阿拉善沙区种子萌发育苗最佳飞播期研究

阿拉善沙区种子萌发育苗最佳飞播期研究

飞播造林是我国的三种造林方式之一，已有50年的历史。由于飞播造林具有速度快,省劳力,投入少,成本低,范围广,能深入人烟稀少、人工造林困难的边远山区等优势其面积逐渐增大阿拉善左旗地处内蒙古西部,位于阿拉善高平原东端。总面积80412km1飞播区主要造林立地条件腾格里沙漠东缘和乌兰布和沙漠西南缘,地形由东南向西北倾斜,属贺兰山洪积扇边缘,地势开阔,衔接起伏的沙丘,地表风蚀作用强,土层过渡明显,地貌主要由贺兰山山地地貌和沙漠组成。气候特点是年降水量少,蒸发强烈,日较差大,年均气温在6～8℃,最冷月(1月)份,平均气温-10～12℃;最热月(7月)份,平均气温22.6～23.6℃,最高气温可达38℃,无霜期120～180天,年平均日照时数3200h,≥10℃的积温3100℃,热量充足。年平均降水量7.5～200mm,年蒸发量2400～2900mm左右。年平均风速1.9～2.4m/s,大风日数平均13.7～45.9天,大风季节易形成沙暴,最大风力在10级以上,风向多为西北风或偏西风。飞播区土壤类型属灰漠土和风沙土,土壤有机质含量低,pH=8,机械组成以中细沙为主,占90%以上。潜水是本区主要的水资源,埋深60-80m,单井出水量100t/h以上,矿化度大于1g/L,轻度盐碱化。天然植被有沙米、沙竹、白刺、猫头刺等旱生、超旱生植物,群落结构简单,种类贫乏。2不同沙丘类型飞播效果试验适宜飞播期的确定采用对各播区飞播后的降水量进行解析,分析各播区年总降水量、播后三个月的降水量、≥5mm降水和≥10mm降水的次数、总量及平均量。不同沙丘类型飞播效果试验依据沙丘高度,将沙丘划分为高大蜂窝型沙丘、中高蜂窝型沙丘、蜂窝型沙丘、缓起伏沙丘和平沙地几个类型。在每个类型中进行样圆调查,记录有苗样圆数,计算有苗面积率和占播区面积百分比,进行不同沙丘类型飞播效果分析。沙丘不同部位飞播效果试验选择沙丘的丘间低地、迎风坡下部、迎风坡中上部、背风坡下部、背风坡中上部、沙丘顶部和付梁部等部位,调查其不同部位当年的有苗面积率,进行飞播效果分析。土壤水分变化对飞播植物生长存活的影响试验,选择三种飞播植物沙拐枣、籽蒿和花棒,测定生长季(4-9月)三种飞播植物地的土壤水分,飞播植物的新梢长、密度、盖度和保存株数。3结果与分析3.1播后降水、气象条件影响种子覆沙的影响飞机播种的种子落到干燥的沙地表面上,其发芽成苗不仅需要满足一定的温度,而且需要适度的覆沙和覆沙后降水等气候条件。早播等雨种子易遭鼠鸟食害和因风大产生位移而导致失败。晚播,进入雨季后,往往在播后来不及覆沙的情况下,就遇到大量降水而闪芽。且晚播苗木生长期短,木质化程度差和苗木低矮抵御冬春风蚀能力差而遭失败,由此可见飞播治沙造林较人工造林有更强的季节性,确定最佳的飞播期,是提高飞播治沙成效的一项关键的技术环节。根据阿拉善左旗气象资料分析各播区当年降雨量最高为244.3mm(1984年头道沙子播区),最低为8l.4mm(1989年锡林高勒播区)。其它播区均在100-200mm之间。分析各播区当年播后降水情况(表1)可见,播后≥5mm降水的次数以伊克尔播区最多,其余几个播区大致相同,其降水总量,以伊克尔和沙勒库岱播区最大,锡林高勒两播区最小。根据调查,锡林高勒(89)播区当年有苗面积率为81%,第三年66%。锡林高勒(90)播区当年有苗面积率为56.5%,第二年64.9%,第三年为66.4%。播后三年流沙基本固定,飞播效果显著。这就表明:锡林高勒两个播区当年降水条件(包括降水量、降水分布等)已满足飞播成苗和苗木初期生长之需。由此可见,即使降水量在100mm左右,若当年播后各场降水量达到一定量(播后第一场降水的低限一般在10mm左右,其后的降水应大于5mm),降水间隔期半个月左右,就可基本上满足飞播成苗和保苗之需。因而年降水量的多少,降水时间及分配和降水强度对飞播成效起着重要作用。风对飞播的影响有正、反两个方面,稍大于起沙风速的风可完成种子的自然覆沙,而风速太大又使种子产生位移和幼苗遭风蚀沙埋影响飞播成效。风向交替期风力不大利于飞播种子自然覆沙。据阿拉善左旗气象资料记载,本地区六、七月为季风过渡期。风力不大,可为种子覆沙创造有利条件,六月中、下旬雨季即将来临,7至9月份为雨季,此时温度也较高,基本能满足种子发芽所需的水热条件。各主要台(站)降雨、温度、风的资料(表2,近10年平均值)。通过多年的实践,并结合长期天气预报的降雨考虑,本地区适宜的播种期选择在六月下旬至七月初,有中雨或小至中雨的天气过程之前进行为宜,这样播后利于种子及早发芽出苗。并有足够生长期,增强御寒越冬、抗风越春能力。3.2沙丘类型及飞播效果的区域差异播区选择正确与否,是关系到飞播成败的重要因子之一。飞播地选择如何,主要看其立地条件对播后苗木在播区的分布状况、生长情况、保苗面积及其固沙作用的影响。流沙地区的地貌,尤其是沙丘类型、沙丘高度等因素直接控制着飞播植物的立地条件,具有影响飞播成效的关键作用。概括各播区的沙丘类型,主要有:高大蜂窝型沙丘、中高蜂窝型沙丘、蜂窝型沙丘、缓起伏沙丘和平沙地。从表3可看出,占播区面积28.8%的缓起伏沙丘有苗面积率达到75%,占播区面积25.2%的平沙地有苗面积率达到46.4%,蜂窝型沙丘有苗面积率达44.1%,中高蜂窝型沙丘有苗面积率占27.3%,高大蜂窝型沙丘有苗面积率最低,仅占16.7%。由此可见,沙丘类型不同,飞播效果差异显著。缓起伏和低矮型沙丘有苗面积率高于中高和高大沙丘地段。其主要原因是前者地形平坦、低矮、丘间地开阔,风蚀沙埋轻,而后者沙丘高大密集,无明显丘间地,风沙活动强烈,不仅落沙坡,丘顶无苗,迎风坡上苗木也很少。根据调查结果,飞播成效由高到低的顺序为:缓起伏沙丘-平缓沙地-蜂窝状沙丘-中高蜂窝型沙丘-高大蜂窝型沙丘。同一沙丘部位不同,飞播效果差异明显。从表4看出,由沙丘下部至沙丘上部飞播效果越来越差,当年调查成苗面积率最高的部位为丘间低地,其次为迎风坡、背风坡下部。沙丘顶部无苗,背风坡中上部高于迎风坡中上部。究其原因可能是越往沙丘顶部,风速越大,风沙活动随之加强,沙丘上部往复摆动,影响飞播植物的成活和保存。目前在本地区飞播应选择水文条件相对较好,干沙层浅的缓起伏流动沙丘和低矮型流动沙丘最为适宜,具有沙质疏松宽广丘间地(沙丘密度0.5以下)的中高流动沙丘(高度5～10m)也可进行飞播。3.3不同种类飞播植物种的生长和成活率土壤水分的变化直接影响着飞播植物种的存活与生长。根据对不同月份土壤含水量和植物存活与生长的实际监测(表5),土壤水分含量变化与植物生长和存活关系极大。从表5上可以看出,随着土壤含水率的增加,飞播植物无论是沙拐枣、籽蒿还是花棒,其新梢的生长量都呈增加趋势,同时其盖度亦在增加。但随着气温增高以及飞播种的种间竞争作用,其每公顷存活的株数都在逐渐减少,至达到一个比较稳定适宜的种间密度为止。植株的成活和生长,是受多种自然因素综合作用和影响的。沙地水分条件的优劣仅是其中较为重要的影响因素之一。有关沙生飞播植物生长和存活与土壤含水率动态变化二者间的相关关系及在一定沙地水分条件下,飞播植物种适宜的密度及对飞播量、飞播期的影响,还需今后进一步的试验研究。表6是锡林高勒飞播区籽蒿、沙拐枣和花棒三种飞播植物从1992-1994年三年的盖度和密度的变化结果。由表6可见,从1992-1994年三种植物土壤含水量呈下降的趋势,相应花棒、沙拐枣和籽蒿三种飞播植物的密度分别减少32%、18.3%和82.2%;从植被的盖度来看也呈下降趋势。这表明随着植物年龄的增加,植物体的生长要消耗大量的水分,土壤含水量不断减少,其所含水分不能满足所有植物的需求,群落中一些个体死亡,导致密度减少,盖度下降。土壤水分直接影响着飞播植物种的存活与生长。3.4播区固沙效益阿拉善沙区年降水量不足200mm,尽管有贺兰山洪水补给一些土壤水分,可改善一些飞播条件,但在如此干旱的地区,飞播治沙取得成功,在世界治沙史上是创造记录的。自阿拉善盟进行飞播治沙工作以来,科技工作者们就一直在探索低成本、高成活率和种子稳定性等先进飞播技术。研究是以提高沙拐枣、花棒和籽蒿的飞播成活率为突破口,重点进行沙区低矮密集型沙丘立地条件飞播固沙研究。在经过飞播试验调查对比后,已取得了十分显著的生态、经济和社会效益。流动沙丘飞播造林成效的高低,要视其播后固沙效益的大小。试验2年后,飞播有苗木面积率达40.3-47%,植被覆盖度由播前的0.5～5%提高到21.8%。飞播苗的保存和自然繁殖,加之天然植被的恢复和发展,使播区显示出显著的固沙效益。从表7和表8看出:当植被覆盖度为5-10%,地表粗糙度提高至裸地的3.83倍,输沙量削弱84%;当植被覆盖度为20-30%,地表粗糙度提高至裸地的34.24倍,输沙量削弱97%。同时,由于植物对流沙的固阻作用,使原来的低矮沙丘基本固定,中高沙丘丘顶趋于平缓,从而改变了沙丘形态,流动沙丘逐步向半固定和固定沙丘演变。植物的防风固沙作用改善了播区生态环境,包括白草、小黄蒿、虫实、沙米、棘豆、雾冰黎、骆驼蒿、狗尾草、小画眉、针茅、百花蒿等一年生植物大量出现逐渐形成该区稳定的灌草植被群落,特别是飞播后,沙拐枣当年就能开花结果,繁衍后代。播区生态环境的巨大变化,使播区成为许多野生动物生存繁衍之地。在经济效益方面:主要体现在采种、产草两个方面。飞播后,随着植物的生长,植株结实量不断增加。因此,其直接效益就是可采取种子。根据测算:在伊克尔播区播后四年,每年可采收种子1.4万kg,每kg种予按较低价格50元计,仅种子每年可收入70万元,平均亩收入20元。飞播增加了植被种类,提高了植被盖度,增加了单位面积地上部分生物量。据调查:平均亩产草由播前1.3kg增加到现在的80kg。随着飞播技术的不断进步和应用面积的扩大,将极大的鼓舞治沙工作者的信心和斗志,加快沙漠治理的步伐。随着植物的生长,当形成稳定的植物群落后,可有效的降低风速,防止沙丘的移动,起到防风固沙、保持水土的作用,将为人民生活提供良好的环境,产生巨大的社会效益。4飞播固沙沙区立地条件差,影响生物多样性(1)有利于种子发芽成苗的最佳飞播期为6月下旬～7月初。(2)适宜的飞播地应选择在水文条件相对较好,干沙层浅的平缓和低矮流动沙丘或具有沙质疏松宽广丘间地,沙丘高