阿拉善沙區種子萌發育苗最佳飛播期研究

飛播造林是我國的三種造林方式之一，已有50年的歷史。由于飛播造林具有速度快,省勞力,投入少,成本低,范圍廣,能深入人煙稀少、人工造林困難的邊遠山區等優勢其面積逐漸增大阿拉善左旗地處內蒙古西部,位于阿拉善高平原東端。總面積80412km1飛播區主要造林立地條件騰格里沙漠東緣和烏蘭布和沙漠西南緣,地形由東南向西北傾斜,屬賀蘭山洪積扇邊緣,地勢開闊,銜接起伏的沙丘,地表風蝕作用強,土層過渡明顯,地貌主要由賀蘭山山地地貌和沙漠組成。氣候特點是年降水量少,蒸發強烈,日較差大,年均氣溫在6～8℃,最冷月(1月)份,平均氣溫-10～12℃;最熱月(7月)份,平均氣溫22.6～23.6℃,最高氣溫可達38℃,無霜期120～180天,年平均日照時數3200h,≥10℃的積溫3100℃,熱量充足。年平均降水量7.5～200mm,年蒸發量2400～2900mm左右。年平均風速1.9～2.4m/s,大風日數平均13.7～45.9天,大風季節易形成沙暴,最大風力在10級以上,風向多為西北風或偏西風。飛播區土壤類型屬灰漠土和風沙土,土壤有機質含量低,pH=8,機械組成以中細沙為主,占90%以上。潛水是本區主要的水資源,埋深60-80m,單井出水量100t/h以上,礦化度大于1g/L,輕度鹽堿化。天然植被有沙米、沙竹、白刺、貓頭刺等旱生、超旱生植物,群落結構簡單,種類貧乏。2不同沙丘類型飛播效果試驗適宜飛播期的確定采用對各播區飛播后的降水量進行解析,分析各播區年總降水量、播后三個月的降水量、≥5mm降水和≥10mm降水的次數、總量及平均量。不同沙丘類型飛播效果試驗依據沙丘高度,將沙丘劃分為高大蜂窩型沙丘、中高蜂窩型沙丘、蜂窩型沙丘、緩起伏沙丘和平沙地幾個類型。在每個類型中進行樣圓調查,記錄有苗樣圓數,計算有苗面積率和占播區面積百分比,進行不同沙丘類型飛播效果分析。沙丘不同部位飛播效果試驗選擇沙丘的丘間低地、迎風坡下部、迎風坡中上部、背風坡下部、背風坡中上部、沙丘頂部和付梁部等部位,調查其不同部位當年的有苗面積率,進行飛播效果分析。土壤水分變化對飛播植物生長存活的影響試驗,選擇三種飛播植物沙拐棗、籽蒿和花棒,測定生長季(4-9月)三種飛播植物地的土壤水分,飛播植物的新梢長、密度、蓋度和保存株數。3結果與分析3.1播后降水、氣象條件影響種子覆沙的影響飛機播種的種子落到干燥的沙地表面上,其發芽成苗不僅需要滿足一定的溫度,而且需要適度的覆沙和覆沙后降水等氣候條件。早播等雨種子易遭鼠鳥食害和因風大產生位移而導致失敗。晚播,進入雨季后,往往在播后來不及覆沙的情況下,就遇到大量降水而閃芽。且晚播苗木生長期短,木質化程度差和苗木低矮抵御冬春風蝕能力差而遭失敗,由此可見飛播治沙造林較人工造林有更強的季節性,確定最佳的飛播期,是提高飛播治沙成效的一項關鍵的技術環節。根據阿拉善左旗氣象資料分析各播區當年降雨量最高為244.3mm(1984年頭道沙子播區),最低為8l.4mm(1989年錫林高勒播區)。其它播區均在100-200mm之間。分析各播區當年播后降水情況(表1)可見,播后≥5mm降水的次數以伊克爾播區最多,其余幾個播區大致相同,其降水總量,以伊克爾和沙勒庫岱播區最大,錫林高勒兩播區最小。根據調查,錫林高勒(89)播區當年有苗面積率為81%,第三年66%。錫林高勒(90)播區當年有苗面積率為56.5%,第二年64.9%,第三年為66.4%。播后三年流沙基本固定,飛播效果顯著。這就表明:錫林高勒兩個播區當年降水條件(包括降水量、降水分布等)已滿足飛播成苗和苗木初期生長之需。由此可見,即使降水量在100mm左右,若當年播后各場降水量達到一定量(播后第一場降水的低限一般在10mm左右,其后的降水應大于5mm),降水間隔期半個月左右,就可基本上滿足飛播成苗和保苗之需。因而年降水量的多少,降水時間及分配和降水強度對飛播成效起著重要作用。風對飛播的影響有正、反兩個方面,稍大于起沙風速的風可完成種子的自然覆沙,而風速太大又使種子產生位移和幼苗遭風蝕沙埋影響飛播成效。風向交替期風力不大利于飛播種子自然覆沙。據阿拉善左旗氣象資料記載,本地區六、七月為季風過渡期。風力不大,可為種子覆沙創造有利條件,六月中、下旬雨季即將來臨,7至9月份為雨季,此時溫度也較高,基本能滿足種子發芽所需的水熱條件。各主要臺(站)降雨、溫度、風的資料(表2,近10年平均值)。通過多年的實踐,并結合長期天氣預報的降雨考慮,本地區適宜的播種期選擇在六月下旬至七月初,有中雨或小至中雨的天氣過程之前進行為宜,這樣播后利于種子及早發芽出苗。并有足夠生長期,增強御寒越冬、抗風越春能力。3.2沙丘類型及飛播效果的區域差異播區選擇正確與否,是關系到飛播成敗的重要因子之一。飛播地選擇如何,主要看其立地條件對播后苗木在播區的分布狀況、生長情況、保苗面積及其固沙作用的影響。流沙地區的地貌,尤其是沙丘類型、沙丘高度等因素直接控制著飛播植物的立地條件,具有影響飛播成效的關鍵作用。概括各播區的沙丘類型,主要有:高大蜂窩型沙丘、中高蜂窩型沙丘、蜂窩型沙丘、緩起伏沙丘和平沙地。從表3可看出,占播區面積28.8%的緩起伏沙丘有苗面積率達到75%,占播區面積25.2%的平沙地有苗面積率達到46.4%,蜂窩型沙丘有苗面積率達44.1%,中高蜂窩型沙丘有苗面積率占27.3%,高大蜂窩型沙丘有苗面積率最低,僅占16.7%。由此可見,沙丘類型不同,飛播效果差異顯著。緩起伏和低矮型沙丘有苗面積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、丘間地開闊,風蝕沙埋輕,而后者沙丘高大密集,無明顯丘間地,風沙活動強烈,不僅落沙坡,丘頂無苗,迎風坡上苗木也很少。根據調查結果,飛播成效由高到低的順序為:緩起伏沙丘-平緩沙地-蜂窩狀沙丘-中高蜂窩型沙丘-高大蜂窩型沙丘。同一沙丘部位不同,飛播效果差異明顯。從表4看出,由沙丘下部至沙丘上部飛播效果越來越差,當年調查成苗面積率最高的部位為丘間低地,其次為迎風坡、背風坡下部。沙丘頂部無苗,背風坡中上部高于迎風坡中上部。究其原因可能是越往沙丘頂部,風速越大,風沙活動隨之加強,沙丘上部往復擺動,影響飛播植物的成活和保存。目前在本地區飛播應選擇水文條件相對較好,干沙層淺的緩起伏流動沙丘和低矮型流動沙丘最為適宜,具有沙質疏松寬廣丘間地(沙丘密度0.5以下)的中高流動沙丘(高度5～10m)也可進行飛播。3.3不同種類飛播植物種的生長和成活率土壤水分的變化直接影響著飛播植物種的存活與生長。根據對不同月份土壤含水量和植物存活與生長的實際監測(表5),土壤水分含量變化與植物生長和存活關系極大。從表5上可以看出,隨著土壤含水率的增加,飛播植物無論是沙拐棗、籽蒿還是花棒,其新梢的生長量都呈增加趨勢,同時其蓋度亦在增加。但隨著氣溫增高以及飛播種的種間競爭作用,其每公頃存活的株數都在逐漸減少,至達到一個比較穩定適宜的種間密度為止。植株的成活和生長,是受多種自然因素綜合作用和影響的。沙地水分條件的優劣僅是其中較為重要的影響因素之一。有關沙生飛播植物生長和存活與土壤含水率動態變化二者間的相關關系及在一定沙地水分條件下,飛播植物種適宜的密度及對飛播量、飛播期的影響,還需今后進一步的試驗研究。表6是錫林高勒飛播區籽蒿、沙拐棗和花棒三種飛播植物從1992-1994年三年的蓋度和密度的變化結果。由表6可見,從1992-1994年三種植物土壤含水量呈下降的趨勢,相應花棒、沙拐棗和籽蒿三種飛播植物的密度分別減少32%、18.3%和82.2%;從植被的蓋度來看也呈下降趨勢。這表明隨著植物年齡的增加,植物體的生長要消耗大量的水分,土壤含水量不斷減少,其所含水分不能滿足所有植物的需求,群落中一些個體死亡,導致密度減少,蓋度下降。土壤水分直接影響著飛播植物種的存活與生長。3.4播區固沙效益阿拉善沙區年降水量不足200mm,盡管有賀蘭山洪水補給一些土壤水分,可改善一些飛播條件,但在如此干旱的地區,飛播治沙取得成功,在世界治沙史上是創造記錄的。自阿拉善盟進行飛播治沙工作以來,科技工作者們就一直在探索低成本、高成活率和種子穩定性等先進飛播技術。研究是以提高沙拐棗、花棒和籽蒿的飛播成活率為突破口,重點進行沙區低矮密集型沙丘立地條件飛播固沙研究。在經過飛播試驗調查對比后,已取得了十分顯著的生態、經濟和社會效益。流動沙丘飛播造林成效的高低,要視其播后固沙效益的大小。試驗2年后,飛播有苗木面積率達40.3-47%,植被覆蓋度由播前的0.5～5%提高到21.8%。飛播苗的保存和自然繁殖,加之天然植被的恢復和發展,使播區顯示出顯著的固沙效益。從表7和表8看出:當植被覆蓋度為5-10%,地表粗糙度提高至裸地的3.83倍,輸沙量削弱84%;當植被覆蓋度為20-30%,地表粗糙度提高至裸地的34.24倍,輸沙量削弱97%。同時,由于植物對流沙的固阻作用,使原來的低矮沙丘基本固定,中高沙丘丘頂趨于平緩,從而改變了沙丘形態,流動沙丘逐步向半固定和固定沙丘演變。植物的防風固沙作用改善了播區生態環境,包括白草、小黃蒿、蟲實、沙米、棘豆、霧冰黎、駱駝蒿、狗尾草、小畫眉、針茅、百花蒿等一年生植物大量出現逐漸形成該區穩定的灌草植被群落,特別是飛播后,沙拐棗當年就能開花結果,繁衍后代。播區生態環境的巨大變化,使播區成為許多野生動物生存繁衍之地。在經濟效益方面:主要體現在采種、產草兩個方面。飛播后,隨著植物的生長,植株結實量不斷增加。因此,其直接效益就是可采取種子。根據測算:在伊克爾播區播后四年,每年可采收種子1.4萬kg,每kg種予按較低價格50元計,僅種子每年可收入70萬元,平均畝收入20元。飛播增加了植被種類,提高了植被蓋度,增加了單位面積地上部分生物量。據調查:平均畝產草由播前1.3kg增加到現在的80kg。隨著飛播技術的不斷進步和應用面積的擴大,將極大的鼓舞治沙工作者的信心和斗志,加快沙漠治理的步伐。隨著植物的生長,當形成穩定的植物群落后,可有效的降低風速,防止沙丘的移動,起到防風固沙、保持水土的作用,將為人民生活提供良好的環境,產生巨大的社會效益。4飛播固沙沙區立地條件差,影響生物多樣性(1)有利于種子發芽成苗的最佳飛播期為6月下旬～7月初。(2)適宜的飛播地應選擇在水文條件相對較好,干沙層淺的平緩和低矮流動沙丘或具有沙質疏松寬廣丘間地,沙丘高