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[摘 要]本文从青海湟水河流域地区的自然状况谈起,在水分平衡和树种选择方面分析了湟水河流域荒山造林的可行性。估算湟水河流域荒山植被对天然降水的利用率,提出了解决水分平衡的方法;在树种选择上研究了湟水河流域常见树种的耐旱性,给出了适宜这些树种的栽植办法。综合这两方面提出了湟水河流域荒山造林的策略。
[关键词]荒山造林 水分平衡 树种选择
中图分类号:R359.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)41-0179-01
1.引言
青海湟水河流域地处青海省的东部,光照时间长,年日照时数2483.3-2912.7h。≥10℃的天数90.2-135.8d,无霜期179d。土层深厚,可达一至数十米。土壤PH值约为 8.2~8.5。该地区气候干燥,天然降水稀少。由于干旱,该地区荒山造林绿化虽然已历经数十年,而现有人工乔木灌木林保存率低下。[1,5]除了西宁主城区南北山通过提灌造林初见成效外,绝大部分地方仍是童山秃岭,这表明:湟水河流域地区荒山造林形势仍很严峻,水分平衡、树种选择等问题是制约湟水河流域荒山绿化成败的关键。
2.水分平衡问题
2.1 青海湟水河流域地区天然降水的特点[1]
青海湟水河流域地区天然降水的特点一是量少,年均降水量300-500mm。年均蒸发量1188-1848mm。[1,2] 二是降水季节比较集中,5~9 月的降水量为273mm。这个时期正是树木的生长季,有利于树木的集中使用。无效降水也占一定的比例。
2.2 青海湟水河流域地区植物天然降水利用量的估计
天然降水一部分会被树冠截流后蒸发了。还有一小部分以地表径流的形式流失了。大部分渗透到土壤中。渗透到土壤中的水分,一部分又会上升到地表被蒸发掉。被植物根系吸收的水分,主要由叶面蒸腾,但只有这一部分水,才是对植物生长有利的水分。根据有关参数,对植被蒸腾耗水量间接的进行粗略估计。
2.2.1 用蒸腾系数和单位土地面积上的年生物生长量估计
根据对湟水河南北两山的调查,荒地年生长生物量平均为250g/㎡,以蒸腾系数为400~500g 计算,则荒地植物年耗水量为100~125mm。荒地植物生长期6~9月的降水量约为197mm,按此计算,植物对天然降水的利用率约为50~65%。[1]
2.2.2 以荒地叶面积指数、蒸腾强度、水面蒸发量估计
按照南北两山的调查,荒地草本和灌木植被的叶面积指数平均为1.14,6~9月的水分蒸发量为876mm。在一般情况下,耐旱植被的叶面蒸腾量约为水面蒸发量的1/10。按此计算,荒地植物的年耗水量约为100mm,对天然降水的利用率约为50%。
2.2.3 根据湟水河两岸南北山对柠条蒸腾耗水的估计推算
青海湟水河流域南北两山实测叶面指数为1.5的柠条年耗水量为120mm,对天然降水的利用率为61%。[4]
2.2.4 总结
由以上三种估计结果可以看出,该地区荒地植物对天然降水的利用率约为50~60%。可见荒地植物对天然降水的利用率是不够的。分析其主要原因是荒地植物的覆盖率低,地表凋落物积累少,因而不但地表温度高,而且土壤水分容易上升到地表,导致地面自然蒸发比较大。
2.3 解决水分平衡问题的主要策略
根据该地区天然降水、地形地貌以及自然资源特点,合理的利用“天时”,“地利”,在目前经济、技术力量许可的前提下,较有效地进行荒山绿化,尽快改善该地区的自然景观。
2.3.1 针对青海湟水河流域地区天然降水的特点所采取的策略
综上湟水河流域地区天然降水的特点,降水年分布不均,不利于树木的生长。但是,只要掌握了这些规律,还可以因害设防,克服不利因素。由于该地区属于干旱少雨地区,植树时间放在雨季最好。在收集水分方面,采用漏斗式集水整地方式,变无效降水为有效降水,改善树木生长的水分条件,提高造林成效。漏斗式集水抗旱节水造林模式,可用于该地区,其技术要点和配套措施为:①整体规格:集雨坑上口直径300cm,下底60cm,深40cm。②整地要求:集水面必须拍光夯实,用塑料薄膜覆盖进行防渗处理。
2.3.2 针对青海湟水河流域地区地形地貌和自然资源的特点所采取的策略
湟水河流域地区为典型的黄土丘陵地形,干旱少雨,利用湟水河穿域而过的条件,对南北两山造林区进行提水灌溉。但需水量、投资大,考虑该地区的经济条件,采用注射式节水灌溉方法,其特点是投资小、用水节约,利于加快湟水流域地区的绿化步伐。[4]
3.青海湟水河流域地区荒山造林树种的选择
樹木消耗的水分,大部分是通过叶面蒸腾来实现的。不同树种,即使单位叶面积的年蒸腾耗水量相同,其耐旱性也不尽相同。
3.1 几个主要树种的耐旱性分析
杨树 小叶杨、青杨等,每平方米叶面积年平均耗水量约为150~210kg。青海湟水河流域南北两山现有的杨树中幼龄林,其叶面积指数最大也不过 6~7。按中幼林计算,每年正常耗水量为600~1260mm。而湟水河流域平均降水量中,可供树木吸收的只有230mm,远不能满足其需求,要培育杨树林,必须进行灌溉。[2,5]沙枣 蒸腾强度和耗水量稍高于杨树。但其凋萎湿度远比杨树低。湟水河流域地区每平方米沙枣叶的年平均耗水量约为240kg。这样的树林需年平均降水量为720mm左右时,才能正常生长,显然不能满足其需要。因此,在该地区干旱荒山上,如没有灌溉条件,沙枣只能零星栽植,不能成片造林。[2,5]榆树 在湟水河流域南北山的表现与沙枣相近,但耐旱性比沙枣差。所以,榆树只能零星生长在阴坡、半阴坡可汇集坡面径流的地方。[2,5]柽柳 蒸腾强度超过沙枣,但它的凋萎湿度比沙枣低。同时它的垂直根系特别深,能忍受长期的干旱而不死亡。因此,它便成为该地区荒山主要绿化树种之一。[2,5]柠条 蒸腾强度接近于柽柳,其耐旱性比柽柳稍差。据调查,无灌溉条件下,柠条的叶面积指数可达到2。用柠条绿化干旱荒坡是可行的。[2,5]
3.2 总结
杨树、沙枣、白榆等乔木林,在湟水河流域地区对水分的需求量超过了天然降水量,因此在湟水河流域绝大部分荒山上,无灌溉时,不适宜培育乔木林。湟水河流域地区的天然降水量可满足柠条,柽柳等灌木的需求。在能汇集地表径流的集水区,可栽植一些耐旱乔木。
4.结论
通过青海湟水河流域地区树种的耐旱性和水分平衡问题的分析,得出以下的结论:①湟水河流域目前的经济状况进行大面积提灌造林是不现实的,但是在主城区南北两山则应进行提灌造林,为节省资金,提高灌溉效率,采用注射式节水灌溉。②除主城区的大部分荒山上,应以栽植耐旱灌木为主。③为使坡面尽快绿化,同时减弱地表蒸发,应禁止放牧。在湟水河流域干旱区造林,困难很大,但只要遵循适地适树原则,掌握好造林季节,采取行之有效集水、保水措施,增加苗木的抗旱能力,提高造林成活率,完全能达到造林绿化的目的。
参考文献
[1] 陈华豪,丁恩统,《林业应用数理统计》,大连:大连海运学院出版社, 1987.
[2] 李育才,《面向21世纪的林业发展战略》,北京:中国林业出版社,1996.
[3] 洪伟,《林业试验设计技术与方法》,北京:北京科学技术出版灶,1993.
[4] 张建国,吴静和,《现代林业论》,北京:中国林业出版社,1996.
[5] 江泽慧,《中国现代林业》,北京:中国林业出版社,2000.
[关键词]荒山造林 水分平衡 树种选择
中图分类号:R359.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)41-0179-01
1.引言
青海湟水河流域地处青海省的东部,光照时间长,年日照时数2483.3-2912.7h。≥10℃的天数90.2-135.8d,无霜期179d。土层深厚,可达一至数十米。土壤PH值约为 8.2~8.5。该地区气候干燥,天然降水稀少。由于干旱,该地区荒山造林绿化虽然已历经数十年,而现有人工乔木灌木林保存率低下。[1,5]除了西宁主城区南北山通过提灌造林初见成效外,绝大部分地方仍是童山秃岭,这表明:湟水河流域地区荒山造林形势仍很严峻,水分平衡、树种选择等问题是制约湟水河流域荒山绿化成败的关键。
2.水分平衡问题
2.1 青海湟水河流域地区天然降水的特点[1]
青海湟水河流域地区天然降水的特点一是量少,年均降水量300-500mm。年均蒸发量1188-1848mm。[1,2] 二是降水季节比较集中,5~9 月的降水量为273mm。这个时期正是树木的生长季,有利于树木的集中使用。无效降水也占一定的比例。
2.2 青海湟水河流域地区植物天然降水利用量的估计
天然降水一部分会被树冠截流后蒸发了。还有一小部分以地表径流的形式流失了。大部分渗透到土壤中。渗透到土壤中的水分,一部分又会上升到地表被蒸发掉。被植物根系吸收的水分,主要由叶面蒸腾,但只有这一部分水,才是对植物生长有利的水分。根据有关参数,对植被蒸腾耗水量间接的进行粗略估计。
2.2.1 用蒸腾系数和单位土地面积上的年生物生长量估计
根据对湟水河南北两山的调查,荒地年生长生物量平均为250g/㎡,以蒸腾系数为400~500g 计算,则荒地植物年耗水量为100~125mm。荒地植物生长期6~9月的降水量约为197mm,按此计算,植物对天然降水的利用率约为50~65%。[1]
2.2.2 以荒地叶面积指数、蒸腾强度、水面蒸发量估计
按照南北两山的调查,荒地草本和灌木植被的叶面积指数平均为1.14,6~9月的水分蒸发量为876mm。在一般情况下,耐旱植被的叶面蒸腾量约为水面蒸发量的1/10。按此计算,荒地植物的年耗水量约为100mm,对天然降水的利用率约为50%。
2.2.3 根据湟水河两岸南北山对柠条蒸腾耗水的估计推算
青海湟水河流域南北两山实测叶面指数为1.5的柠条年耗水量为120mm,对天然降水的利用率为61%。[4]
2.2.4 总结
由以上三种估计结果可以看出,该地区荒地植物对天然降水的利用率约为50~60%。可见荒地植物对天然降水的利用率是不够的。分析其主要原因是荒地植物的覆盖率低,地表凋落物积累少,因而不但地表温度高,而且土壤水分容易上升到地表,导致地面自然蒸发比较大。
2.3 解决水分平衡问题的主要策略
根据该地区天然降水、地形地貌以及自然资源特点,合理的利用“天时”,“地利”,在目前经济、技术力量许可的前提下,较有效地进行荒山绿化,尽快改善该地区的自然景观。
2.3.1 针对青海湟水河流域地区天然降水的特点所采取的策略
综上湟水河流域地区天然降水的特点,降水年分布不均,不利于树木的生长。但是,只要掌握了这些规律,还可以因害设防,克服不利因素。由于该地区属于干旱少雨地区,植树时间放在雨季最好。在收集水分方面,采用漏斗式集水整地方式,变无效降水为有效降水,改善树木生长的水分条件,提高造林成效。漏斗式集水抗旱节水造林模式,可用于该地区,其技术要点和配套措施为:①整体规格:集雨坑上口直径300cm,下底60cm,深40cm。②整地要求:集水面必须拍光夯实,用塑料薄膜覆盖进行防渗处理。
2.3.2 针对青海湟水河流域地区地形地貌和自然资源的特点所采取的策略
湟水河流域地区为典型的黄土丘陵地形,干旱少雨,利用湟水河穿域而过的条件,对南北两山造林区进行提水灌溉。但需水量、投资大,考虑该地区的经济条件,采用注射式节水灌溉方法,其特点是投资小、用水节约,利于加快湟水流域地区的绿化步伐。[4]
3.青海湟水河流域地区荒山造林树种的选择
樹木消耗的水分,大部分是通过叶面蒸腾来实现的。不同树种,即使单位叶面积的年蒸腾耗水量相同,其耐旱性也不尽相同。
3.1 几个主要树种的耐旱性分析
杨树 小叶杨、青杨等,每平方米叶面积年平均耗水量约为150~210kg。青海湟水河流域南北两山现有的杨树中幼龄林,其叶面积指数最大也不过 6~7。按中幼林计算,每年正常耗水量为600~1260mm。而湟水河流域平均降水量中,可供树木吸收的只有230mm,远不能满足其需求,要培育杨树林,必须进行灌溉。[2,5]沙枣 蒸腾强度和耗水量稍高于杨树。但其凋萎湿度远比杨树低。湟水河流域地区每平方米沙枣叶的年平均耗水量约为240kg。这样的树林需年平均降水量为720mm左右时,才能正常生长,显然不能满足其需要。因此,在该地区干旱荒山上,如没有灌溉条件,沙枣只能零星栽植,不能成片造林。[2,5]榆树 在湟水河流域南北山的表现与沙枣相近,但耐旱性比沙枣差。所以,榆树只能零星生长在阴坡、半阴坡可汇集坡面径流的地方。[2,5]柽柳 蒸腾强度超过沙枣,但它的凋萎湿度比沙枣低。同时它的垂直根系特别深,能忍受长期的干旱而不死亡。因此,它便成为该地区荒山主要绿化树种之一。[2,5]柠条 蒸腾强度接近于柽柳,其耐旱性比柽柳稍差。据调查,无灌溉条件下,柠条的叶面积指数可达到2。用柠条绿化干旱荒坡是可行的。[2,5]
3.2 总结
杨树、沙枣、白榆等乔木林,在湟水河流域地区对水分的需求量超过了天然降水量,因此在湟水河流域绝大部分荒山上,无灌溉时,不适宜培育乔木林。湟水河流域地区的天然降水量可满足柠条,柽柳等灌木的需求。在能汇集地表径流的集水区,可栽植一些耐旱乔木。
4.结论
通过青海湟水河流域地区树种的耐旱性和水分平衡问题的分析,得出以下的结论:①湟水河流域目前的经济状况进行大面积提灌造林是不现实的,但是在主城区南北两山则应进行提灌造林,为节省资金,提高灌溉效率,采用注射式节水灌溉。②除主城区的大部分荒山上,应以栽植耐旱灌木为主。③为使坡面尽快绿化,同时减弱地表蒸发,应禁止放牧。在湟水河流域干旱区造林,困难很大,但只要遵循适地适树原则,掌握好造林季节,采取行之有效集水、保水措施,增加苗木的抗旱能力,提高造林成活率,完全能达到造林绿化的目的。
参考文献
[1] 陈华豪,丁恩统,《林业应用数理统计》,大连:大连海运学院出版社, 1987.
[2] 李育才,《面向21世纪的林业发展战略》,北京:中国林业出版社,1996.
[3] 洪伟,《林业试验设计技术与方法》,北京:北京科学技术出版灶,1993.
[4] 张建国,吴静和,《现代林业论》,北京:中国林业出版社,1996.
[5] 江泽慧,《中国现代林业》,北京:中国林业出版社,2000.