沙地水利改良與利用思考范文

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《防護(hù)林科技雜志》2015年第一期

1立地等級劃分與土地開發(fā)利用

根據(jù)立地條件劃分標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行立地等級劃分和經(jīng)濟利用。在292hm2試驗區(qū)中，共選出立地條件比較好的土地41塊，面積合計為73hm2，占總土地面積的25％。這類土地具有比較高的生產(chǎn)力，是沙丘開發(fā)利用，取得經(jīng)濟效益的主要資源。在這些土地中，1類土地為23塊，面積43．4hm2，占優(yōu)質(zhì)土地的59．5％，2類土地為13塊，面積21．5hm2，占29．5％，3類土地5塊，面積8．1hm2，占11．0％。其中1類地，栽培農(nóng)作物，開墾苗圃地，栽培中草藥作物；2類土地，經(jīng)過土壤改良，播種經(jīng)濟作物或營造楊樹速生林和經(jīng)濟林，3類土地也需經(jīng)過土壤改良，營造楊樹和其他樹種防護(hù)林。沙丘的中上部為流動、半流動沙丘，營造針闊葉樹和灌木固沙林，或開墾灌木草場。沙丘的頂部，自然恢復(fù)，形成灌草群落。

2推平沙丘，改善沙地水分狀況

2．1推平沙丘的方法與效果為了擴大開發(fā)利用沙地土地面積，對1、2類沙丘進(jìn)行平整，不僅增加土地利用面積，同時還可以改善沙地水分分配條件。沙地徑流雖然比較弱，但是，由于沙丘起伏不平，仍然存在著降水再分配的過程。沙丘的中上部對降水吸收較少，而下部分布比較多。選擇起伏比較小的沙地，使用帶推土鏟的鏈軌拖拉機推平沙面。在治理之前1—2年對周圍的沙丘進(jìn)行固沙造林。另外，作業(yè)時間不要在4—5月春風(fēng)期間進(jìn)行。從2003年至2006年先后推平沙丘5塊，造田8hm2。其中，2004年推平治理的兩塊沙地，治理區(qū)1，土地利用面積1．9hm2，利用面積增加了30％，土地產(chǎn)出效率提高了1．2倍。治理區(qū)2，治理面積2．5hm2，土地利用面積增加了25％，土地產(chǎn)出效率提高了0．8倍。沙地推平以后，土壤含水率提高0．9％～1．3％，有利于植物的生長（見表3）。調(diào)查時間：2009年5—9月。

2．2沙丘推平以后的治理措施沙丘推平以后，有的地段露出心土，為了防止土壤發(fā)生風(fēng)蝕，除了在平整土地的周邊營造固沙林外，在被推平土地內(nèi)還需要營造防護(hù)林帶，同時采取播種綠肥牧草，施放草炭、黑土等改良土壤措施。

2．2．1播種綠肥牧草改良沙土播種沙打旺和草木樨等，不僅改良沙地土壤，同時還可以為發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)，收獲牧草。牧草雖然適應(yīng)性強，生長旺盛，但是由于出苗、保苗比較困難。因此，必須做到細(xì)致整地，播種以后保持土壤濕潤，如果在雨季播種，也要在雨前或雨后進(jìn)行。幼苗階段植株比較弱，及時防除雜草。綠肥牧草改土效果顯著，4年生的沙打旺地比附近沒有種植的土地有機質(zhì)含量提高了2．7倍，N、K也明顯提高，而全P變化不明顯（見表4）。

2．2．2施放草炭和黑土由于草炭質(zhì)地細(xì)，有機質(zhì)含量高，施放到流動或半流動風(fēng)沙土，對提高土壤肥力、改良土壤物理性質(zhì)效果顯著。利用草炭改良土壤面積為5．0hm2，每0．1hm2施放2000kg草炭，不僅提高了有機質(zhì)含量，而且改善土壤水分狀況，含水率提高0．5％。造林成活率與生長量提高20％和25％。

2．3推平土地的開發(fā)利用沙丘推平以后，由于部分地面露出底土，容易產(chǎn)生風(fēng)蝕，土地立地質(zhì)量屬于2、3類。開發(fā)利用方式，采取網(wǎng)格狀混林農(nóng)業(yè)或混農(nóng)林業(yè)經(jīng)營為主?；炝洲r(nóng)業(yè)為，每隔30～50m營造單行或雙行喬木或灌木林帶，在林帶中間播種農(nóng)作物?；燹r(nóng)林業(yè)是營造速生林，行距8～10m，在行間，播種農(nóng)作物。

3開發(fā)地下水與建設(shè)灌溉網(wǎng)絡(luò)

3．1地下水資源的分布阿爾鄉(xiāng)地區(qū)，平均降水量為450～470mm，地下水資源豐富，埋藏淺，便于開發(fā)。丘間低地地下水位距地面的距離，變動幅度為2．71～4．30m，平均3．50m。水質(zhì)為重碳酸鹽—鈣鎂鈉型，適宜農(nóng)業(yè)利用。

3．2地下水的開發(fā)與利用

3．2．1建設(shè)灌溉網(wǎng)絡(luò)為了改善沙地干燥不良特性，保障栽培作物的成活生長，在試驗區(qū)的平緩沙地，建設(shè)灌溉網(wǎng)絡(luò)。利用2寸鋼管，打深度為30～40m機井，共計布置22眼，平均每3．3hm2分布一眼井，出水量7t•h－1。

3．2．2利用風(fēng)力提水開發(fā)風(fēng)力資源，變害為利，也是沙地改良利用的重要途徑。為此，選擇高沙丘安裝風(fēng)力提水機。風(fēng)力提水機的工作原理是，利用風(fēng)能使風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，帶動風(fēng)力機空氣壓縮泵，產(chǎn)生壓縮氣體。用導(dǎo)管傳輸動力，將壓縮氣體輸送到水源（深井）中的氣壓自控?fù)P水機中，進(jìn)行揚水作業(yè)。風(fēng)力提水機的出水量，由串聯(lián)風(fēng)力機的多少來控制，串聯(lián)多，提水也多。出水量還受風(fēng)速大小影響（見表5），而受風(fēng)向的影響比較小。出水量隨著風(fēng)速增加而顯著提高，風(fēng)速為2．8m•s－1時，出水量為0．0095m3•min－1，而風(fēng)速為6．7m•s－1時，出水量達(dá)0．029m3•min－1（引自遼寧省水科院觀測材料）。

4實施微潤灌溉與節(jié)水栽培技術(shù)

4．1微潤灌溉設(shè)施吸力式微潤灌水器既節(jié)約用水，又長期穩(wěn)定供水。灌水器由供水管道，支管道和微管道組成。埋入地下30～40cm土層中，微管道的末端出水口處插入絲絨繩（導(dǎo)水芯），管道中的水緩慢滲出，滋潤附近土壤，使作物根棲層土壤保持濕潤。在藥材圃實驗田中，應(yīng)用地下灌溉系統(tǒng)2．7hm2，通過10m3的蓄水池作為控制灌溉水源，平均造價在3000～4500元•hm－2。與無灌溉設(shè)施的藥材比較，有灌溉設(shè)施的藥材出苗率和生長量比較高、無旱死現(xiàn)象發(fā)生。地下灌溉系統(tǒng)經(jīng)2年運行正常，比管灌節(jié)水2～3倍。保障栽培作物正常生長（引自遼寧水科院資料）。

4．2節(jié)水造林技術(shù)氣候干旱與沙地水分虧缺，一直是影響沙地造林成活率，遏制林分生長的主導(dǎo)性因子。因此，研究節(jié)水造林技術(shù)，成為固沙造林的關(guān)鍵措施。在節(jié)水造林中使用膜袋植樹法與覆膜植樹法，每株樹節(jié)約灌水一倍左右。選擇塑料膜袋，袋長30cm，寬25cm，裝入2kg草炭，然后注入2kg水，再將苗木放入袋內(nèi)，結(jié)合深栽技術(shù)進(jìn)行造林（引自水科院資料）。覆膜方法，是在膜袋法植樹或一般植樹法造林以后，在樹干基部周邊土壤上覆上塑料薄膜，半徑為0．5m，外高內(nèi)低，便于雨水滲入。再在上面壓上一層沙土，防止被風(fēng)吹走。膜袋植樹法，在膜袋內(nèi)保持較高含水率，達(dá)40～50d，與一般方法造林比較造林成活率提高38％，覆膜植樹法造林成活率提高22％。

5引種栽培中草藥

5．1引種中草藥植物為了提高沙地開發(fā)利用的經(jīng)濟效益，引種栽培中草藥作物，甘草、黃芪、牛蒡、黃芩、知母、防風(fēng)、柴胡和苦參等。試驗的結(jié)果，甘草、黃芪、牛蒡、黃芩和苦參等生長均比較正常。知母遭受鼠害，防風(fēng)、柴胡的保苗率比較低。從試驗栽培的品種中，選擇甘草進(jìn)行擴大栽培。選擇3種土地類型。試驗地1，人工推平的沙地，立地質(zhì)量為3類，面積2．0hm2；試驗地2，為平緩固定沙地，立地質(zhì)量為2類，面積2．0hm2；試驗地3，為丘間低地，立地質(zhì)量為1類，面積0．5hm2，于2005年5月播種。三種土地條件，以推平的沙地（立地質(zhì)量3類）條件較差，部分露出底土，為了防止土地發(fā)生風(fēng)蝕，在甘草播種帶間播種了沙打旺，按照2行甘草與2行沙打旺配植，行距0．6m。甘草當(dāng)年出苗比較整齊，出苗率為80％～90％，第1年生長正常。從第2年夏季開始出現(xiàn)生長衰弱，第3年進(jìn)一步衰弱。而第2、第1類土地條件，出苗與生長都比較正常。

5．2不同土壤條件試驗地甘草生長的比較甘草在水肥條件不同的土壤，生長差異明顯，平緩沙地和丘間低地（立地質(zhì)量1、2類），土壤有機質(zhì)和水分含量比較高，植株健壯，生長正常（見表6）。

6營造灌木草場發(fā)展畜牧業(yè)

6．1科學(xué)養(yǎng)殖彰武地區(qū)草原面積比較大，有利于發(fā)展畜牧業(yè)?？茖W(xué)養(yǎng)畜就要不斷選育良種，合理放牧，保護(hù)與改良草場。結(jié)合人工種草，實行輪牧，將草原的恢復(fù)與利用結(jié)合起來。科學(xué)養(yǎng)畜就是根據(jù)生草產(chǎn)量和飼料作物的生產(chǎn)量，計算牲畜的發(fā)展數(shù)量。遼寧省固沙造林研究所的專家曾經(jīng)在1980年赴澳大利亞考察。在參觀造紙廠時，只看到一些造林地，當(dāng)要求參觀廠房時，廠方解釋說，造紙原料林才十幾年生，還不忙建廠房。由此可知，國外對發(fā)展原料生產(chǎn)是非常重視的。因此，牲畜增長與飼草飼料生產(chǎn)必須同步發(fā)展。試驗區(qū)在恢復(fù)灌草植被以后，開展養(yǎng)雞200多只，養(yǎng)羊300多只，開展沙地綜合利用，補充了水利治理的投入。在沙區(qū)發(fā)展畜牧業(yè)，養(yǎng)殖肉牛，養(yǎng)殖細(xì)毛羊，引進(jìn)奶牛等，是適于沙區(qū)資源分布特點的。沙區(qū)發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)，具備一定的條件。

6．2主要牧草與飼料灌木選擇適應(yīng)性強，適口性比較好的飼料灌木和牧草，營造灌木草場，既適應(yīng)沙地生態(tài)條件，又符合沙地利用方向。因此，在平緩沙地，播種沙打旺，苜蓿草，草木樨等優(yōu)良牧草，在起伏沙丘栽培飼料灌木。幾種飼料植物的生物學(xué)特性如下。沙打旺（Astragalusadsurgens），是豆科黃芪屬多年生牧草，從鄉(xiāng)土植物斜基黃芪選育。適應(yīng)性強，抗干旱瘠薄，根系發(fā)達(dá)，呈叢狀生長，在沙丘中下部和丘間低地栽培。4月或6月播種，當(dāng)年幼苗生長比較弱小，第2年以后，植株迅速生長，年高生長達(dá)1．0m左右，生長旺盛，1年內(nèi)，可以割草2～3次。草木樨（Melilotusalbus），是豆科優(yōu)良牧草。2年生牧草，產(chǎn)草量與適口性均較強，播種方法與沙打旺相似。苜蓿（Medicagosativa），也是豆科多年生牧草，適口性強，營養(yǎng)價值高，是最優(yōu)良牧草。但是，水肥條件要求比較高，不適應(yīng)在沙丘中上部栽培，適宜水肥條件較好的1、2類平緩沙地播種。錦雞兒和胡枝子，是豆科植物，既可固沙，又可作飼料。單株生物量比較大，但是，莖與枝所占比例較高。綜合比較，沙打旺的單株生物量雖然比較小，但葉與枝的比值較大，單位面積的株數(shù)也比較多，可食部分多。灌、草植物群落是沙地植被演替過程的重要階段。為此，進(jìn)行人工栽培灌木，播種豆科牧草，提高植物覆蓋度，改善植物群落的組成，加速形成穩(wěn)定的沙地灌草生態(tài)系統(tǒng)。

6．3人工草場與自然草場產(chǎn)量的比較人工種植的牧草質(zhì)量好，產(chǎn)量也高。人工種植的牧草產(chǎn)量為自然恢復(fù)草場產(chǎn)量的2．3～3．0倍。

7結(jié)論與討論

7．1阿爾鄉(xiāng)沙丘中上部面積占75％，進(jìn)行固沙造林，沙丘下部25％土地進(jìn)行水利改良與利用，發(fā)揮較大經(jīng)濟效益。

7．2章古臺治沙造林，是在建國初期，針對流動和半流動沙丘面積比較大，流動性比較強的特點，著重流沙的治理，側(cè)重發(fā)揮生態(tài)效益。而阿爾鄉(xiāng)沙地開發(fā)治理，是在連年出現(xiàn)干旱，沙地出現(xiàn)嚴(yán)重水分虧缺的背景下開展的，因此，著重地下水開發(fā)利用與節(jié)水技術(shù)研究。

7．3實施沙地水利改良與利用，改善沙地水分平衡。推平沙丘，沙地利用面積擴大25％～30％，提高土壤含水率0．9％～1．3％。

7．4開發(fā)地下水資源是沙地改良利用的關(guān)鍵技術(shù)，經(jīng)過連年干旱以后，沙地土壤含水率顯著降低，在生長季節(jié)0～150cm土層僅為2．0％～3．0％，林木或農(nóng)作物常常發(fā)生自然萎蔫。因此，進(jìn)行補水是保障栽培作物成活與生長的關(guān)鍵。打機井，平均每3．3hm2分布一眼井，出水量7t•h－1，發(fā)展灌溉農(nóng)業(yè)。

7．5由于沙地發(fā)生水分虧缺，節(jié)水灌溉與抗旱栽培技術(shù)具有重要意義。實施微潤灌溉，鋪設(shè)地下管網(wǎng)，比管道灌水，節(jié)水2～3倍。實行膜袋植樹與覆膜植樹法，節(jié)水1倍左右。

作者：焦樹仁李春龍王寶澤佟威單位：遼寧省固沙造林研究所遼寧省水利水電科學(xué)研究院