北方主要造林树种耗水特性及抗旱造林技术

       1 林木蒸腾耗水研究的意义
　　我国森林面积偏小，只占世界森林面积的4%，而且分布很不均匀，既难以满足占世界22%人口的生产与生活需要，也难以维护占世界7%耕地的生态环境的需要。当前面临的水土流失、土地荒漠化、水资源短缺、物种减少等突出的生态环境问题和频繁的水、旱、风等自然灾害都与森林总量不足、分布不均、质量不高有很大的关系。在我国西北地区，绝大部分地处干旱、半干旱地区，由于自然条件和经济、社会、历史等方面的原因，该地区林草植被遭到严重破坏，水土流失及荒漠化等生态环境问题日益突出，许多地方面已成为不毛之地，不少地方失去生产、生活及生存的基本条件，日趋恶化的生态环境已成为制约这一地区社会经济发展的关键所在，因此，植被的恢复与重建就显得尤为重要。在干旱和半干旱地区有限的水分条件下进行植被的恢复与建设，树木的耐旱和耗水特性研究显得特别迫切和重要。通过对林木耐旱机理、蒸腾耗水规律等方面进行研究，选择出耐旱性强、耗水量少的树种，并探讨土壤水分承载量与林木需水特征之间的关系，在维持林地水量平衡的基础上进行合理的空间和密度配置，这样才能达到植被建设和恢复的目的。
　　2 北方主要造林树种苗木的耗水特性
　　植物的蒸腾作用在植物水分代谢中起着很重要的调节支配作用，而蒸腾速率是衡量植物水分平衡的一个重要生理指标，可以反映树种调节自身水分损耗能力及适应干旱环境的不同能力。作为树木的一个重要水分参数，植物的蒸腾作用早已受到广大学者的关注和长期的研究，并取得了很多研究成果，研究树木蒸腾耗水及其与环境因子的关系是了解树木水分需求和水分利用效率的基本内容和前提。对许多树木在不同水分状况下的蒸腾速率进行的测定和研究表明，蒸腾作用随着干旱胁迫的发展而降低。然而，蒸腾作用是一个复杂的生理过程和物理过程，受树种、环境、时间、空间等多种因素的影响，难以准确、定量的得到结果。在以往的研究中，多以蒸腾速率为指标，由于蒸腾速率只是反映了苗木潜在的耗水能力，是一个瞬时值，如果在测定时间、测定方法、取样上不恰当，测定中很容易产生误差，从而不能充分地体现出植物的水分消耗情况。而且，树种蒸腾速率的日变化幅度较大，同一树种不同部位的叶片蒸腾速率也不相同。以往的研究表明，按常规方法计算的日平均蒸腾速率与实际的耗水速率会产生较大的差异，用它来研究树种的耗水特性难以精确地推算实际的耗水量。也有学者提出以树木实际损失的水分作为参照标准，用多种方法来修订蒸腾速率的方法。由此可见，单株树木的实际耗水量是测定林木蒸腾耗水、研究林地水分平衡的基础，对在干旱、半干旱地区进行植被建设具有很重要的作用。不同树种之间的蒸腾耗水量有很大差异。为了研究不同树种的实际耗水情况，了解它们在不同水分胁迫下的耗水变化规律，通过覆盖处理和设置不同的水分供应梯度，在北京林业大学实验苗圃温室内进行盆栽试验，从单株苗木耗水量的角度出发，研究了在不同水分条件下北方主要造林树种的蒸腾耗水规律，以期为北方缺水地区人工造林树种的合理选择和林地水分平衡提供科学依据。
　　3 抗旱造林新技术在植被恢复中的应用
　　干旱是制约植被恢复、改善生态环境的最主要限制因子，水分亏缺是影响干旱、半干旱地区造林成活率的主要限制因素，在该地区进行植被恢复主要是要解决苗木的水分供应，因此，应用各种抗旱节水造林技术是这一地区进行植被建设的重要措施。我国在干旱、半干旱地区抗旱造林技术上已开展了比较广泛的研究，针对解决林地中水分供应的各项抗旱造林技术就应运而生，如造林整地、深栽造林技术、覆盖技术、保水剂、节水造林技术、集水造林技术等，这些技术已得到了广泛地应用。近年来，又出现了一些先进的抗旱造林新技术，如固体水种植技术、基质激活剂造林技术、生根粉等，这些技术对促进造林苗木的成活具有显著的提高作用，这些先进技术的出现为我国干旱、半干旱地区的植被建设和恢复，以及改善生态环境提供了很大的帮助。
　　3.1 固体水技术在抗旱造林中的应用
　　固体水技术是一种运用全新的科学理念，以一种与植物吸水过程同步的供水方式以极少量水保持植物长期存活生长的方法，分解的水分主要集中在植物的根系，这大大地提高了水的利用效率，解决了在严重干旱缺水的自然环境中植树的供水问题，对于在严重缺水的干旱、半干旱地区或恶劣气候条件下的植树造林和改造生态环境具有十分重要的应用价值和广阔的推广前景。
　　3.2 基质激活剂在抗旱造林中的应用
　　基质激活剂集多种植物生长营养成分为一体，采用高分子复合材料（高分子物质、淀粉、吸水树脂、营养元素、微生物肥料、植物生长调节剂等）控温发酵制成，可以使干旱土壤中的营养得到释放，具有超强吸水、保水、保肥和透气功能，适用于干旱荒漠、盐碱地、沙漠化地区的植被建设。其特点是：（1）采用微生物制剂、微量元素与高分子材料、天然纤维精细加工而成；（2）有效保护盐碱、沙质、干旱土壤中有机物质、矿物质养分不被破坏和流失；（3）保墒保水，改善土壤结构，增强透气性；（4）激活土壤中难以分解、转化、利用的营养物质；（5）在不同土壤条件下与任何化学肥料同时使用时，能够保证不被其他物质转化分解；6）可长期反复吸收水分，持续为植物提供水分，从而提高成活率和保存率。在前期的基质激活剂的研究和使用上，基质激活剂主要应用于农业，特别是种植业中，它在提高作物、瓜果蔬菜的产量和改良土壤等方面有很好的促进作用。但在林业中的应用，特别是在干旱缺水地区的应用上还没有进行过研究，因此，为了研究基质激活剂在干旱、半干旱地区山地造林中对北方主要造林树种成活与生长的影响，以阐明基质激活剂在贫瘠干旱地区造林中的作用效应与机理，在北京地区的干旱缺水的石质山地布置了对比试验，以为更好地应用和推广基质激活剂提供科学的理论依据，同时也为干旱、半干旱地区进行造林和恢复植被寻找更多的先进技术。