干旱、半干旱地区抗旱造林技术及适用新技术的应用（甘肃省林业科学研究所兰州730020）于洪波一、问题的提出干旱是一个世界性的问题，造成干旱的原因主要受大气环流、区域地理位置的影响，也与区域森林分布等有直接关系。
据有关资料介绍，属于干旱、半干旱的地区遍布世界60多个国家和地区，约占全球陆地面积的1/3。
我国北方13个省（区）200多个县（市、旗）约有220万km2的面积属于干旱、半干旱地区，也就是说我国北方的半壁江山为干旱、半干旱地区。
我省位居内陆，干旱问题一直是影响农林业生产的主要问题，尤其中部地区是受干旱影响严重的地区，基本上是三年一大旱，年年有小旱，干旱是造成中部地区经济发展缓慢、群众生活贫困的重要原因。
据统计，甘肃自14世纪以来，每百年发生大旱12～15次，1950年前百年发生大旱71次，1950年以来已发生大旱近40次，年持续无降水时间达190天，5～9月持续无降水时间最高达136天。
干旱问题还导致荒漠化、沙尘暴、水资源短缺、森林覆被率降低、生物多样性减少等问题。
林业是生态环境建设的主体。
干旱问题是影响生态环境建设的“瓶颈”因素，如何克服干旱的影响，搞好林业生产和生态环境建设，一直是世界与我国林业建设中亟待解决的重要问题。
二、干旱、半干旱地区的基本特点（一）降水资源干旱区年降水量小于250 mm、干燥度大于3.5。
半干旱区年降水量250~500 mm、干燥度1.5~3.5。
降水严重不足，是制约农林业生产的主导因子。
（二）光照资源年光照时数2500~3000 h以上，年总辐射量1240~1500 kj/（cm2·a），光合有效辐射500~630 kj/（cm2 ∙ a）。
光照资源相对充足，属农林生产的长线因子。
（三）热量资源大部分地区年平均气温一般小于10 ℃，≥0 ℃积温3000~4000 ℃，≥10 ℃活动积温2500~3500 ℃，无霜期一般少于170天，农作物一年一熟。
热量资源可基本满足大部分中温带作物和树木生长的要求。
（四）土地与土壤资源以甘肃中部地区为例，人均耕地3~4.5亩，山区人均耕地6~8亩。
土地资源相对充足，地广人稀，农业广种薄收。
黄土高原土壤主要以黑垆土、黄绵土、灰钙土等为主，土壤有机质和各种养分相对缺乏。
对于林业生产来说，由于土层深厚，部分弥补了土壤养分的不足，除了部分盐碱地、红土裸露地，土壤条件不成为影响林业生产的限制性因子。
三、形成干旱的主要原因（一）降水量严重不足干旱是影响造林成效的限制性因子，我省中部地区降水量普遍较低，从中部干旱、半干旱地区的各县（原甘肃省中部地区的18个干旱、半干旱县）年降水量可以大致看出天然降水的不足。
（河西地区降水量更低，但基本有灌溉条件，未列入本表）中部干旱、半干旱各县年降水量单位：mm（二）降水年内分布不均我省各地年内降水主要以7、8、9三个月为主。
以兰州徐家山后山干旱造林试验基地为例：7～9月降水占全年降水量的58.5%（兰州市气象台30年统计资料为60.5%），从11月至翌年2月底累计120天以上，降水量均不足年降水量的3%，持续无降水时间多达165天，造成春旱、夏初旱十分严重。
4月是大多数树木开始萌发、展叶、开花的季节，但大多数年份的4月降水低于20 mm。
正常年份进入5月降水开始增多，对树木生长有利，但有时春旱持续到6月初，使干旱时间延长。
兰州市各地出现春旱的频率为42%~63%，平均2年一遇；初夏旱发生频率为29%~46%，平均2~3年一遇；伏旱发生频率为33%~52%，平均2~3年一遇；秋旱发生频率为29%~48%。
可以看出，当地发生干旱的频率很高，有3~5年一大旱，2~3年一中旱，小旱年年有的规律。
（三）降水年际变率大甘肃各地，历年最大降水量为最小降水量地2.1~3.7倍。
例如：兰州年最大降水量546.7mm，年最小降水210.8mm；临夏年最大降水量806.3mm，年最小降水253.0mm；天水年最大降水量772.2mm，年最小降水316.6mm；西峰年最大降水量605.2mm，年最小降水319.9mm；武威年最大降水量282.6mm，年最小降水89.0mm；即使是降水条件较好的地区，遭遇干旱年景也也会经常发生。
（四）有效降水少根据我们在兰州徐家山后山干旱造林试验基地多年观测，日降水量多在10 mm以下，占全年降水次数的79.17%，累计降水量占全年降水量的45.05%（据有关资料介绍，黄土高原以日降水大于10 mm 强度的降水占全年降水量的64.3%）。
据降水入渗土壤深度的观测，单次10 mm的降水在自然坡面上基本不产生径流，而直接渗入土壤或蒸发。
虽然黄土具有很强的入渗能力（渗透速度一般为0.8~1.3 mm/s），大部分地区稳定入渗能力保持在1.0 mm/s，从理论上讲，一般2 m厚的土层蓄水可达400~500 mm，按土壤容重1.35 g/cm3、饱和含水量24%，0~2 m土层内仍可保存150 mm左右的有效水量，相当于最大有效持水量的40%左右。
但由于降水不足，造成的直接影响是土壤内含水量的严重不足。
（五）地下水缺乏我省黄土高原普遍存在地下水缺乏的问题，尤其中部地区更甚，许多地方即使有地下水，也多为苦咸水，含盐量较高，不能饮用和用于农业灌溉。
四、甘肃省干旱造林的简单回顾前期工作，20世纪40年代，刘亚之等在兰州徐家山进行荒山造林研究，开展了长方形水平沟整地和“V”字形水平沟整地，提出了“树穴换表土、以表土作肥”的造林整地方法。
进行了不同深度的栽植对比试验，试验认为，苗木栽植深度以33~66 cm生长最好，栽植深度超过100 cm，树木生长不良。
在树种选择上，认为柽柳、侧柏为优选树种，在湿润温暖的地方，可栽植刺槐、白榆。
解放后干旱造林研究大致经历了三个阶段。
第一阶段：20世纪50~60年代。
以群众性造林为主，比较典型的有陇西张家岔的干旱荒山造林，镇原县三岔林场、环县洪德林场、华池县桥川林场的大规模荒山山杏造林。
1956年，定西巉口实验林场开始进行系统的造林树种选择、整地方式、造林季节、造林密度等的研究。
第二阶段：20世纪70~80年代。
以始于1972年的华家岭林带建设为代表，整地方式以水平台为主，树种以小叶杨、青杨为主，还有少量的河北杨、油松、沙棘、山毛桃、柠条等，取得了显著成效。
会宁县东山林场、临洮县东山造林站、康乐县北山水土保持造林站等均进行了大面积的荒山造林和干旱造林研究工作。
此间，会宁县四方乡郭富山，在红咀山造林点，创造了“换土梯田”植树法，为干旱荒山抗旱植树树立了样板。
“换土梯田”的核心是“底层死土翻松，活土换在中间，死土换在上面”，通过整地起到了疏松土壤、增加土壤团粒结构和蓄水保墒的作用。
栽植的树种有白榆、臭椿、山杏、河北杨等，并引进侧柏、油松、沙枣、文冠果、柠条、枣树、杜仲、花椒等，造林成活率达到90%以上。
定西巉口林场经过20多年的不断探索和总结，在耐旱树种筛选、旱地育苗、不同季节造林以及营造混交林等研究方面，取得了丰硕的成果，尤其在整地方式方面，总结出了“反坡梯田”整地方法，造林成活率和林木生长量明显提高，在省内外产生较大影响。
研究成果曾获国家科技进步三等奖。
第三阶段：20世纪80年代至现今，是甘肃黄土高原干旱造林研究飞速发展的阶段，省水土保持科学试验站、省林业科学研究所，在树木抗旱水分生理测定、树种选择方面取得成果；省林业科学研究所、省干旱造林研究中心在容器育苗、容器苗造林研究方面取得较大进展，明显提高了荒山造林的成活率。
省林业科学研究所、省林业技术推广总站先后完成了“兰州地区荒山造林技术研究”、“干旱造林技术系列措施研究”、“黄土高原径流林业合理配套技术措施研究”等项目，在树种选择、造林整地、径流集水造林等方面均取得显著成效。
特别要提出的，2002年省林业科学研究所、兰州市南北两山绿化工程指挥部共同完成的“兰州市南北两山环境绿化与三水造林试验研究”项目，在干旱地区通过对年降水规律的观测分析和土壤水分动态变化规律的测定分析，在对以往省内外干旱地区雨水集流、地膜种植、干旱造林等技术的系统集成和发展的基础上，总结出了“三水”造林技术体系（主要指树穴集水、覆膜保水和干旱季节补水三项技术措施），在整地、树穴配肥（包括农家肥、复合肥和稀土微肥）、地膜覆盖集水保墒（也可覆草、覆砂石）、栽植（播种、植苗和扦插）、建集水面和集水窖汇集天然降水、春季干旱时期补水灌溉等技术方面形成了独特的风格。
另外，在径流集水培育容器苗、容器苗造林及“卡氏”植树法、注水灌溉、ABT生根粉、菌根剂、保水剂、生态绿宝等新技术、新材料的应用试验方面，均取得了丰硕的成果，使我省干旱造林研究上了新的台阶。
五、干旱造林的主要实用技术（一）（一）整地方式1.鱼鳞坑整地鱼鳞坑整地是坡地植树造林常用的一种方法，在黄土高原山地造林上应用较多，即在梁（峁）坡、沟坡地段，因坡度较大（一般超过30°），地形又比较破碎，多采用鱼鳞坑整地。
鱼鳞坑整地对地表植被破坏较小，是坡面治理的重要整地方法。
鱼鳞坑整地的具体方法是：在山坡上按造林设计，挖近似半月形的坑穴，坑穴间呈品字形排列，坑的大小常因小地形和栽植树种的不同而变化，一般坑宽（横）0.8~1.5 m，坑长（纵）0.6~1.0 m，坑距2.0~3.0 m。
挖坑时先把表土堆放在坑的上方，把生土堆放在坑的下方，按要求规格挖好坑后，再把熟土回垫入坑内，在坑下沿用生土围成高20~25 cm的半环状土埂，在坑的上方左右两角各斜开一道小沟，以便引蓄更多的雨水（见鱼鳞坑整地示意图）。
2.水平沟整地水平沟整地是沿等高线挖沟的一种整地方法，水平沟的断面以挖成梯形为好，上口宽约0.6~1.0 m，沟底宽0.3 m，沟深0.4~0.6 m；外侧斜面坡度约45°，内侧（植树斜面）约成35°，沟长4~6 m；两水平沟顶端间距1.0~2.0 m，沟间距2.0~3.0 m，水平沟按品字形排列。
为了增强保持水土效果，当水平沟过长时，沟内可留几道横埂，但要求在同一水平沟内达到基本水平。
挖沟时先将表土堆放在上方，用底土培埂，然后再将表土填盖在植树斜坡上。
水平沟整地由于沟深，容积大，能够拦蓄较多的地表径流，沟壁有一定的遮荫作用，改变了沟内土壤的光照条件，可以降低沟内的土壤水分蒸发（见水平沟整地示意图）。
.水平台整地又称“带子田”，一般用于30°以下的坡面。
沿等高线将坡面修筑成狭窄的台阶状台面，阶面水平或稍向内倾斜，有较小的反坡。
台面宽因坡度而异，一般在0.8~1.0 m左右，阶长无一定标准，视地形而定，外沿可培埂或不培埂。
水平台整地采用“逐台下翻法”，也叫“蛇蜕皮法”，即从坡下开始，先修下边一台，然后修第二台，修第二台时把表土翻到第一台，以此类推（修筑过程类似撩壕法）。