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Techniques for protection forest system construction on saline-alkalized soil of Liaohe Delta

辽河三角洲盐碱地防护林体系建设技术研究



全 文 :辽河三角洲盐碱地防护林体系建
设技术研究 3
潘文利 于 雷 (辽宁省林业科学研究院 ,沈阳 110032)
【摘要】 辽河三角洲盐碱地上造林、土壤改良及营林工程技术试验结果表明 ,在土壤含盐
量 0. 3 %以下的干渠上应栽植辽宁杨、中林 46 号杨、群众杨 ;结合土壤改良措施 ,在土壤含
盐量 0. 4 %左右的海堤上栽植刺槐、河南白榆 ,在含盐量为 0. 52~0. 73 %油田道路两侧则
栽植绒毛白蜡 ;在土壤含盐量为 0. 9 % 左右的拦海防潮堤上 ,栽植中国柽柳.
关键词  盐渍土  防护林  树种选择  造林技术
Techniques for protection forest system construction on saline2alkalized soil of Liaohe Delta.
Pan Wenli and Yu Lei ( L iaoning Academy of Forest ry , S henyang 110032) . 2Chin. J . A ppl .
Ecol . ,1998 ,9 (3) :231~236.
The practices of tree species selection , soil amelioration and afforestation engineering on saline2
alkalized soils of Liaohe Delta show that Populus liaoningensis , Populus z honglinensis 46 and
Populus popularis can be planted on main canals where soil salt content is lower than 0. 3 %.
After soil amelioration , Robinia pseudoacacia , Ul m us pumila can be planted on sea banks
where soil salt content is 0. 4 % , Fraxinus velutina can be planted on both sides of oil2field
roads where soil salt content is 0. 52~0. 73 % , and Tam arix chinensis can be planted on pre2
vent tide dikes where soil salt content is 0. 9 %.
Key words  Saline2alkalized soil , Protection forest , Tree species selection ,Afforestation engi2
neering.
  3 国家“八五”科技攻关项目 (85 - 019 - 03 - 01) .
1997 - 01 - 13 收稿 ,1997 - 02 - 28 接受.
1  引   言
辽河三角洲位于辽河平原的南端 ,靠
近渤海沿岸 ,是由辽河、双台子河、大凌河、
小凌河、大清河等一系列河流形成的冲海
积平原 , 总体呈湾状三角洲 , 岸线全长
384km.辽河三角洲海岸是河口淤泥质平
原岸 ,地势平坦 ,地域辽阔 ,每年大清河、辽
河、双台子河、大凌河、小凌河河水携带的
泥沙输入量达 1. 0t . 该区域降雨量少 ,蒸
发量大 ,春季多风少雨 ,且地下水矿化度
高 ,土壤盐渍化严重 ,土壤质地粘重 ,养分
匮乏 ,多年来造林不见林 ,是个脆弱生态系
统. 为此 ,自 1989 年以来 ,以生态学理论为
指导 ,结合当地的生产实践 ,进行了造林树
种选择、土壤改良及营林工程技术研究 ,目
的是为泥质海岸防护林体系的建立提供理
论依据和有效的技术措施 ,以加速辽河三
角洲的开发建设.
2  材料与方法
2. 1  自然条件
盘锦地区是辽河三角洲的核心 ,代表了整个
三角洲的特征 ,因此研究的主要基地选在盘锦市
大洼县 ,试验的副点选定在营口市老边区. 两地
自然情况基本相似 ,地理位置为 121~122°E ,40
~41°N ,地下水位 1~1. 5m ,属暖温带海洋性气
候 ,年均风速 4. 4m·s - 1 ,最大风速可达 27m·s - 1 ,
无霜期 177d ,年均温 8. 4 ℃,极端最高气温 32~
应 用 生 态 学 报  1998 年 6 月  第 9 卷  第 3 期                       
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,J un. 1998 ,9 (3)∶231~236
34 ℃,极端最低气温 - 31 ℃. 年降水量 646. 6mm ,
年均 蒸 发 量 1653. 6mm , 全 年 ≥10 ℃积 温
3917. 1 ℃,土壤多为滨海盐土、滨海盐化草甸土.
2. 2  试验设计
1992 年 4 月和 1994 年 4 月分别在大洼县关
家大桥进水渠和王家排水总干的轻度盐碱地上
进行了群众杨 ( Populus popularis) 、新疆杨 ( Pop2
ulus xinjiangensis) 、中林 46 号杨 ( Populus z hong2
linensis No. 46) 、三北一号杨 ( Populus sanbeiensis
No. 1) 、辽宁杨 ( Populus liaoningensis) 等速生丰产
树种造林试验. 试验小区面积 0. 08 hm2 ,株行距
1. 5m ×1. 5m. 试验采取随机组设计 ,3 次重复 ,每
块试验地总面积为 1. 2hm2 .
  1990 年 4 月 ,在营口市老边区曹家海堤的中
盐碱地上 ,进行造林及土壤改良试验. 试验处理
为造林穴内客土、加沙和马粪混合物、施过磷酸
钙 3 种处理 ,另设对照 ;栽植树种有 1 年生河南白
榆 ( Ul m us pumila) 、群众杨、109 柳 ( S alix 109) ,
株行距 2m ×1. 5m. 试验采用随机区组设计 ,3 次
重复 ,小区面积 0. 25hm2 .
  1995 年 4 月 ,在大洼县三角洲油田公路两侧
的盐碱地上粉砂粘壤土 (土壤含盐量 0. 52~
0. 73 % ,p H8. 1~8. 4)进行造林及土壤改良试验.
试验树种为 2 年生绒毛白蜡 ( Fraxinus velutina)
和 1 年生沙枣 ( Elaeagnus angustif olia) ,采取造林
穴内分别施硫酸亚铁、石膏、有机肥、过磷酸钙 4
种处理. 试验采用随机区组设计 ,3 次重复. 每个
试验小区面积为 0. 25hm2 ,株行距 1m ×1. 5m ,试
验地总面积 2. 2hm2 .
1989 年 4 月 ,在大洼县辽河三角洲拦海防潮
堤重盐碱地上进行了造林及土壤改良试验 , 采取
地表覆地膜、造林穴内放置 5cm 厚的碎稻草、5cm
厚稻壳、放 20cm 厚的无盐害土壤等处理 ,分别栽
植中国柽柳、沙棘 ( Hippophae rham noides) 、沙枣、
枸杞 ( L ycium barbarum) 、紫穗槐 ( A morpha f ru2
ticosa) 2 年生苗 ,株行距为 1m ×1m. 试验以随机
区组设计 ,3 次重复 ,每个试验小区 0. 45hm2 ,试
验地面积 0. 58hm2 .
2. 3  研究方法
2. 3 . 1 植物群落分类及土壤物理化学性质的测定
 利用遥感、GIS对辽河三角洲景观生态及立地2
植物群落进行分类[2 ] . 采用 Landsat TM 卫片图
像 ,彩色合成的主要波段是 TM 3、4、5 ( G、R、B) ,
也由 2、3、4 ( Y、m、c) 波段以及 1∶10 万彩红外航
片判别 ,结合野外路线调查 ,进行定性与定量相
结合的植物群落分类 [4 ] ;同时在典型泥质海岸地
段不同盐碱地的主要植物群落类型内 ,挖土壤剖
面 ,进行土壤水溶性盐分、p H 值、机械组成及土
壤养分的测定[6 ] .
2. 3 . 2 盐碱地类型划分与树木生长量测定  根据
植物群落和土壤含盐量划分轻、中、重盐碱地类
型 ,并分别进行造林试验 ,对试验地造林前及成
林后进行土壤调查 ,分析测定土壤养分、盐分组
成 、机械组成、土壤容重 ,每年秋天测定树木生长
量并调查林木成活率、保存率.
3  结果与分析
3 . 1  植物群落与造林树种选择
泥质海岸主要包括盐渍化土壤生态系
统和生长在盐渍化土壤上的植物群落系
统[1 ] .植物种类的生长是严格按照土壤
水、盐的分布规律而分布的 ,因此对微域地
形和土壤起着一定的指示作用. 通过将野
外调查及室内分析测定所得的数据整理归
纳 ,把辽河三角洲盐生植被划分为 9 个植
物群落 ;又根据植物群落与土壤含盐量之
间的适应性 ,将植物群落分为强度、中度、
轻度 3 个耐盐的生态类型 ,相应地为不同
的土壤类型 [4 ] . 1989 年 4 月~1992 年 4
月 ,在不同群落的地段上进行了造林树种
选择试验 ,当年调查成活率 ,第 2 年秋天调
查树木保存率 (表 1) .
由表 1 可见 ,翅碱蓬2刚草群落、碱蒿2
白刺群落为强度耐盐群落 ,应栽植柽柳为
宜. 柽柳、碱蓬、獐毛、茵陈蒿群落为中度耐
盐群落 ,应首先选择绒毛白蜡和河南白榆
造林. 拂子茅、罗布麻、白茅为轻度耐盐群
落 ,应以栽植中林 46 号杨、辽宁杨、群众杨
造林为主 ;芦苇群落为泛生植被 ,在土壤含
盐量 0. 1~0. 8 %的土壤上均可生长 ,但与
水生条件有关.
232 应  用  生  态  学  报               9 卷
3 . 2  土壤改良及造林树种选择
3 . 2 . 1 干渠轻盐碱地  干渠轻盐碱地造林
试验结果见表 2. 结果表明 ,这 5 个树种在
轻度盐碱地上 ,除新疆杨生长较差外 ,其余
树种生长均较好. 经方差分析多重比较 ,树
种之间树高、胸径除群众杨与三北一号杨
二者差异不显著外 ,其余树种之间差异极
显著. 群众杨与三北一号杨比较 ,后者则感
病率较高. 树种年生长量 ,粉砂壤土比砂质
壤土要好 ,树木生长量依次为辽宁杨 > 中
林 46 号杨 > 群众杨 > 三北一号杨 > 新疆
杨. 可见 ,选择辽宁杨、中林 46 号杨、群众
杨为干渠轻度盐碱地造林树种是适宜的.
3 . 2 . 2 海堤中盐碱地  海堤中盐碱地造林
试验结果见表 3~5. 由于群众杨和 109 柳
栽植在坡上新清淤的粘土上 ,因此造林成
表 1  植物群落与造林树种选择
Table 1 Plant community and selection of afforestation tree species
指示群落 土壤含盐量 p H 土壤类型 造林树种 成活率/ 保存率
Indicatoring Soil salt Soil type Afforestation Survival rate/
community content ( %) tree species reserval rate ( %)
翅碱蓬2刚草 1. 0~1. 2 7. 5~7. 8 滨海盐土 柽柳 72/ 60
S uaeda heteroptera Seacoast saline soil T . chinensis
+ Carex scabrif olia
碱蒿2白刺 滨海潮滩盐土 枸杞 20/ 5
A rtemisia anetsif olia Seacoast tidalbeach - L . barbarum
+ Nit raria sibi rica saline soil
柽柳 0. 4~0. 7 7. 8~8. 5 滨海盐土 刺槐、沙枣 50/ 42
Tamari x chinensis Seacoast saline soil Robinia pseudoacacia
E. angustif olia
碱蓬 绒毛白蜡 75/ 70
S uaeda glauca F. veluli na
獐毛 河南白榆 77/ 69
Aeluropus litloralis Ul m us pumila
茵陈蒿 紫穗槐 64/ 56
A rtemisia capillaris A . f ruticosa
罗布麻 < 0. 3 8. 3~8. 5 滨海盐化草甸土 辽宁杨 94/ 90
Calamagrostis epigeios Seacoast meadow2 P. liaoning
白茅 salinized soil 中林 46 号杨 90/ 86
A pocynum renet um P. z honglin 46
拂子茅 群众杨 92/ 91
A rtemiasia capillaris P. popularis
表 2  轻盐碱地造林树种对比
Table 2 Comparison of tree species on light saline - alkalized soil
树种 树龄 树高 树高年生长量 胸径 胸径年生长量 土壤含盐量 成活率/ 保存率 土壤质地
Tree Age Height Annual height DBH Annual DBH Soil saline Survival and Soil
species increment increment content reserval rate texture
(y. ) (m) (m) (cm) (cm) ( %) ( %)
新疆杨 4 5. 96 1. 49 6. 77 1. 69 0. 16 80/ 63 砂质壤土
P. xinjiangensis Sandy loam
群众杨 4 8. 31 2. 08 9. 61 2. 40 0. 16 92/ 90
P. popularis
中林 46 杨 4 10. 8 2. 7 14. 02 3. 51 0. 16 90/ 85
P. z honglinensis46
三北一号杨 4 8. 68 2. 17 10. 5 2. 63 0. 16 91/ 85
P. sanbeiensis 1
群众杨 2 5. 22 2. 61 4. 37 2. 19 0. 25 90. 8 粉砂壤土
P. popularis Silty loam
辽宁杨 2 7. 57 3. 79 6. 9 3. 45 0. 25 89. 4
P. liaoningensis
三北一号杨 2 4. 53 2. 27 3. 84 1. 92 0. 25 75. 3
P. sanbeiensis 1
3323 期        潘文利等 :辽河三角洲盐碱地防护林体系建设技术研究     
表 3  海堤中度盐碱地土壤改良试验
Table 3 Soil amelioration on medium saline alkalized soil of sea bank
处 理
Treatment
成活率/ 保存率 ( %)
Survival and reserval rate
河南白榆
U . pumila
刺 槐
R . pseudoacacia
树高年生长量
Annual height increment (m)
河南白榆
U . pumila
刺 槐
R . pseudoacacia
胸径年生长量 (cm)
Annual DBH increment
河南白榆
U . pumila
刺 槐
R . pseudoacacia
对照 Control 73/ 51 80/ 60 1. 10 1. 37 1. 21 1. 54
沙 + 马粪 Sand and 92. 4/ 70 90/ 81 1. 16 1. 44 1. 64 1. 58
horse dung
客土 Foreign soil 87/ 60 91/ 70 1. 28 1. 46 1. 75 1. 60
磷酸二铵 Diammonium 90/ 76 93/ 84 1. 45 1. 56 2. 17 1. 76
orthophosphate
表 4  海堤中度盐碱地土壤改良后土壤盐分及 pH的变化( %)
Table 4 Changes of salt and pH in medium saline2alkalized soil after amelioration on sea bank
处 理
Treatment
HCO -3 Cl - SO2 -4 K+ Na + Ca + + Mg + + p H 全盐量 ( %)
Total saline
土壤质地
Soil texture
对照 3 0. 035 0. 210 0. 024 0. 004 0. 084 0. 014 0. 020 7. 48 0. 392 粘壤土
Control Clay loam
客 土 0. 032 0. 016 0. 047 0. 006 0. 029 0. 006 0. 004 8. 67 0. 148 粉砂 - 粘壤
Foreign soil Silty clay loam
沙 + 马粪 0. 05 0. 013 0. 038 0. 007 0. 02 0. 007 0. 005 8. 46 0. 132
Sand and horse dung
磷酸二铵 0. 026 0. 016 0. 036 0. 006 0. 021 0. 003 0. 003 8. 54 0. 109
Diammonium
orthophosphate3 为造林前分析数据 ,客土、沙 + 马粪、磷酸二铵处理是 1996 年测定数据. The date were determinated before afforesta2
tion ;others were obtained in 1996.
表 5  优势木树高生长过程
Table 5 Growth process of dominant trees
树 种
Tree
species
年份 Year
1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996
白榆 0. 75 2. 1 4. 6 6. 3 6. 9 7. 9 8. 2 8. 5
U . pumila
刺槐 0. 75 2. 08 2. 82 4. 28 4. 92 6. 10 8. 0
R . pseu2
doacacia
活率分别为 23 %和 21 % ,1991 年将群众
杨和 109 柳试验区补植 1 年生刺槐苗 ,当
年造林成活率达 90 %. 结果表明 ,3 种改良
措施对提高造林成活率均有显著影响 ,其
中以施磷肥和沙 + 马粪处理效果最好 ,成
活率达到 90 %以上. 经方差分析多重比
较 ,河南白榆、刺槐树高及胸径生长量除客
土与沙加马粪之间差异不显著外 ,其余处
理间差异极显著. 通过土壤改良 ,土壤含盐
量及 p H 值也均有显著变化 ,其中土壤含
盐量从 0. 392 %下降到 0. 130 % ,p H 值由
7. 48 上升到 8. 56 (3 种改良处理平均值) .
由于树木根系的穿插及土壤微生物的活
动 ,降低了土壤含盐量 ,改善了土壤物理性
质 ,有利于树木生长. 3 种处理措施以施磷
肥效果最好 , 6 年使土壤全盐量下降了
72. 2 % ;在盐分下降的同时 ,因土壤中重碳
酸根相对增多 ,致使土壤 p H 值有所上升.
河南白榆、刺槐在海堤中盐碱地质地较粘
重土壤上生长良好.
3 . 2 . 3 道路两侧中2重盐碱地  在油田道
路两侧中2重盐碱地上的造林试验结果见
表 6. 沙枣平均成活率 67 % ,但保存率仅为
3 0 % ,可能是由于冻害所致 . 结果表明 ,4
表 6  绒毛白蜡造林试验结果
Table 6 Afforestation experiment results of F. velutina
处  理
Treatment
成活率/
保存率
Survival
and reserval
rate ( %)
平均树高
Average
height
(m)
平均地径
Average
diameter
(cm)
对照 60/ 53 1. 26 1. 63
Control
硫酸亚铁 76/ 64 1. 41 1. 93
Iron protosulphate
石 膏 79/ 65 1. 38 1. 83
Gypsum
有机肥 85/ 77 1. 47 1. 86
Organic manure
过磷酸钙 84/ 75 1. 46 1. 85
Lime superphosphate
432 应  用  生  态  学  报               9 卷
种处理措施以施有机肥和过磷酸钙效果最
好 ,造林成活率达 84 %以上 ,可能是因为
有机肥可以增加土壤有机质 ,改善土壤结
构 ,从而增强了树木耐盐能力 ,且施肥增加
了土壤中的有效 P ,增强了磷的活性 ,减少
氨态氮的积累 , 增强了树木的抗盐能
力[6 ] .
3 . 2 . 4 拦海防潮堤重盐碱地  拦海防潮堤
重盐碱地造林试验结果见表 7、8. 结果表
明 ,4种改良措施仅对柽柳幼苗成活作用
表 7  造林前和造林后土壤盐分和养分变化
Table 7 Changes of soil salt and nutrient before afforestation and in young stand
采样时间 CO2 -3 HCO -3 Cl - SO2 -4 K+ Na + Ca + + Mg + +
Sampling time
造林前 (1989. 4) 0. 002 0. 000 0. 425 0. 168 0. 020 0. 299 0. 001 0. 009
Before afforestation
成林后 (1996. 8) 0. 006 0. 029 0. 232 0. 109 0. 012 0. 189 0. 007 0. 005
Young stand
采样时间 有机质 全 N 速 N 速 P 全盐量 p H
Sampling time Organic matter Total N Available N Available P TSC
( %) ( %) (mg·100 g - 1 soil) (mg·100 g - 1 soil) ( %)
造林前 (1989. 4) 0. 263 0. 026 2. 02 0. 555 0. 926 8. 4
Before afforestation
成林后 (1996. 8) 0. 426 0. 032 18. 16 6. 74 0. 586 8. 7
Young stand
表 8  造林前和造林后土壤物理性质的变化
Table 8 Changes of soil physical properties before afforestation and in young stand
采样时间 最大持水量 田间持水量 土壤容重 总孔隙度 < 0. 002 mm 土壤质地
Sampling time Max. moisture Field capacity Soil bulk weight Total poro2 Soil texture
capacity ( %) ( %) (g soil·cm - 1) sity ( %) ( % )
1989. 4 20. 94 13. 54 1. 59 32. 68 40. 687 粉砂粘壤
Silty clay loam
1996. 8 29. 32 25. 1 1. 41 42. 99 19. 054 壤土
Loam
明显 , 其中造林成活率覆地膜处理为
97. 5 % ,埋碎稻草为 92. 5 % , 埋稻壳为
80 % ,客土为 77. 5 % ,对照为 62. 5 % ,而沙
枣、沙棘、枸杞、紫穗槐造林成活率均为零.
可见 ,重盐土经修筑工程后 ,覆地膜和造林
穴内埋碎稻草是提高柽柳造林成活率的有
效措施[5 ] . 覆地膜可以保持苗木四周的土
壤湿度和温度 ,抑制土壤水分蒸发 ,从而达
到控制土壤表层积盐 ,降低土壤溶液的全
盐量等作用[6 ] . 埋碎稻草可防止造林穴内
盐分上返 ,增加土壤有机质 ,增强树木耐盐
性.土壤改良 7a 后 ,柽柳保存率为 80 % ,
平均树高 3. 0m ,平均胸径 3. 26cm ,土壤理
化性质均发生明显的变化. 柽柳幼林下 ,土
壤含盐量降低 36. 9 % , Cl - 降低 45. 4 % ,
Na +降低 37 % ,土壤有机质增加 62 % ,全
N 增加 23. 1 % ,速 N 增加 9 倍 ;最大持水
量增加 40. 2 % ,田间持水量增加 85. 38 % ,
土壤容重降低 0. 18 , 总孔隙度增加
31. 55 % ,0. 002mm 粘粒下降 53. 1 % ,土壤
质地由粉砂粘壤土变为壤土. 总之 ,柽柳成
林后 ,由于根系的穿插及土壤微生物的活
动 ,导致枯枝落叶的分解及土壤肥力增加 ,
物理性质及化学性质都有所改善. 由此 ,可
见柽柳是改良重盐碱地的优良树种.
4  结   论
4 . 1  在辽河三角洲盐渍地上建立防护林
体系 ,首先要进行立地2植物群落分类 ,并
以此为依据选择适宜造林数种 ,如在以翅
碱蓬2钢草、碱蒿2白刺为主的立地上 ,土壤
含盐量大多在 0. 7 %以上 ,造林树种应以
5323 期        潘文利等 :辽河三角洲盐碱地防护林体系建设技术研究     
柽柳为主 ;在以碱蓬、獐毛、茵陈蒿为主的
立地上 ,土壤含盐量大多在 0. 3~0. 7 % ,
造林树种应以绒毛白蜡、刺槐、河南白榆为
主 ;在以罗布麻、白茅等为主的立地上 ,土
壤含盐量多为 0. 3 %以下 ,应选择辽宁杨、
中林 46 号杨、群众杨等为造林主要树种.
4 . 2  在辽河三角洲进水与排水的干渠上 ,
应首先选择辽宁杨、中林 46 号杨、群众杨
造林 ,造林成活率及保存率均达 85 %以
上 ;在中盐碱地的海堤上 ,应选择河南白
榆、刺槐造林 ,结合施用有机肥或磷肥等土
壤改良措施 ,造林成活率及保存率均达到
80 %以上 ;在拦海防潮堤重盐碱地上 (含盐
量为 0. 8 %左右) ,选择中国柽柳造林 ,采
用造林穴内覆地膜、施有机肥 ,可使造林成
活率及保存率达到 90 %以上 ;在辽河三角
洲内的油田公路两侧的盐碱地上 ,结合土
壤改良措施 ,栽植绒毛白蜡或柽柳等耐盐
树种可获成功.
参考文献
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