌群落中人工栽植侧柏、油松、辽东栎、丁香等乡土树种,不仅成活率高,而且苗木抽条长,三五年后草灌植物群落自然向乔灌植物群落演替。同年又在高桥乡经封育两年后的山坡上,自然形成的草灌群落中栽植了50亩侧柏,成活率高,利于侧柏的生长。这种封育补植的办法,加速了植被的自然演替,这对大面积退耕的荒坡地是促进植被自然演替的简单易行且十分有效的办法。去年在安塞县县南沟流域7000亩封禁的地域内,开展了春季、雨季造林种草试验,营造侧柏100亩、油松50亩、沙棘50亩、沙打旺与柠条混播400亩,并完善不同类型的林草植被2000亩。
依据不同树种的生长规律与习性及黄土高原植被恢复过程中形成土壤干层的特性,实行以乡土树种为主,带状种植,建立复合植被;坡地实行斑块状式多树种混交。
两年来,试区在高桥、柳林、沿河湾等乡镇的6条小流域内,营造各种类型的混交林4000多亩,成活率高,生长好,植被建设已初见成效。 中科院水保所在延安707平方公里的大范围内进行水土保持与生态环境建设尚属首次 ,通过试验示范与研究相结合,目前植被建设已初见成效,其关键的因素是提高了退耕还林中的科技含量,退耕还林中诸多科学问题的阐明,新技术的应用将保障退耕还林的科学合理的实施与健康的发展。