西北干旱区气候特点及城市树种选择

王志刚 刘 芳

中国林科院沙漠林业实验中心 磴口 015200

随着西部经济的快速增长和城市化进程加快，城市森林建设受到前所未有的重视。城市森林建设对改善城市生态环境、弘扬城市文化，提升城市品位、促进人与自然和谐、推动经济社会发展与生态环境建设相协调等方面具有重要意义[1-3]。然而，由于西北地区干旱少雨、日照强烈、温差大，城市热岛效应明显等，其城市森林建设也具有区别于中东部地区的显著特征。由于我国西北干旱地区城市森林建设起步较晚，城市森林建设的区域性自然地理特征尚未引起人们足够的认识，许多城市为了模仿中东部地区城市森林的景观效果，在付出换土植树、大树移栽、人工草皮等高额代价的情况下，仍常见成活率不高、虫害严重、土壤积盐等问题，还有许多城市连市区内的地面风沙活动都不能很好地阻滞，实为背本趋末。总体上看，西北干旱地区城市森林建设远未形成水资源合理利用、城市森林持续健康发展、人居环境不断改善的良性循环。

文章试图从西北干旱地区的自然地理特征入手，解析该地区与城市森林建设有关的特殊性问题，以供讨论和参考。

1 干旱区的特殊气候问题

1.1 沙尘问题

西北干旱地区多数城市处在风沙活动频繁的绿洲边缘区，在冬春季干燥多风的气候背景下，沙尘暴将大量沙物质沉降在背风部位参与城市近地面沙尘运动；同时，随着城市建设规模逐步扩大、建筑工地开挖和沙土料运输不可避免地产生沙尘，粒级在0.05～1mm的松散沙尘在干燥多风的气象条件下极易形成近地面风沙流，对居民的身心健康和交通安全产生严重损害。

利用旱生灌木建植地被风障，可以有效控制地表风沙活动。适当清理枯落物，可解决冬春季火险问题，耗水量大大低于草被。较高的风障体可以明显降低体感风速，还可以利用不同灌木树种的树姿特征适当造景，是解决西北干旱地区城市风沙问题的有效途径。

1.2 温差问题

西北干旱地区温差大。日较差常可达15℃以上，“早穿皮袄午穿纱，抱着火炉吃西瓜”。年较差也大，极端年份最高温度较最低温度高出65℃。

随着城市建设的高速发展，城市热岛效应也变得越来越明显。城市热岛的形成，除人工热源的影响外，主要是受城市下垫面特性的影响。与城市热岛效应相对应的是绿洲冷岛效应。城市森林的蒸腾作用消耗大量的热能，从而具有良好的降温效果。我们对农田防护林缓解平流冻害的实地调查显示，防护林健全的农田冻害明显轻于裸地或防护林不健全的地段，健全的防护林可提高最低温度2℃[4]。树木的防风效应还使人体在寒风中的体感温度较裸地显著提高。总之，健全的城市森林可以营造出相对冬暖夏凉的城市小气候，尤其对人的体感温度改善更为明显。

1.3 强日照问题

西北干旱地区云雨天气稀少，日照时间长、强度大。过强的光线不仅对人的视觉有害，增加白内障等眼病的发病率，长时间强阳光刺激还能干扰大脑中枢高级神经的功能，表现为头痛、失眠、注意力不集中，食欲下降等神经衰弱样症状。绿树成荫可以减少强太阳光线中有害成份的辐射，显著提高视觉舒适度；还能降低阳光性皮炎、皮肤癌的发生率。

日本的青木阳曾于1987年提出“绿视率”概念。绿视率（Green Looking Ratio）：指人们视野中绿色植物所占的比例，它强调立体的视觉效果，代表城市绿化的更高水准。绿色在人的视野中达到25%时，人感觉最为舒适。据统计，世界上长寿地区的“绿视率”均在15%以上。与“绿化率”“绿地率”相比，“绿视率”更能反映公共绿化环境的质量，更贴近人们的生活。垂直绿化对城市光污染具有一定程度的平衡作用，真正地实现了景观绿化设计中“以人为本”的设计思想，具有现实的指导意义。因此，只要有足够大的空间，在不违背采光、电力线路安全、交通安全等要求的前提下，尽可能多地利用高大树种是形成城市森林景观的必要措施。这和城市森林防风效应、温度调节功能的要求是一致的。

1.4 水盐动态问题

西北干旱地区城市森林营造和管理必须关注水盐动态问题，这是有别于中东部地区城市森林的最显著特征。干旱地区降雨稀少，即使选用耐旱的植物材料、将建筑物和道路的雨水也全部用于灌溉，对于城市森林的需要而言仍然是微不足道的。绿洲型城市森林需要建立在绿洲型水循环的基础之上。人工补灌无论在建设初期还是在后期养护过程中，都是必不可少的。

如果采用城区内就地打井灌溉，则城区地下水位将下降，使地下水出现大面积漏斗，破坏应有的灌排平衡。低压漏斗区汇集邻近高压区地下水，抽取的地下水用于灌溉后，纯水被大量地面蒸发和植物蒸腾消耗，浓缩的盐分被滞留在土壤和植物体中，或随渗漏水渗透到地下水中。以地下水含盐量(0.8～1.8)g/L计，每蒸散1 000m3，就会有(0.8～1.8)t盐分被浓缩。当每次灌溉都掌握在田间持水量以内，则土壤含盐量持续增高，形成表聚盐渍化；当灌溉量大于田间持水量时，则浓缩的土壤盐分淋溶到地下水漏斗，参与持续的水分消耗和盐分浓缩过程，使地下水水质进入持续的积盐恶化过程。因此，无论水量是否充足，就地打井灌溉城市森林只能在建设过程中作为应急措施运用，决非长久之计。

干旱区绿洲城市森林灌溉水应来源于城区水系上游，只有外源水输入灌溉才能保证城市地下水原有的供排关系。必须保证一定量的灌溉渗漏水才能保证土壤积盐过程和脱盐过程处于动态平衡状态，这与花盆的灌溉原则是一致的。少给勤填的灌溉方式不但会导致土壤积盐，也由于强烈的地表蒸发导致水分利用系数降低，造成水资源浪费。

2 适宜树（草）种简评

西北干旱地区严酷的气候条件决定了适生树种选择范围狭窄。虽经不断引种栽培，可用于城市森林建设的树种仍很单调。

2.1 广域性树种

广域性常见种类虽然对干旱气候有一定耐受性，但对土壤水肥条件的要求仍然比较高，一般都要求含盐量较低的肥沃土壤。适合栽植的广域性树（草）种如下：

(1)落叶乔木类：高抗光肩星天牛的落叶大乔木仅见毛白杨、河北杨、北抗杨三种。其中以河北杨耐干旱最优。

(2)常绿针叶树类：较适应的有樟子松、桧柏、侧柏、青海云杉、白扦等。其中樟子松、桧柏适应性较好。

(3)小乔木类：有小叶白蜡、杜梨、桃叶卫矛、臭椿、刺槐、香花槐、海棠、国槐、皂角等。其中小叶白蜡、杜梨、桃叶卫矛适应性良好，长寿且无明显缺陷。小叶白蜡三、四年生苗木造林成活率高，大苗移栽效果差；而杜梨、桃叶卫矛则可大可小。臭椿、刺槐、香花槐、海棠、国槐、皂角等不同程度地存在抽梢、树干日灼伤；刺槐、香花槐幼树抗风性较差，枝角处风劈较常见；刺槐、国槐蚜虫较重，不提倡作为行道树栽植。桃叶卫矛花期似对某些蝇类有招引作用，不提倡大量作为居住区绿化使用。

(4)花灌木类：较为适应的有榆叶梅、丁香、黄刺玫、连翘、珍珠玫、玫瑰、金银木、文冠果、火炬树、醉鱼木、蒙古莸等。

(5)垂直绿化藤本：五叶地锦、山荞麦。

(6)庭院果木类：葡萄、枣、苹果、梨、桃、李、杏等。

(7)宿根耐旱草本花卉：萱草、蜀葵等。

2.2 乡土树（草）种

西北干旱地区城市森林建设中适宜使用的乡土树（草）种不多，但适当利用可以降低维护成本、体现地区特色。可资利用的种类有：沙枣、柽柳、花棒、锦鸡儿、沙拐枣、紫穗槐、沙地柏、沙冬青、沙柳、乌柳、马蔺等。

(1)沙枣有抗旱、抗风沙、耐贫瘠等特点。耐盐碱能力也较强，在硫酸盐土全盐量1.5%以下时可以生长，而在氯化盐土上全盐量超过0.4%时则不适于生长。沙枣的固氮根瘤菌还能改良土壤，在城市森林中的应用主要基于其良好的适应性。审美价值体现在夏季相为全株银灰色，冬季相全株为栗褐色、红褐色果实宿存期长，可作为色块搭配树种；花期香味浓郁，有“桂香柳”之美称。沙枣木虱是沙枣树的常见害虫，该虫受到惊扰会近距离集群飞扑，因此沙枣不宜作为行道树栽植。

(2)柽柳属植物资源在我国荒漠、半荒漠地区天然分布较广。主要特点是耐干旱、耐盐碱、耐瘠薄、抗水湿、耐风蚀沙埋，是优良的防风固沙和盐碱地造林树种。其根部能大量吸收盐分，叶子和嫩枝可以将吸收于体内的盐分排出。在含盐量0.5%的盐碱土上，插条能正常出苗；在含盐量0.8%～1.2%的重盐碱土上，能植苗造林；在含盐量高达2.5%以上，仍可旺盛地生长；在多数北方树种较难成活的瘠薄荒坡，仍能健壮生长而不衰；在河边滩地和下湿沟底，即使排水不良，也能良好生长。是城市森林困难立地应用前景十分广阔的优良树种。

(3)柽柳属植物部分种具有优美的树姿、美丽的花穗，花期长、花量大、花色美，耐修剪。柽柳的花色有白色、红色、玫瑰色等，早春至深秋均有开花的种类，且花色妖娆。乔木种类树干苍老坚实、具松柏之质；部分种类枝条色泽鲜红光亮，有良好的冬季相观赏价值。

(4)花棒为沙生、耐旱、喜光树种，主、侧根系均发达，在含水率仅为2%～3%的流沙上,干沙层厚达40cm时仍能正常生长。花棒是西北干旱区极为罕见的秋花型沙旱生大灌木，花量大、花期长、花色鲜艳、花枝柔美，适宜栽植于边坡、林缘、灌溉困难的建筑物周围等处。

(5)柠条锦鸡儿、中间锦鸡儿耐旱、耐瘠薄。繁殖栽培简便、生长迅速。适宜干旱边坡绿化、沙质地绿化、绿篱刺墙建植。

(6)红果沙拐枣抗风力强、耐干旱，是优良固沙植物。秋季果熟时有较好的观赏性。

(7)紫穗槐喜光,耐寒、耐旱、耐湿、较耐盐碱，萌芽性强，根系发达，枝叶繁密，根部有根瘤可改良土壤，枝叶对烟尘有较强的吸附作用，可用作绿篱、边坡和工业区绿化。

(8)沙地柏是良好的地被树种。适应性强，宜护坡固沙，作水土保持及固沙造林用树种，是华北、西北地区良好的绿化树种。在干旱或水源不充足的地区，用沙地柏作地被栽培，节水省力。沙地柏小枝密集、封闭性好，不必除草。沙地柏抗性强、耐瘠薄、无病虫、不用施肥、四季常青，具有良好的环保优势。

(9)沙冬青是我国温带荒漠地区唯一珍贵的常绿阔叶灌木，是观赏价值极高的春花植物。目前沙冬青较少用于大面积造林，原因主要是沙冬青的育苗造林难度较大，生长也较为缓慢。育苗成活率低的原因可能是苗床土壤缺少根瘤菌，或种子消毒不净造成的；把握好种子消毒环节、适当控制土壤含水量、有条件时人工接种根瘤菌，可以提高育苗成活率。苗木移栽成活率低的原因，可能是沙冬青直根系特性以及常绿树地上部分蒸腾面积过大造成的；采用容器育苗方式、带土移栽可以保证移栽成活率。由于沙冬青生长较为缓慢，5年左右才能形成较大的冠幅并进入盛花期，建植成本较高，目前只能在养护方便的重点景观区作为继代特色植物适当配置。

(10)沙柳、乌柳等灌木柳易繁殖，生长快，萌芽能力强，建植成本低，可以在短时间内迅速实现地面固沙的效果，可用于沙质地表的快速绿化。也可形成低成本、免维护的绿篱和球冠景观。

(11)马蔺抗逆性强，尤其耐盐碱，是盐化草甸的建群种。对环境适应性强，长势旺盛，管理粗放，是节水、抗旱、耐盐碱、抗杂草、抗病、虫、鼠害的优良观赏地被植物。马蔺耐践踏，经历践踏后无须培育即可自我恢复，在建植城市开放绿地、道路两侧绿化隔离带中，马蔺是无可争议的优质材料。

[1] 彭镇华.城市森林[M].北京:中国林业出版社,2003.

[2] 彭镇华,王成.我国城市林业发展总体规划的研究[J].中国城市林业,2006,4(1):13-17.

[3] 王成,彭镇华,陶康华.中国城市森林的特点及发展思考[J].中国城市林业, 2006,4(1):13-17.

[4] 王志刚.乌兰布和沙漠东北部风沙灾害与防护林带参数探讨[J].中国沙漠,1995（l5）:79-83.

[5] 王志刚,杨东慧.林带冬季相立木疏透度及其设计方法的研究[J].中国沙漠,1998（18）:87-90

[6] 张景波,王志刚.绿洲防护林体系缓解霜冻作用的调查研究[J].防护林科技,2008（5）:14-16.

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