提高無灌溉梭梭種植區(qū)雪融水入滲率的結(jié)構(gòu)及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無灌溉梭梭種植區(qū)防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，是一種提高無灌溉梭梭種植區(qū)雪融 水入滲率的結(jié)構(gòu)及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前我國荒漠林地的恢復(fù)和重建工作主要采用兩種方式。一種是依靠天然自我恢 復(fù)，但由于自然恢復(fù)地區(qū)大多生態(tài)環(huán)境異常惡劣，自然恢復(fù)方式非常困難，另一種是采用灌 溉和無灌溉方式人工種植梭梭、檉柳和沙柳等植物，采用灌溉方式存在畝投入成本高和耗 水量大等瓶頸問題，不易大面積推廣，而采用無灌溉方式人工直播苗和移栽苗存在生長緩 慢和保存（成活）率很低10%)的瓶頸問題。實地調(diào)查和研究表明水分是導(dǎo)致梭梭屬 植物死亡的根本原因。當(dāng)?shù)叵律疃?0cm至60cm沙層的含水量大于2%時，梭梭生長較好； 當(dāng)1%〈沙層的含水量〈2%時，僅能維持梭梭生存，其生長停滯；當(dāng)沙層的含水量〈1%時，梭梭 嚴(yán)重衰亡，梭梭生長所需水分的含量的臨界值2%，因此，如何提高梭梭種植區(qū)30cm至60cm 沙層的含水量是提高梭梭成活率的關(guān)鍵所在。
[0003] 對于荒漠地區(qū)而言，季節(jié)性積雪融水和雨水是荒漠林地土壤水分最主要的補給來 源，降水量大小、降水形式及時間分配等直接影響水分在土壤中的再分配。通過冬季觀察發(fā) 現(xiàn)，同一地區(qū)雪的分布也存在差異，平原地區(qū)的差異不大，沙丘沙壟等地差異較大，主要體 現(xiàn)在如下方面：1、沙丘沙壟頂部由于風(fēng)力的聚集作用使得此處積雪較薄，甚至沒有；2、沙 丘沙壟坡中的向風(fēng)面積雪厚度低于背風(fēng)面； 3、沙丘沙壟坡下高于坡中坡頂。積雪的厚度決 定了水資源的充沛程度，也從側(cè)面反映出坡中和坡頂?shù)乃Y源相對匱乏，在沙丘坡中和坡 頂種植梭梭的成活率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于在坡下種植梭梭的成活率。
[0004] 眾所周知，積雪進(jìn)入春季并達(dá)到融雪點時，積雪開始融化，積雪融化過程中，表層 土壤存在晝?nèi)谝箖霈F(xiàn)象，入滲期各日中午的土壤表面溫度會由-〇. 5°c至-I. 2°C迅速上升 至0°C，地表積雪融水入滲期間，雪層中的融水以指狀流的形式滲入積雪底部，夜間凍結(jié)會 在積雪與土壤的界面形成底冰阻水層，次日融雪水下滲到雪層底部時，會滯留在界面形成 局部高含水層，隨著阻水層的融化才逐漸下滲。融雪水的不斷入滲使表層土壤趨于飽和， 含水率的增大與夜間凍結(jié)作用又會降低表層土壤的有效孔隙度，使入滲率降低而形成阻水 層。因此，白天某一時刻的融雪率遠(yuǎn)大于大于土壤入滲率，導(dǎo)致融雪水會順坡往下流，凍土 條件下融雪水的入滲是極其復(fù)雜的過程，也是融雪水對土壤水分補充的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。并且，融 雪水進(jìn)入土壤后，由于夜間溫度的下降，該處土壤形成凍結(jié)土壤，凍結(jié)土壤的相對穩(wěn)定入滲 率約為非凍結(jié)土壤的1/10左右，凍土的減滲作用十分顯著。凍結(jié)條件下，土壤中部分液態(tài) 水相變成固態(tài)冰，固態(tài)冰的含量隨著溫度的降低會逐漸增大，通過占據(jù)土壤部分導(dǎo)水孔隙， 使入滲水流的過水?dāng)嗝婷娣e減小，因而使土壤的導(dǎo)水率減小。由此可見，自然條件下的融雪 過程也是造成沙丘坡頂和坡中含水率低的根源之一。
[0005] 我們在實踐過程中發(fā)現(xiàn)：在無灌溉梭梭種植區(qū)里，梭梭1年至2年的成活率呈現(xiàn) 出沙壟坡下〉沙壟坡中〉沙壟坡頂?shù)囊?guī)律，經(jīng)過實驗分析得知在沙壟這個生境里，深度在 30cm至60cm沙壟的含水量存在沙壟坡下〉沙壟坡中〉沙壟坡頂?shù)内厔?，尤其是?月份至 8月份水分的快速損耗期，沙壟坡中和沙壟坡頂?shù)耐寥篮肯陆档母鼮槊黠@，由此可知水 分是影響沙壟坡中和沙壟坡頂梭梭年幼期存活的關(guān)鍵原因。而在融雪季節(jié)由于液態(tài)水相變 和底冰阻水層的影響使得更多沙壟(沙丘）中上部的融雪水流向沙壟坡下，提高了沙壟坡下 的土壤含水率，這使的沙壟坡下土壤30cm至60cm的含水量較多，沙壟坡中和沙壟坡頂?shù)暮?水量較低。并且，隨著梭梭樹齡的增加，下層根數(shù)呈增加趨勢。生長1年的梭梭根系主要分 布在Ocm至20cm土層，占總根數(shù)的64%左右；生長2年的根系在20cm至60cm土層居多，占 65%左右；生長3年的根系在40cm以下土層中根系分布高達(dá)88%左右。生長1年至3年內(nèi) 的梭梭根系主要集中在30cm至60cm內(nèi)，由此可知，要提高梭梭在沙壟坡中和坡頂1年至2 年的成活率的問題，就轉(zhuǎn)化為如何提高沙壟坡頂和沙壟坡中30cm至60cm深度范圍內(nèi)土壤 水分含量的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供了一種提高無灌溉梭梭種植區(qū)雪融水入滲率的結(jié)構(gòu)及其使用方法，克 服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn)有無灌溉梭梭種植區(qū)在沙丘的坡中和坡頂處地 下土層的含水率低的問題。解決了沙丘沙壟梭梭成活率較低的關(guān)鍵瓶頸問題，為梭梭屬植 物林的大規(guī)模恢復(fù)和營建提供了有利的技術(shù)支持，確保了固沙植物固沙的效果，具有很好 的應(yīng)用前景。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案之一是通過以下措施來實現(xiàn)的：一種提高無灌溉梭梭種植區(qū)雪 融水入滲率的結(jié)構(gòu)，包括具有斜坡的沙丘，具有斜坡的沙丘包括坡底、坡頂和坡中，在坡頂 有第一種植區(qū)，在第一種植區(qū)種植有梭梭，在坡中自上而下沿著坡度方向間隔種植有不少 于兩排的梭梭，在第一種植區(qū)外側(cè)的坡頂上植入有第一秸桿墻，在每排梭梭的至少一側(cè)的 坡中上植入有坡中秸桿墻，在第一秸桿墻的地面以下埋設(shè)有自控溫加熱裝置，在坡中秸桿 墻的地面以下埋設(shè)有自控溫加熱裝置。
[0008] 下面是對上述發(fā)明技術(shù)方案之一的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)： 上述第一秸桿墻的地面以下埋設(shè)有滴灌帶，坡中秸桿墻的地面以下埋設(shè)有滴灌帶，滴 灌帶與供水裝置連接在一起，滴灌帶的埋設(shè)深度為〇. 3米至0. 5米。
[0009] 上述坡中秸桿墻包括第二秸桿墻和第三秸桿墻，在坡中每一排梭梭上方的坡中植 入第二秸桿墻，在坡中每一排梭梭下方的坡中植入第三秸桿墻，在種植有梭梭的兩相鄰的 第二秸桿墻與第三秸桿墻之間的地面以下埋設(shè)有自控溫加熱裝置，第二秸桿墻與距離最近 的一排梭梭的距離為〇. 5米至1米，第三秸桿墻與距離最近的一排梭梭的距離為0. 5米至1 米，第一秸桿墻、第二秸桿墻和第三秸桿墻植入地下的深度均為〇. 1米至〇. 2米，第一秸桿 墻、第二秸桿墻和第三秸桿墻在地面以上的高度為〇. 2米至0. 5米；或者，在坡中每一棵梭 梭的外側(cè)的坡中均植入有坡中秸桿墻，坡中秸桿墻植入地下的深度均為〇. 1米至〇. 2米，坡 中秸桿墻在地面以上的高度為0. 2米至0. 5米，坡中秸桿墻與被包圍的梭梭之間的距離為 0. 5米至1米；或/和，第一種植區(qū)與第一秸桿墻的距離為0. 5米至1米；或/和，自控溫加 熱裝置的埋設(shè)深度為0. 3米至0. 5米。
[0010] 上述第二秸桿墻與距離最近的一排梭梭之間的地面以下埋設(shè)有自控溫加熱裝置， 自控溫加熱裝置與第二秸桿墻的距離為0. 1米至0. 2米，第二秸桿墻與距離最近的一排梭 梭之間的地面以下埋設(shè)有滴灌帶，滴灌帶與第二秸桿墻的距離為0. 1米至0. 2米；或/和， 第三秸桿墻與距離最近的一排梭梭之間的地面以下埋設(shè)有自控溫加熱裝置，自控溫加熱裝 置與第三秸桿墻的距離為〇. 1米至〇. 2米，在第三秸桿墻與距離最近的一排梭梭之間的地 面以下埋設(shè)有滴灌帶，滴灌帶與第三秸桿墻的距