丹江口淅川县库区水源涵养林营建技术

刘兴信
丹江口库区位于河南省的淅川县、湖北省的丹江口市和郧阳区,以淅川县占比库容面积最大,超过50%以上。河南省南阳市淅川县是南水北调中线工程渠首所在地,也是丹江口库区重要水源区。近年来,全县先后实施了长江防护林、退耕还林、世界银行贷款、亚洲银行贷款、日元贷款、生态河南等系列造林工程,森林覆盖率由1988年的30.9%提高到目前的45.2%,生态效益显著提高。然而,全县仍有近45 000 hm2的荒山和石漠化区域水土流失严重,对丹江口库区水源水质构成威胁。为了减少水土流失,并对现有低效林进行改造,选择适宜的树种和混交配置比例成为关键,可起到事半功倍的效果。
1 试验区概况
淅川县北亚热带与暖温带过渡区域,东经110°58′~111°53′,北纬32°55′~33°23′,海拔高度120~1 086 m,年平均降雨量817.3 mm,年平均温度15.7 ℃,极端最高气温42.6 ℃,绝对最低气温-13.2 ℃;土壤为黄棕壤、黄褐土、紫色土和潮土,由石灰岩、片麻岩等成土母质发育而成,质地疏松,肥力一般,pH值5.5~8.0。全县林地总面积138 728 hm2,有林地呈区域性不均匀分布。主要树种为侧柏、栎类、松树、杨树、刺槐、榆树、柳树等,多为中幼龄林和低效林,林种结构单一,防护能力差,自然调节能力低下。
2 水源涵养林现状
2.1 淅川适生树种群体
由于较为特殊的气候与地理条件,淅川县适于很多树种生长。据调查,在淅川自然生长可供造林绿化的树有60余个,针叶树种有侧柏、马尾松、油松、杉木、水杉、柳杉、落羽杉等;阔叶树种种类众多,主要有栓皮栎、槲栎、青冈栎、麻栎、枫香、化香、黄连木、杨树等;灌木和藤本有紫穗槐、黄栌、荆条、酸枣、连翘、金银花、胡枝子、爬山虎、野生猕猴桃、野蔷薇等;竹类有刚竹、淡竹、水竹等。上述树种已经成为当地山区的优势树种,在丹江口库区淅川水源涵养林工程建设中要充分发挥这些树种的资源优势,进行合理选择和配置,丰富水源涵养林的树种结构和布局。
2.2 树种配置情况
淅川县在实施各项工程造林期间,坚持适地适树的原则,伴随着合理规划、科学造林,及时垦复抚育,技术措施到位,造林成活率和保存率明显提高,分别由10年前的50%左右提高到目前的85%以上。造林树种主要有侧柏、栓皮栎、大叶女贞、火炬松、马尾松、五角枫、黄连木、臭椿、栾树、油桐等。树种配置上选择侧柏与栎类、五角枫、黄连木,火炬松与栎类、黄连木、臭椿、栾树等形成针阔混交林;大叶女贞与五角枫、黄连木、臭椿、栾树等形成阔叶混交林。通过对近10年造林作业设计及实地外业调查,当前各树种所占比例分别为:针叶树种纯林22.5%、针阔混交林25.2%、阔叶纯林43.3%、常绿阔叶与落叶阔叶混交林9%。通过针阔混交,并加大混交比例,充分发挥了涵养水源的生态效益,进一步提高了林地生产潜力,综合效益明显提高。
2.3 树种选择与配置存在的问题
2.3.1 造林树种单一,未能适地适树
在60余种可供造林绿化的乡土树种中,经常用于造林的树种仅有10种左右,树种选择单一,不利于形成良好的森林生态系统。不科学选择树种,违背适地适树的原则,将导致造林全面失败,此类现象在淅川有着惨痛教训。在生态河南工程实施初期,片面追求造林面积、节约造林成本,进行了大面积的油桐点播造林,由于土层浅薄,加之抚育管理跟不上,导致生长缓慢且大面积死亡,目前保存率仅有30%左右。
2.3.2 林种及树种配置不合理,生态防护功能差
近几年的工程造林虽然加大针阔混交林的比例,但仍然存在混交比例搭配不合理的现象,针叶纯林和阔叶纯林所占比例仍然偏大。针叶纯林生长缓慢,达到林分郁闭所需时间较长,不利于发挥水源涵养的作用。同时,像马尾松纯林容易发生马尾松毛虫、松材线虫等病虫害,给后期抚育管理增加负担。阔叶纯林虽然较针叶树种生长快,但阔叶树种大部分为落叶树种,冬季落叶多,不利于护林防火,容易发生森林火灾,病虫害的发生几率也会增加。
3 水源涵养林树种选择与配置技术
3.1 水源涵养林树种选择原则与选择
优化树种结构,合理布局树种,使选择的树种特性和林地立地条件相适应,充分发挥生产潜力,达到该立地条件在当前技术经济水平下可能的最高效率,最大限度发挥所选树种的生态和社会效益,发挥其涵养水源的最终作用。
在适地适树原则指导下,水源涵养林的造林树种应选择具备根量多、根域广、林冠层郁闭度高、林内枯枝落叶丰富等特点。除主要树种外,要考虑合适的伴生树种和灌木,以形成混交复层林结构。同时选择一定比例深根性树种,加强土壤固持能力。在立地条件差的地方、可考虑以对土壤具有改良作用的豆科树种作先锋树种;在条件好的地方,则要用速生树种作为主要造林树种。
针叶树种可选择侧柏、马尾松、油松、黑松、杉木等;阔叶树种可选择栎类、刺槐、大叶女贞、五角枫、乌桕、黄连木、香椿、臭椿、合欢、黄檀、青檀、楸树等;灌木和藤本可选择黄栌、荆条、紫穗槐、连翘、胡枝子、爬山虎、野生猕猴桃等;
3.2 淅川县水源涵养林区划与树种(林种)配置
按照不同区域、不同经营类型,全县水源涵养林可划分为纯生态型水源涵养林;经济生态兼顾型水源涵养林;以经济为主型水源涵养林;环县城周围景观、涵养兼顾型水源涵养林和湿地修复工程型水源涵养林等。
3.2.1 石漠化、半石漠化宜林荒山纯生态型水源涵养林
淅川县石漠化、半石漠化区域主要分布于以丹江口水库为中心的周围乡镇。这些区域土层浅薄,石砾含量大,水土流失严重,保水保肥能力差。坡向以阳坡为主,土壤pH值在7~8之间,呈碱性;位于山体中上部,植物群落乔木以侧柏为主;灌木有荆条、酸枣、胡枝子等;草本有黄背草、白羊草等。此类立地条件下,造林难度大,整地、栽植、前期管理环节需投入大量人力物力,成本较高。在石漠化严重区域,几乎没有土壤,需要客土造林。树种应选择耐干旱瘠薄、适应性特别强的树种,如侧柏、火炬松、刺槐、五角枫、栎类(栓皮栎、槲栎、青冈栎、麻栎)、乌桕、山杏、黄檀、黄栌木、爬山虎等。
3.2.2 土层较薄、肥力较差纯生态型水源涵养林
此类立地条件稍好于石漠化、半石漠化区域,但土层较浅,肥力较差,土壤干燥,腐殖质少,保水保肥能力较差,pH值在5.5~6.5之间,呈弱酸性,一般位于山体中部区域。植物群落乔木层由马尾松组成,偶伴生枫香和栓皮栎;灌木层有胡枝子、山胡椒、山楂;草本有三脉马兰、黄背草、牛至、黄蒿等。树种可选择马尾松、火炬松、大叶女贞、五角枫、黄连木、栎类、山杏、山毛桃、臭椿、黄檀、青檀、栾树、楸树等树种。
3.2.3 土层较厚,肥力较好,经济生态兼顾型及经济为主型水源涵养林
此类立地条件位于山体下部及部分中部阴坡部位,土层较深,腐殖质含量较大,肥力较好,土层厚度可达30~40 cm,pH值在5.5~7.0之间,酸性或中性。植物群落呈多样性,乔木层有马尾松、栓皮栎针阔混交林,栓皮栎、锐齿槲栎、麻栎、黄连木、黄檀、刺槐等阔叶纯林。灌木层为山楂、山胡椒、杜鹃、盐肤木、胡枝子、黄栌、连翘、野蔷薇等众多种类;草本有长芒草、白羊草、黄背草、鹅观草、狗尾草、马唐、白茅等。树种应选择兼具经济与生态效益的树种,如核桃、软籽石榴、油牡丹、仁用杏、皂角、柿子、梨树、枣树、花椒、樱桃、杜仲、金银花、竹类等树种,可让林农享受经营林地带来的经济收入。同时,国家已经启动新一轮的退耕还林工程,发展兼具经济生态效益的树种,还可调动林农参与退耕还林的积极性。
3.2.4 环县城周围景观、涵养兼顾型水源涵养林
淅川环县城周围的地类基本上属于半石漠化及土层较浅薄范围,其生境特点同属较差范畴。鉴于面积范围有限,可加大整地、苗木、管护等投资比例,应侧重于选择景观效果较好的树种,如大叶女贞、五角枫、青桐、火炬松、油牡丹、栾树、合欢、红叶石楠、红叶李、紫叶海棠、樟树、紫薇、夹竹桃、黄栌、爬山虎、竹类等。
3.2.5 湿地修复工程及丹江口库区沿岸水源涵养林
丹江湿地国家级自然保护区位于沿丹江口水库的马蹬镇、上集镇、老城镇、大石桥乡、滔河乡、盛湾镇、仓房镇7个乡镇范围之内,具有保护内陆次生河口湿地生态系统、黑鹳和白鹳珍稀水禽等生物多样性及涵养水源、净化水质、防止水土流失的双重职能。保护区总面积64 027 hm2,林地面积占49.13%。该区域在南水北调中线工程通水后,海拔168~172 m水位线范围内移民搬迁后有大量土地需进行湿地修复工程建设。该区域土层深厚,土壤肥沃,但当水库水位达到最大水位线170 m时,将有部分林木树干被淹没水中一段时间。因此,在海拔170 m以下部位应选择耐水性较强的柳树、垂柳、竹柳、枫杨、构树、水杉、落羽杉、柳杉等树种,也可栽植芦苇等耐水性植物;在海拔170~172 m范围内可按照经济生态兼顾型及经济为主型水源涵养林进行树种选择。
4 水源涵养林造林技术
4.1 针叶混交林
针叶树种之间的混交造林,如侧柏与松类(马尾松、油松、黑松、火炬松)、松类与杉类(杉木、柳杉、落羽杉、水杉),建议混交比例各占50%。整地方式采用穴状或鱼鳞坑,整地规格60 cm×60 cm×60 cm,密度按照2 m×3 m,每666.7 m2栽植110株。
4.2 针阔混交林
针叶树种与阔叶树种的混交造林,如侧柏或松类与五角枫、栎类、黄连木、乌桕、刺槐、大叶女贞、栾树、黄檀等,建议混交比例以针叶树种占比30%~40%,阔叶树种占比60%~70%为宜。采用鱼鳞坑整地为好,深度应达到60 cm。造林密度针叶树种按每666.7 m2栽植110株,阔叶树种每666.7 m2栽植80株为宜。
4.3阔叶混交林
阔叶树种之间进行混交造林,建议采用常绿树种与落叶树种搭配混交,如大叶女贞与五角枫、乌桕、栾树、黄连木、臭椿、皂角、楸树等进行混交,混交比例可在40%~60%之间任意选择。穴状、鱼鳞坑、带状整地均可,栽植穴口径、带宽、深度均应达到60 cm左右。造林密度应根据造林树种树冠大小,以每666.7 m2栽植60~90株为宜。
4.4 乔木与灌木、藤本混交造林
乔木树种可选择,灌木树种可选择紫穗槐、黄栌、荆条、连翘、胡枝子等,藤本选择爬山虎、野生猕猴桃、野生蔷薇等。乔木树种每666.7 m2栽植50株左右,采用穴状整地;灌木树种每666.7 m2栽植110株,采用带状整地;藤本树种每666.7 m2栽植30株,穴状整地。栽植穴口径、带宽、深度均应达到60 cm左右。
5 结论
淅川县水源涵养林建设应根据不同区域、不同林地类型进行树种选择。在石漠化严重、土层浅薄、土壤石栎含量大的宜林荒山造林,应选择特别耐干旱瘠薄的树种;在土层较深、土壤肥力较好区域,尽量营造针阔混交林、常绿与落叶树种混交的阔叶混交林;为了提高水源涵养功能,探索营造乔灌藤相结合的复层林。为了调动林农造林积极性,在立地条件好的区域,应选择既有经济价值又能涵养水源的经济生态两用型树种。同时,多选用适应性极强的优良乡土树种,可增加丹江口库区水源涵养林的树种和林种结构,提高水源涵养功能。
(责任编辑:郑京津)