张心一在徐家山植树造林试验中克服了哪些技术难题? ——为何在贫瘠山地种活树苗成了最大挑战?
张心一在徐家山植树造林试验中克服了哪些技术难题?
——为何在贫瘠山地种活树苗成了最大挑战?
20世纪40年代,当多数人认为黄土高原的荒山“种不活树”时,农学家张心一带着团队扎进兰州徐家山,开启了一场改变生态命运的试验。这里土层薄如纸、石头缝里渗不出水,干旱与贫瘠像两座大山压在每一株幼苗上。但张心一不仅让树苗扎了根,更摸索出一套适合北方干旱山地的造林技术体系——这场试验背后,藏着太多不为人知的技术攻坚故事。
一、土层瘠薄:石头缝里“抠”出种植空间
徐家山的土壤条件堪称“地狱级”:表面覆盖着厚达数十厘米的砂石层,下面是结构松散的风化岩,保水性几乎为零。传统造林要求的“熟土层”在这里根本不存在,树苗根系无法扎根,即便勉强存活也难逃“营养不良”的结局。
张心一的团队首先面临的问题是如何改造贫瘠基质。他们尝试过直接翻整表层砂石,但翻开后才发现下面全是拳头大小的砾石,根本无法蓄水保肥;后来改用“客土法”——从山脚运来少量黑土覆盖树坑,可运输成本过高,且覆盖范围有限。最终,他们摸索出“分层填充法”:将砂石层挖开30-40厘米深,底部垫一层碎石块增强透气性,中间铺一层从周边收集的腐殖土(包括落叶、草根等有机质),最上层再覆盖5厘米细土。这种结构既保证了根系能穿透砂石接触养分,又通过腐殖土的保水特性减少了水分蒸发。
关键突破点:针对不同坡向(阳坡/阴坡)调整腐殖土比例——阳坡光照强、水分流失快,腐殖土占比提高到40%;阴坡湿度稍高,控制在30%,避免过度潮湿导致烂根。
二、水源短缺:从“等雨栽树”到“精准滴灌”
徐家山属于典型的温带半干旱气候,年降水量不足300毫米,且集中在夏季7-8月,其他月份几乎滴雨不下。早期试验中,团队曾因春季栽树后连续三个月无雨,导致90%的树苗枯死。如何解决“水从哪里来”的问题,成了造林成败的关键。
最初,张心一带领队员修筑小型蓄水池,靠拦截坡面径流储水,但雨季过后很快干涸;后来尝试打井,却发现地下水位极深(超过50米),抽水成本高昂且无法覆盖大面积林地。经过多次失败,他们转向“就地取材+自然利用”的组合方案:一方面,在树坑底部挖出5-8厘米深的“蓄水窝”,用黏土夯实边缘防止渗漏,栽树时将树苗根系正对蓄水窝,确保有限降水集中供给;另一方面,利用山间自然形成的沟谷修建简易拦水坝,将雨季的短时暴雨引流到蓄水池,再通过竹筒或陶罐制成的“滴灌管”缓慢渗透到树根周围。
更巧妙的是,团队发现徐家山某些区域生长着耐旱的野生柠条,其根系附近土壤湿度明显高于其他地方。经研究,这些区域往往有深层裂隙水渗出,于是他们在类似地质结构的点位集中栽种树苗,并人工开挖浅沟引导裂隙水扩散,大幅提高了局部区域的成活率。
对比表格:传统造林与徐家山试验的供水方式差异
| 方式 | 传统造林(平原/湿润区) | 徐家山试验方案 |
|--------------|-----------------------------|-----------------------------------|
| 水源依赖 | 自然降水(均匀分布) | 集雨蓄水+裂隙水引导 |
| 储水设施 | 大型水库/灌溉渠 | 树坑蓄水窝+小型拦水坝+竹筒滴灌 |
| 水分利用率 | 30%-40%(蒸发流失严重) | 60%以上(精准供给根系) |
三、苗木适应性:从“外来树种”到“本土优选”
早期试验中,团队曾引进南方常见的杨树、柳树,但这些树种对干旱和低温耐受性差,栽下后普遍出现“春季抽梢、夏季枯梢”的现象。张心一意识到:“不是所有树都能在徐家山活,必须找到‘本地户口’的耐旱战士”。
他们开始系统调研周边自然分布的植物,最终筛选出三类适生树种:一是柠条(豆科灌木),其根系能深入地下3-5米吸收裂隙水,且具有固氮作用,能改良土壤;二是侧柏(常绿乔木),叶片呈鳞片状减少蒸腾,耐寒耐旱,适合阳坡种植;三是山杏(落叶果树),根系发达且果实经济价值高,既能绿化又能增收。
针对不同树种的特性,团队还改进了育苗技术:柠条采用“直播造林法”——直接将种子撒在处理过的树坑里,省去移栽环节;侧柏则用“营养钵育苗”,在苗圃培育半年后再移栽,确保根系完整;山杏通过“截干栽植”,将主干截断保留侧枝,减少水分消耗。这些方法让苗木的成活率从最初的不足20%提升到了65%以上。
四、土壤侵蚀:从“光头山”到“保土屏障”
徐家山的坡度普遍在25°-35°之间,雨季时雨水冲刷会导致表层土壤大量流失,新栽的树苗连带根系一起被冲走。如何固定土壤,成了另一个技术难关。
张心一借鉴了黄土高原传统的“梯田”经验,但在陡坡上修筑石坎梯田成本过高。他转而推广“鱼鳞坑+灌草结合”模式:在坡面上按“品”字形挖出半月形的树坑(形似鱼鳞),坑壁用石块垒砌加固,既能拦蓄雨水又能防止坑沿坍塌;树坑之间空地则种植耐旱的草本植物(如沙打旺、紫花苜蓿),通过根系网络进一步固土。
团队还发现柠条的枝条柔韧性强,栽植成活后将其修剪成矮篱笆状,既能阻挡径流,又能为其他树苗遮阴保湿。这种“乔灌草立体防护”的思路,不仅解决了水土流失问题,还为后续扩大造林面积提供了技术模板。
有人问:“在那么艰苦的条件下,为什么张心一坚持要攻克这些难题?”答案或许藏在他常说的一句话里:“树活了,山才能活;山活了,人才能活。”徐家山试验的成功,不仅让曾经的不毛之地长出了万亩绿林,更留下了一套可复制的干旱山地造林技术体系——这些从实践中“抠”出来的经验,至今仍在西北生态治理中发挥着重要作用。

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