一种促进沙化土地榆树自然更新的方法

技术领域

本发明属于植被修复技术领域，具体涉及一种促进沙化土地榆树自然更新的方法。

背景技术

在北方沙地生态系统中，近年来榆树成熟林和过熟林出现衰退和退化的现象，影响榆树种群退化的原因主要是林区内榆树自然更新困难，导致榆树幼苗数量严重不足，即使有幼苗，其苗木生长亦不良，与此同时，林区内榆树大树逐渐死亡，幼苗更新换代不及时，出现生态修复治理区域内土地再次退化或沙化的现象。

影响榆树自然更新困难的原因主要有以下几点：

(1)生态修复治理区域内降水少，造成沙化干旱，种子吸水不足从而萌芽困难，无法实现种子世代更新的过程；

(2)生态修复区域内，在榆树母树周围，地势平坦，多风和风大的因素将种子吹走，导致榆树种子无法在该林区榆树种群内成功落种，无法实现世代更新过程；

(3)榆树下表层草本植被覆盖度大，草根盘结交错，导致榆树种子无法接触土壤，不能正常萌发，或出苗后根系困难下扎，导致幼苗死亡；

(4)人类过渡放牧，榆树种群林下即便有更新幼苗产生也会被牛、羊等牲畜啃食，造成榆树幼苗无法生长，直至死亡；

(5)部分地区存在白干土，白干土分布不均，白干土层薄厚不一，较厚的白干土会影响榆树大苗的根系下穿扎不透，导致榆树大苗生长不良，直至死亡。

上述原因导致榆树林衰退和退化后，生态环境整体下降，抵御自然灾害的能力减弱，沙地生态修复治理出现反复现象，人类的生存环境受到威胁；并且目前我国榆树更新主要是人工造林更新，人工更新成本高、周期长。

发明内容

本发明实施例提供一种促进沙化土地榆树自然更新的方法，旨在解决现有沙化土地中的榆树自然更新困难，导致榆树林衰退和退化，从而使得生态环境整体下降，抵御自然灾害的能力减弱，沙地生态修复治理出现反复现象；并且依靠人工造林更新成本高、周期长的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种促进沙化土地榆树自然更新的方法，包括如下步骤：

S10：选取沙化土地中的待修复区域，在所述待修复区域的外周围设护栏；

S20：在所述待修复区域内选取母树，在所述母树的周围刨制土坑，所述土坑位于所述母树的下风向，所述土坑的内径从上至下逐渐减小，在所述土坑的内壁挖环形沟槽；

S30：在所述土坑内填入经过发酵处理的林废粉碎物；

S40：所述母树的种子落入所述土坑后，待所述种子生长为苗木且高度大于1.5m时进行第一次修枝处理；

S50：同一个所述土坑内落入多个种子时，待所述种子生长为苗木时在一个所述土坑内剩余至少一株所述苗木，其余所述苗木移走并定点、定株管理。

在一种可能的实现方式中，所述待修复区域为榆树纯林时，单位面积内所述榆树株数小于28株/亩，或单位面积内所述榆树株数小于420株/hm

所述待修复区域为榆树混交林时，单位面积内所有乔木株数小于28株/亩，或单位面积所有乔木株数小于420株/hm

在一种可能的实现方式中，所述土坑至少为一个，所述土坑为多个时，所述土坑与所述母树的最小间距为3～4m，相邻所述土坑的间距为3～4m，且多个所述土坑呈零星分布或阵列分布。

在一种可能的实现方式中，所述土坑的深度为50cm以上，直径为3m以上，所述土坑的深度和直径比为0.16～0.32。

在一种可能的实现方式中，所述土坑的口径为3m以上。

在一种可能的实现方式中，所述土坑内的底面为平行于地表的平面，或者为中部向上隆起的凸面；

当所述土坑内的底面为凸面时，所述土坑内底面的中心距离地表的距离为30cm以上。

在一种可能的实现方式中，所述沟槽的深度为5～10cm。

在一种可能的实现方式中，所述沟槽内放置有多个降解杯，所述降解杯内容纳有基质，所述基质的体积为所述降解杯内空间体积的二分之一至四分之三，所述基质包括土、生物缓释肥、保水剂和林废粉碎物。

在一种可能的实现方式中，所述基质的配比为土:生物缓释肥:保水剂:林废粉碎物＝2:0.4:0.6:1。

在一种可能的实现方式中，所述S30步骤和所述S40步骤之间还包括：

向所述土坑内洒水，使所述土坑内土壤水含量高于周围地表的水含量。

本申请实施例与现有技术相比，具有以下优点：

一、在母树的周围刨制土坑，可使得榆树自然落种，自然落种生长的苗木适应性强、培养周期短、生长速度并且成本低，既可以解决待修复区域的沙化土地榆树纯林或榆树混交林中榆树自然更新困难、更新效率低下的问题，土坑的分布规则还集合了沙化土地榆树种群中榆树乔木的分布点位和分布数量，使其株间距分布合理，给发生自然更新的苗木提供充足的生长空间。

二、在沙化土地区域，天气干旱少雨，土壤表面的蒸腾作用下通常比较干旱，水分含量低，土壤地下水位也低，而地下土坑可以收集留存较多的水分，抬高土壤地下水位，坑内的土壤水分含量往往高于土地表面，土壤的湿润环境为榆树种子吸收、膨胀、萌芽、生长提供了水分保证，结合其内部的林废粉碎物可以提供种子萌发生长所需的水分条件、土壤条件和营养条件。

三、由于榆树下近地表草本植被盖度过大，草根盘结密集，使得榆树种子落地困难，土坑可保障榆树种子接触土壤，促进落种后根系下扎，具有破除榆树种子更新障碍的作用；待种子生长为苗木且高度超过1.5m高的时候，进行修枝定干，使其生长质量更高，同时还可以根据实际需要进行取舍，移走多余的苗木，留下的苗木需要保证其为壮苗，由于移植的时候苗木已经适应了当地的气候条件，移栽成活率高，省去了苗木调运、苗木适应环境的问题。

四、通过在待修复区域的外周围设护栏，为榆树幼苗的生存和生长提供了良好的保护环境，通过上述一系列的操作，大大的提高了沙地榆树自然更新能力，节约了造林成本，达到了省力、省工、省看护、省养护的目的，有效的节约了资金。

五、土坑内撒施经过发酵处理的林废粉碎物，林废粉碎物具有来源广泛、容易获取的特点，经发酵处理后相当于有机缓释肥，具有改良土壤理化性质的作用，增加土壤结构的通透性，增加土壤肥力，具有保湿保温的作用，施入土坑内，除了保湿、保温、增肥、增加通透性，还能起到覆盖防起尘的作用，增加了土壤的粗糙度，对榆树种子滞留、吸水膨胀、萌芽产生积极作用，还能促进榆树幼苗的生长。

附图说明

图1为本发明实施例中土坑与母树的多种分布状态示意图；

图2为本发明实施例在榆树纯林中的土坑分布示意图；

图3为本发明实施例在榆树混交林中的土坑分布示意图；

图4为本发明实施例在混交林中的土坑分布示意图；

图5为本发明实施例采用的土坑的俯视结构示意图。

附图标记说明：

10-母树；

20-土坑；21-环形沟槽；

30-其他树种。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本申请实施例中，说明书附图1给出了在不同的风向条件下，土坑20与母树10之间的分布示意图；说明书附图3中其他树种30可为樟子松，说明书附图4中其他树种30为混交树种。

请一并参阅图1至图5，现对本发明提供的一种促进沙化土地榆树自然更新的方法进行说明。所述促进沙化土地榆树自然更新的方法，包括如下步骤：

S10：选取沙化土地中的待修复区域，在待修复区域的外周围设护栏；

S20：在待修复区域内选取母树10，在母树10的周围刨制土坑20，土坑20位于母树10的下风向，土坑20的内径从上至下逐渐减小，在土坑20的内壁挖环形沟槽21；

S30：在土坑20内填入经过发酵处理的林废粉碎物；

S40：母树10的种子落入土坑20后，待种子生长为苗木且高度大于1.5m时进行第一次修枝处理，定干高度0.5m以上；

S50：同一个土坑20内落入多个种子时，待种子生长为苗木时在一个土坑20内剩余至少一株苗木(最多保留3株，超过一株的时候进行丛生培养)，其余苗木移走并定点、定株管理。

可选的，沟槽的深度为5～10cm，环形沟槽21与土坑20同轴，为了增加土壤表面的粗糙度，起到滞留拦截榆树种子的作用。为了提高环形沟槽21处的粗糙度，环形沟槽21的延伸路径可为不规则的曲线。

清理林区内的病株、残株、枯死株、林木修剪剩余物等经过处理后形成林废粉碎物，林废粉碎物可选用半腐熟或全腐熟状态，还可以选用形状为纤维条且长度小于15cm的林废粉碎物，以长度范围在2～5cm的最好。

本实施例提供的促进沙化土地榆树自然更新的方法，与现有技术相比，具有以下优点：

一、在母树10的周围刨制土坑20，可使得榆树自然落种，自然落种生长的苗木适应性强、培养周期短、生长速度并且成本低，既可以解决待修复区域的沙化土地榆树纯林或榆树混交林中榆树自然更新困难、更新效率低下的问题，土坑20的分布规则还集合了沙化土地榆树种群中榆树乔木的分布点位和分布数量，使其株间距分布合理，给发生自然更新的苗木提供充足的生长空间。

二、在沙化土地区域，天气干旱少雨，土壤表面的蒸腾作用下通常比较干旱，水分含量低，土壤地下水位也低，而地下土坑20可以收集留存较多的水分，抬高土壤地下水位，坑内的土壤水分含量往往高于土地表面，土壤的湿润环境为榆树种子吸收、膨胀、萌芽、生长提供了水分保证，结合其内部的林废粉碎物可以提供种子萌发生长所需的水分条件、土壤条件和营养条件。

三、由于榆树下近地表草本植被盖度过大，草根盘结密集，使得榆树种子落地困难，土坑20可保障榆树种子接触土壤，促进落种后根系下扎，具有破除榆树种子更新障碍的作用；待种子生长为苗木且高度超过1.5m高的时候，进行修枝定干，使其生长质量更高，同时还可以根据实际需要进行取舍，移走多余的苗木，留下的苗木需要保证其为壮苗，由于移植的时候苗木已经适应了当地的气候条件，移栽成活率高，省去了苗木调运、苗木适应环境的问题。

四、通过在待修复区域的外周围设护栏，为榆树幼苗的生存和生长提供了良好的保护环境，通过上述一系列的操作，大大的提高了沙地榆树自然更新能力，节约了造林成本，达到了省力、省工、省看护、省养护的目的，有效的节约了资金。

五、土坑20内撒施经过发酵处理的林废粉碎物，林废粉碎物具有来源广泛、容易获取的特点，经发酵处理后相当于有机缓释肥，具有改良土壤理化性质的作用，增加土壤结构的通透性，增加土壤肥力，具有保湿保温的作用，施入土坑20内，除了保湿、保温、增肥、增加通透性，还能起到覆盖防起尘的作用，增加了土壤的粗糙度，对榆树种子滞留、吸水膨胀、萌芽产生积极作用，还能促进榆树幼苗的生长。

本申请实施方式作用于有榆树片林生长的沙化土地，榆树需要具备一定的疏密度，并且由于经济活动和放牧在对沙化土地区域内榆树种群生长及其种子更新和幼苗生长都有很大的伤害，畜牧很容易将地上部分的嫩枝嫩叶甚至主干啃食，所以需要保证在选取的待修复区域禁牧。

其中，参阅图2，待修复区域为榆树纯林时，单位面积内榆树株数小于28株/亩，或单位面积内榆树株数小于420株/hm

参阅图3和图4，待修复区域为榆树混交林时，单位面积内所有乔木株数小于28株/亩，或单位面积所有乔木株数小于420株/hm

片林中乔木数量过多、密度偏大，则树木生长空间会受限，导致林地质量下降，不需要采取榆树更新措施；通过上述特征对待修复区域进行选取，可保证对沙化土地的修复效率。自然更新的苗木增多增强了林区榆树纯林或榆树混交林的生态系统稳定性，提高了沙地植被被盖度和地表生物量，同时也提高了林地碳储藏和潜在碳交易价值。

具体地，土坑20的结构特征有以下几点：

(1)土坑20至少为一个，土坑20为多个时，土坑20与母树10的最小间距为3～4m，相邻土坑20的间距为3～4m，且多个土坑20呈零星分布或阵列分布。经研究，榆树自然更新幼树具有集聚分布的特性，榆树种子呈扁片状，小而轻，当母树10种子成熟时，种子自然飘落容易扎堆，例如张家口沙化土地榆树种子成熟时间在每年的5月上旬至下旬，该时间段多风且风速较大，母树10种子受风的影响自然飘落于母树10下风向居多，水平方向平地落种范围大约在60m左右，没有风力影响时落种范围在母树10冠幅为10m之内，所以距离母树10为3m、6m、9m距离的土坑20能够富集拦截母树10的70％以上的种子，土坑20坑距的定位是为了更新苗木发生后使榆树种群内乔木的结构分布更趋合理。

(2)土坑20的口径为3m以上，土坑20的深度为50cm以上，直径为3m以上，土坑20的深度和直径比为0.16～0.32。土坑20的深度与口径决定了土坑富集榆树种子的能力、抗风吹能力和提供榆树种子萌芽所必须的水分条件。以张家口沙化干旱区为例，该地区在四五月份为多风天气，日风速或阵风风速往往能达到4级至8级甚至更大，榆树的种子小而轻，容易随风飘落，落到地面后，在风力的作用下，地面上的榆树种子翻滚会被吹到很远的地方，本实施例中土坑20的尺寸特征以及内部的沟槽设计，使其尺寸容易让榆树种子在风力的作用下落入，并且沟槽使得土坑20表面粗糙度大，对榆树种子起到了很好的滞留拦截作用，创造了榆树种子的落种条件。

如果土坑20的口径小于3m或者深度达不到50cm，即使有榆树种子落入也会由于沙地风蚀的原理被风吹走，拦截风速的障碍物的高度与受风力侵蚀的距离有关，较浅的土坑20在坑内还会形成风力环流，将榆树种子吹出刮走。

(3)土坑20内的底面为平行于地表的平面，或者为中部向上隆起的凸面；当土坑20内的底面为凸面时，土坑20内底面的中心距离地表的距离为30cm以上。土坑20内底面的中心位置距离地表距离30以上，可避免由于土坑20底部向上凸起过多造成榆树种子掉落在土坑20中心位置的时候被风带出。

上述土坑20的特征可根据实际修复环境选取，土坑的深度降低了土壤表层草本植被盖度，将草根密集盘结层进行了清理，给榆树种子创造了落种、生根下扎的微环境，促使其完成种子更新过程。榆树大苗在根系下扎过程中，碰到白干土土层，根系下扎困难，如果白干土土层较薄，榆树根系还可以扎透深入地下更深层吸收水分，如果白干土土层较厚，达到50cm～100cm，则榆树根系无法穿透，导致根系吸水困难，慢慢生长致死。所以挖较深土坑则可以适当避免这种情况的发生。

在一些实施例中，上述土坑20的一种改进实施方式可以如下所述结构。沟槽内放置有多个降解杯，降解杯内容纳有基质，基质的体积为降解杯内空间体积的二分之一至四分之三，基质包括土、保水剂和林废粉碎物。环形沟槽21可沿上下方向设置多个，每个沟槽中放置多个降解杯，榆树种子落入土坑内的时候，可能会滞留在降解杯中(杯口朝向土坑的轴心位置)，进一步增加了榆树种子落入土坑后被风带走的难度，基质中混合有土、生物缓释肥、保水剂或林废粉碎物，降解杯具有收集滞留榆树种子，为种子提供萌芽、生长环境的作用，具有代替圃地人工育苗的作用。

为了避免污染环境以及方便苗木的生长，降解杯选用可降解材料，不需要拆开降解杯，即可实现杯中的幼苗扎根到杯外。

具体地，基质的配比为土:生物缓释肥:保水剂:林废粉碎物＝2:0.4:0.6:1。在有降雨发生时，基质材料可以很好的保存水分。容器杯中的基质材料是为种子的萌发生长提供最优的生长环境，使其发苗快、苗木健壮、根系发达，基质材料配比为幼苗的茁壮成长提供了坚实的物质基础保障。

在一些实施例中，S30步骤和S40步骤之间还包括：

向土坑20内洒水，使土坑20内土壤水含量高于周围地表的水含量。

为了保证落种，土坑20的刨制时间为落种之前，刨制之后可喷洒水分润表面，但是喷洒水分并非必要条件。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。