基于“适地适树”原则的滨海盐碱湿地景观造林研究

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  摘要:  对天津光合谷湿地公园土壤条件和景观造林的分析表明,公园植被营造情况不理想,可将公园按照不同盐渍化程度划作4个区域,基于“适地适树”原则设计树种组合和种植措施,提出滨海盐碱湿地景观造林建议。
  关键词:  盐碱地造林;  土壤改良;  林木培育;  立地条件
  中图分类号:   S 727. 5,  S 728. 5               文献标识码:   A                文章编号:1001 - 9499(2020)02 - 0036 - 05
   滨海地区是我国经济发展和美丽中国建设的先行地区,但我国滨海地区盐碱地总面积达5×105 hm2,严重制约了滨海城市的健康发展,如何开展盐碱地绿化和景观建设已成为沿海地区亟待解决的问题[ 1 - 3 ]。由于盐碱地特殊的自然条件,盐碱地改良和绿化必须以科学理论方法为指导,坚持遵循“适地适树”原则[ 4 - 6 ]。适地适树是指在树木种植与管理中使树种的生态学特性和种植地的环境条件相适应,达到在当前树木种植与养护技术、经济条件下生长发育的较高水平,以充分发挥所选树种在相应立地上的生长潜力、生态效益与经济效益[ 7 ]。盐碱地造林工作的成败在很大程度上取决于这个原则的贯彻,如果仅注重观赏效果,不注重树种和立地条件的符合度,盐碱地造林必定失败[ 8 ]。天津光合谷湿地公园是在中重度盐碱地上建设湿地公园的典型,本研究通过调查该公园的土壤条件和植物生长情况,分析近年来公园植被营造的问题及原因,按照“适地适树”原则研究合理措施,这对于加强湿地公园景观造林工作,以及推进滨海地区盐碱地改良和绿化具有积极意义。
  1 研究地概况
   天津光合谷湿地公园位于天津市静海区团泊镇,该地区为典型的滨海盐渍化地区,是天津湿地自然保护区。公园内湿地系统总面积64 hm2,其陆地面积39 hm2,占湿地系统总面积的60.3%,其余39.7%是水面。2013年测得公园内土壤含盐量为3~8 g/kg,最高达18 g/kg;湖水pH 8.79,含盐量近4g/L,于园区内封闭自循环,与周边河流、湖泊无径流连接。灌溉用的地下深井水pH 8.2,含盐量0.89 g/L。2013年春季,公园进行土地整理,采用“地下淋水盲沟+防泥渗膜+沙孔”的方法排盐,深翻地表50 cm厚的土壤,均匀掺拌土壤改良剂和底肥,然后进行了大规模绿化,栽种乔灌木和草本植物近百种。2014年,公园内大部分植物出现明显的盐害症状,生长迟缓,叶片枯黄,落叶甚至死亡,尤其是乔木和较大型灌木,死亡率甚至超过90%。
  2 研究方法
   2015年,按照主要绿化区内种植植物的不同类型,将天津光合谷湿地公园划为3个调查区域(见图1),A区以乔木为主,B区以灌木为主,C区以草本为主,搭配部分小灌木,调查这3个区域内的植物种类和生长情况。2015年4月和9月,对园内土层厚度和典型地段的土壤含盐量进行测定。2015年4月返盐季,在A、B、C区内分别取3、4、3个调查样点,测定0~20 cm表层土壤的pH值和含盐量。另外,在A、B、C区内各选取1个土壤盐度速测点,测定坡面的土壤盐度分布。采用便携式电导率仪现场速测,与土壤剖面取土實验室分析相结合,综合测定土壤含盐量。土壤pH值测定采用《LY/T 1239-1999森林土壤pH值的测定》规定的方法进行,土壤含盐量测定采用《LY/T 1251-1999森林土壤水溶性盐分分析》规定的方法进行。
  3 结果与分析
  3. 1 湿地公园土层分布
   根据两次调查结果和湿地公园地形图,绘制调查区内的土层厚度分布图(图2)。由该图可以看出,除局部地区土层厚度大于1.5 m外,绝大数地区的土层厚度都在1 m以下,湖中岛屿的土层厚度不超过0.5 m。在咸水环绕的条件下,以如此薄的土层,非常容易发生土壤返盐,严重影响植物生长。
  3. 2 湿地公园土壤含盐量
   通过调查发现,在靠近水边地区和土层很薄的湖中岛屿,9月份地表就出现了明显的盐斑。在春季干旱期,地表积盐更加普遍且明显,除个别土层较厚的区域外,几乎覆盖了所有植被种植区。
   由调查区内各测试点的pH和土壤含盐量(表1)可以看出,调查区的表层土壤的含盐量为3.05~ 8.0 g/kg,为中重度盐碱土。在调查中发现,在各测试点及植物大量死亡的中心地带,除了土层薄、盐碱重等问题之外,土层中还混杂大量外来杂物,如砖头、石块等建筑垃圾,土体经过机械反复碾压紧实,失去了植物生长所需的通气透水的基本条件,有些地区已经出现光板地现象。
  3. 3 湿地公园植物生长状况
   湿地公园内种植了19种乔木、19种灌木、28种草本植物和5种水生植物,由调查区内主要植物生长情况(表2)可以看出,乔木成活率最低,灌木和草本植物多为耐盐碱品种,成活率较乔木高。A、B和C区内有14种乔木死亡,有4种呈不同程度盐害症状,只有B区的竹柳长势良好。在B、C区内,柽柳、枸杞、金叶莸、水蜡、互叶醉鱼草、蔷薇、白刺和沙枣等8种灌木长势良好,另有7种灌木呈不同程度盐害症状。有9种草本植物长势良好,其他19种呈不同程度盐害症状,且大多数已出现中重度盐害反应。虽然公园在树种选择上注意了土壤盐度的影响,但是植物的耐盐性与土壤的盐度不适应,多数植物严重受害或死亡,存活下来的植物长势也很差,未能起到应有的绿化和景观作用。
  3. 4 湿地公园植物盐害原因
   虽然天津光合谷湿地公园景观造林投入很大,但效果并不理想,大批植物遭受了盐害,主要原因是没有遵循“适地适树”原则,在树种选择和立地条件改造方面没有做到互相匹配,没有按照土壤的实际情况选择树种,也没有根据树种的生长特性改良土壤性质。    从树种选择方面看,公园内主要种植区均在咸水湖的环绕之中,地下水位高,土层薄,盐碱化程度高,不宜种植乔木,应以耐中重度盐碱的小灌木和草本植物为主。但在实际种植时,选择了大量景观乔木和小乔木树种,多数灌木和草本植物的耐盐性低于种植地的实际土壤盐渍化程度,未能做到“因地选树”,从而出现了树势衰弱、生长不良及大面积死亡的现象,没有达到预期的景观效果,大大增加了补栽的成本。
   从土壤改良方面看,公园内土层厚度不够,多数区域土层厚度在1.5 m以下,乔木和大型灌木的根系很容易扎到地下咸水区域,从而导致树木受害死亡。同时,由于湖水矿化度高、地形破碎、土层薄,非常容易形成土壤的强烈返盐,采用“地下淋水盲沟+防泥渗膜+沙孔”的方法排盐完全没有起到控盐作用,未能降低土壤含盐量,导致植物受到盐害。另外,调查区部分区域土壤结构太差,在人工构造地形时,没有很好地清理土壤中的异物,有的地方甚至是用建筑垃圾填成,在种植植物之前也没有进行全面的土地整理,部分地区土壤过于紧实、板结,严重影响了植物的生长,这都是没有做到“因树改土”的原因。
  4 立地类型划分和植物种植
  4. 1 立地类型划分
   根据调查结果,将公园内的土壤划分为4种盐渍化立地类型,并在地形图上划分盐渍化立地类型(图3)。(1)类型1地区:海拔0.0~0.5 m,该类型地区为浪蚀及水渍带,土壤盐渍化程度为极重度,并伴有定期的水淹和浪蚀,适生植物极少。(2)类型2地区:海拔0.5~1.0 m,该类型地区较类型1地区土壤盐渍化程度轻,但由于地下水位高,地面坡度大,土壤盐渍化程度仍达极重度,适生植物较少。(3)类型3地区:海拔1.0~1.5 m,该类型地区立地条件要好于上述2个类型,但由于地下水位仍相对较高,土壤盐渍化程度达重度。(4)类型4地区:海拔1.5 m以上,该类型地区立地条件相对较好,土壤盐渍化程度达中度。
  4. 2 不同立地类型植物选择
   针对不同盐渍化立地类型,选择与其相适应的耐盐碱植物种是造林成功的关键。根据公园土壤盐渍化立地类型划分结果,结合长期筛选试验得出适生植物名录,构建不同立地类型适生植物景观效果图(图4),不同立地类型的植物种类选择如下:(1)类型1地区的植物不但要抗盐,而且要耐水淹,可以选择芦苇、菖蒲、盐地碱蓬、盐角草、海蓬子、互花米草、中华柽柳等。(2)类型2地区的植物应为高抗盐碱、耐干旱、耐瘠薄的种类,可以选择唐古特白刺、大果白刺、枸杞、松柏柽柳等。(3)类型3地区应种植观赏性较强的耐盐碱、耐瘠薄的草本和小型灌木,可以选择黑麦草、朝鲜碱茅(星星草)、金娃娃萱草、剑麻、狼尾草、菊芋、柠条、金叶莸、水蜡、龙柏、沙枣、俄罗斯大果蔷薇、忍冬、粉团蔷薇、伍兹氏玫瑰等,也可种植一些豆科、菊科的草本花卉,在日常管理过程中应注意旱季压盐措施。(4)类型4地区可适当种植一些耐中度盐碱的植物,如三七景天、紫花苜蓿、白三叶、胡颓子、芦竹、紫叶小檗、女贞、美国蔷薇1号、美国蔷薇2号、醉鱼草、鹤乡玫瑰、胶东卫茅、复叶槭、抗盐杨、苦楝、紫穗槐、栾树、日本黑松、竹柳、杜梨、木槿、石榴、枣树等,也可选择柽柳、龙柏和沙枣等具有较高观赏性的乔木树种。
  4. 3 植物种植措施
   除了按照“适地适树”原则合理选择树种之外,合理种植也是提高树木成活率、保存率及树木长势的必要措施,公园植物种植措施主要为:(1)对土壤进行改良,土层厚度<1 m的区域需要抬高土层,最好高于1.5 m;去除土壤中的砖头、石块等异物;对于土壤过于紧实,尤其是车辆、机械等反复碾压过的区域,需要将紧实土层翻松;植物种植前,需施入适量有机肥、化肥或翻入绿肥,增加土壤养分。(2)对种植穴表土采取覆盖措施,常用的覆盖材料有松树皮、干草、秸秆、碎石等。在高穴种植的植树穴侧面采取生物护坡或物理护坡措施,生物护坡可种植根系发达、耐盐碱的草本植物,如黑麦草、狗芽根、结缕草等,物理护坡可采用加盖塑料网等方法。(3)浇灌植被时避免大水漫灌,可采用喷灌、滴管等方法,这既能大量节省淡水,又能有效压盐、防止返盐。建议公园配置一整套滴灌设备,在最大限度节水的情况下,更加高效地压盐洗碱。(4)在目前的条件下,公园内不宜移栽大型乔木,应以灌木和草本植物为主,在土层厚度>1.5 m区域适当搭配小乔木。
  5 结 论
   我国滨海盐碱地区多处于经济、社会快速发展区域,亟待进行盐碱地生态修复和植被构建。这一过程必须遵循“适地适树”的基本原则,在实践中要应用好“选择”和“改造”这两个工具,即选地适树、选树适地和改地适树、改树适地,尊重盐碱地发展的特性,评估盐碱地的立地条件,利用正确的土壤改良方法和耐盐碱植物配置模式构建盐碱地植被,如此才能达到高效利用土地资源、改善滨海盐碱地区生态环境的作用。
  参考文献
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   第1作者简介:  蔚奴平(1970年),  男,  硕士,  工程师,  研究方向为盐碱地治理。
   收稿日期: 2020 - 01 - 20
  (责任编辑:   王 岩)
  Abstract The analysis of the soil conditions and landscape afforestation in Tianjin Guanghegu Wetland Park shows that the vegetation in the park is not ideal. The park is divided into four areas according to the degree of salinization. Planting measures, and propose afforestation proposals for coastal saline-alkali wetland landscapes.
  Key words Saline-alkali afforestation;  Soil improvement;  Forest cultivation;  Site conditions
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