沙地水利改良与利用思考范文

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《防护林科技杂志》2015年第一期

1立地等级划分与土地开发利用

根据立地条件划分标准，进行立地等级划分和经济利用。在292hm2试验区中，共选出立地条件比较好的土地41块，面积合计为73hm2，占总土地面积的25％。这类土地具有比较高的生产力，是沙丘开发利用，取得经济效益的主要资源。在这些土地中，1类土地为23块，面积43．4hm2，占优质土地的59．5％，2类土地为13块，面积21．5hm2，占29．5％，3类土地5块，面积8．1hm2，占11．0％。其中1类地，栽培农作物，开垦苗圃地，栽培中草药作物；2类土地，经过土壤改良，播种经济作物或营造杨树速生林和经济林，3类土地也需经过土壤改良，营造杨树和其他树种防护林。沙丘的中上部为流动、半流动沙丘，营造针阔叶树和灌木固沙林，或开垦灌木草场。沙丘的顶部，自然恢复，形成灌草群落。

2推平沙丘，改善沙地水分状况

2．1推平沙丘的方法与效果为了扩大开发利用沙地土地面积，对1、2类沙丘进行平整，不仅增加土地利用面积，同时还可以改善沙地水分分配条件。沙地径流虽然比较弱，但是，由于沙丘起伏不平，仍然存在着降水再分配的过程。沙丘的中上部对降水吸收较少，而下部分布比较多。选择起伏比较小的沙地，使用带推土铲的链轨拖拉机推平沙面。在治理之前1—2年对周围的沙丘进行固沙造林。另外，作业时间不要在4—5月春风期间进行。从2003年至2006年先后推平沙丘5块，造田8hm2。其中，2004年推平治理的两块沙地，治理区1，土地利用面积1．9hm2，利用面积增加了30％，土地产出效率提高了1．2倍。治理区2，治理面积2．5hm2，土地利用面积增加了25％，土地产出效率提高了0．8倍。沙地推平以后，土壤含水率提高0．9％～1．3％，有利于植物的生长（见表3）。调查时间：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，为了防止土壤发生风蚀，除了在平整土地的周边营造固沙林外，在被推平土地内还需要营造防护林带，同时采取播种绿肥牧草，施放草炭、黑土等改良土壤措施。

2．2．1播种绿肥牧草改良沙土播种沙打旺和草木樨等，不仅改良沙地土壤，同时还可以为发展养殖业，收获牧草。牧草虽然适应性强，生长旺盛，但是由于出苗、保苗比较困难。因此，必须做到细致整地，播种以后保持土壤湿润，如果在雨季播种，也要在雨前或雨后进行。幼苗阶段植株比较弱，及时防除杂草。绿肥牧草改土效果显著，4年生的沙打旺地比附近没有种植的土地有机质含量提高了2．7倍，N、K也明显提高，而全P变化不明显（见表4）。

2．2．2施放草炭和黑土由于草炭质地细，有机质含量高，施放到流动或半流动风沙土，对提高土壤肥力、改良土壤物理性质效果显著。利用草炭改良土壤面积为5．0hm2，每0．1hm2施放2000kg草炭，不仅提高了有机质含量，而且改善土壤水分状况，含水率提高0．5％。造林成活率与生长量提高20％和25％。

2．3推平土地的开发利用沙丘推平以后，由于部分地面露出底土，容易产生风蚀，土地立地质量属于2、3类。开发利用方式，采取网格状混林农业或混农林业经营为主。混林农业为，每隔30～50m营造单行或双行乔木或灌木林带，在林带中间播种农作物。混农林业是营造速生林，行距8～10m，在行间，播种农作物。

3开发地下水与建设灌溉网络

3．1地下水资源的分布阿尔乡地区，平均降水量为450～470mm，地下水资源丰富，埋藏浅，便于开发。丘间低地地下水位距地面的距离，变动幅度为2．71～4．30m，平均3．50m。水质为重碳酸盐—钙镁钠型，适宜农业利用。

3．2地下水的开发与利用

3．2．1建设灌溉网络为了改善沙地干燥不良特性，保障栽培作物的成活生长，在试验区的平缓沙地，建设灌溉网络。利用2寸钢管，打深度为30～40m机井，共计布置22眼，平均每3．3hm2分布一眼井，出水量7t•h－1。

3．2．2利用风力提水开发风力资源，变害为利，也是沙地改良利用的重要途径。为此，选择高沙丘安装风力提水机。风力提水机的工作原理是，利用风能使风叶旋转，带动风力机空气压缩泵，产生压缩气体。用导管传输动力，将压缩气体输送到水源（深井）中的气压自控扬水机中，进行扬水作业。风力提水机的出水量，由串联风力机的多少来控制，串联多，提水也多。出水量还受风速大小影响（见表5），而受风向的影响比较小。出水量随着风速增加而显著提高，风速为2．8m•s－1时，出水量为0．0095m3•min－1，而风速为6．7m•s－1时，出水量达0．029m3•min－1（引自辽宁省水科院观测材料）。

4实施微润灌溉与节水栽培技术

4．1微润灌溉设施吸力式微润灌水器既节约用水，又长期稳定供水。灌水器由供水管道，支管道和微管道组成。埋入地下30～40cm土层中，微管道的末端出水口处插入丝绒绳（导水芯），管道中的水缓慢渗出，滋润附近土壤，使作物根栖层土壤保持湿润。在药材圃实验田中，应用地下灌溉系统2．7hm2，通过10m3的蓄水池作为控制灌溉水源，平均造价在3000～4500元•hm－2。与无灌溉设施的药材比较，有灌溉设施的药材出苗率和生长量比较高、无旱死现象发生。地下灌溉系统经2年运行正常，比管灌节水2～3倍。保障栽培作物正常生长（引自辽宁水科院资料）。

4．2节水造林技术气候干旱与沙地水分亏缺，一直是影响沙地造林成活率，遏制林分生长的主导性因子。因此，研究节水造林技术，成为固沙造林的关键措施。在节水造林中使用膜袋植树法与覆膜植树法，每株树节约灌水一倍左右。选择塑料膜袋，袋长30cm，宽25cm，装入2kg草炭，然后注入2kg水，再将苗木放入袋内，结合深栽技术进行造林（引自水科院资料）。覆膜方法，是在膜袋法植树或一般植树法造林以后，在树干基部周边土壤上覆上塑料薄膜，半径为0．5m，外高内低，便于雨水渗入。再在上面压上一层沙土，防止被风吹走。膜袋植树法，在膜袋内保持较高含水率，达40～50d，与一般方法造林比较造林成活率提高38％，覆膜植树法造林成活率提高22％。

5引种栽培中草药

5．1引种中草药植物为了提高沙地开发利用的经济效益，引种栽培中草药作物，甘草、黄芪、牛蒡、黄芩、知母、防风、柴胡和苦参等。试验的结果，甘草、黄芪、牛蒡、黄芩和苦参等生长均比较正常。知母遭受鼠害，防风、柴胡的保苗率比较低。从试验栽培的品种中，选择甘草进行扩大栽培。选择3种土地类型。试验地1，人工推平的沙地，立地质量为3类，面积2．0hm2；试验地2，为平缓固定沙地，立地质量为2类，面积2．0hm2；试验地3，为丘间低地，立地质量为1类，面积0．5hm2，于2005年5月播种。三种土地条件，以推平的沙地（立地质量3类）条件较差，部分露出底土，为了防止土地发生风蚀，在甘草播种带间播种了沙打旺，按照2行甘草与2行沙打旺配植，行距0．6m。甘草当年出苗比较整齐，出苗率为80％～90％，第1年生长正常。从第2年夏季开始出现生长衰弱，第3年进一步衰弱。而第2、第1类土地条件，出苗与生长都比较正常。

5．2不同土壤条件试验地甘草生长的比较甘草在水肥条件不同的土壤，生长差异明显，平缓沙地和丘间低地（立地质量1、2类），土壤有机质和水分含量比较高，植株健壮，生长正常（见表6）。

6营造灌木草场发展畜牧业

6．1科学养殖彰武地区草原面积比较大，有利于发展畜牧业。科学养畜就要不断选育良种，合理放牧，保护与改良草场。结合人工种草，实行轮牧，将草原的恢复与利用结合起来。科学养畜就是根据生草产量和饲料作物的生产量，计算牲畜的发展数量。辽宁省固沙造林研究所的专家曾经在1980年赴澳大利亚考察。在参观造纸厂时，只看到一些造林地，当要求参观厂房时，厂方解释说，造纸原料林才十几年生，还不忙建厂房。由此可知，国外对发展原料生产是非常重视的。因此，牲畜增长与饲草饲料生产必须同步发展。试验区在恢复灌草植被以后，开展养鸡200多只，养羊300多只，开展沙地综合利用，补充了水利治理的投入。在沙区发展畜牧业，养殖肉牛，养殖细毛羊，引进奶牛等，是适于沙区资源分布特点的。沙区发展养殖业，具备一定的条件。

6．2主要牧草与饲料灌木选择适应性强，适口性比较好的饲料灌木和牧草，营造灌木草场，既适应沙地生态条件，又符合沙地利用方向。因此，在平缓沙地，播种沙打旺，苜蓿草，草木樨等优良牧草，在起伏沙丘栽培饲料灌木。几种饲料植物的生物学特性如下。沙打旺（Astragalusadsurgens），是豆科黄芪属多年生牧草，从乡土植物斜基黄芪选育。适应性强，抗干旱瘠薄，根系发达，呈丛状生长，在沙丘中下部和丘间低地栽培。4月或6月播种，当年幼苗生长比较弱小，第2年以后，植株迅速生长，年高生长达1．0m左右，生长旺盛，1年内，可以割草2～3次。草木樨（Melilotusalbus），是豆科优良牧草。2年生牧草，产草量与适口性均较强，播种方法与沙打旺相似。苜蓿（Medicagosativa），也是豆科多年生牧草，适口性强，营养价值高，是最优良牧草。但是，水肥条件要求比较高，不适应在沙丘中上部栽培，适宜水肥条件较好的1、2类平缓沙地播种。锦鸡儿和胡枝子，是豆科植物，既可固沙，又可作饲料。单株生物量比较大，但是，茎与枝所占比例较高。综合比较，沙打旺的单株生物量虽然比较小，但叶与枝的比值较大，单位面积的株数也比较多，可食部分多。灌、草植物群落是沙地植被演替过程的重要阶段。为此，进行人工栽培灌木，播种豆科牧草，提高植物覆盖度，改善植物群落的组成，加速形成稳定的沙地灌草生态系统。

6．3人工草场与自然草场产量的比较人工种植的牧草质量好，产量也高。人工种植的牧草产量为自然恢复草场产量的2．3～3．0倍。

7结论与讨论

7．1阿尔乡沙丘中上部面积占75％，进行固沙造林，沙丘下部25％土地进行水利改良与利用，发挥较大经济效益。

7．2章古台治沙造林，是在建国初期，针对流动和半流动沙丘面积比较大，流动性比较强的特点，着重流沙的治理，侧重发挥生态效益。而阿尔乡沙地开发治理，是在连年出现干旱，沙地出现严重水分亏缺的背景下开展的，因此，着重地下水开发利用与节水技术研究。

7．3实施沙地水利改良与利用，改善沙地水分平衡。推平沙丘，沙地利用面积扩大25％～30％，提高土壤含水率0．9％～1．3％。

7．4开发地下水资源是沙地改良利用的关键技术，经过连年干旱以后，沙地土壤含水率显著降低，在生长季节0～150cm土层仅为2．0％～3．0％，林木或农作物常常发生自然萎蔫。因此，进行补水是保障栽培作物成活与生长的关键。打机井，平均每3．3hm2分布一眼井，出水量7t•h－1，发展灌溉农业。

7．5由于沙地发生水分亏缺，节水灌溉与抗旱栽培技术具有重要意义。实施微润灌溉，铺设地下管网，比管道灌水，节水2～3倍。实行膜袋植树与覆膜植树法，节水1倍左右。

作者：焦树仁李春龙王宝泽佟威单位：辽宁省固沙造林研究所辽宁省水利水电科学研究院