准噶尔盆地南缘农田防护林网建设存在的问题与对策

2013-05-29陈启民刘康朱玉伟武卫疆褚奋飞王永红

防护林科技 2013年6期

陈启民，刘康，朱玉伟，武卫疆，褚奋飞，王永红

（新疆林业科学院，新疆乌鲁木齐 830063）

农田防护林是区域农业生产的重要生态屏障，是为了防止自然灾害、改善气候、土壤、水文条件和塑造农田景观为目的的特殊防护林种［1，2］，在新疆准噶尔盆地南缘，农田防护林对于改善生态环境、保障工农业生产做出了巨大贡献。过去对农田防护林的研究主要集中在其作用和功能的研究，如其保证农牧业稳产高产［1，3，4］，改善土壤水热状况和对农田土壤的物理性质和肥力产生的影响［5－8］，以及农田防护林网适宜规格等方面。20世纪80年代以来，由于新疆气候由暖干向暖湿发展，绿洲及荒漠植被得以恢复，沙尘暴和大风发生日数减少［9，10］，人们对农田防护林重视程度降低，加之农业机械化程度提高和膜下滴灌技术的大规模推广应用，造成准噶尔盆地南缘农田防护林林网规格扩大、水分条件恶化，导致农田防护林退化，给该区生态安全埋下极大的隐患。

本文通过对准噶尔盆地南缘地方和兵团的防护林网进行抽样调查及分析，以期揭示准噶尔盆地南缘农田防护林经营现状及存在的问题，为该区绿洲防护林建设提供相应的数据基础和决策依据。

1 研究区概况

准噶尔盆地南缘是天山北坡与古尔班通古特沙漠交界的东西狭长地带，包括新疆首府乌鲁木齐市和昌吉地区、塔城部分地区、博州的精河县以及兵团农六、七、八师等农牧团场，是新疆现代农业、工业、文化、科教的重要基地，其政治、经济和文化战略地位举足轻重。该区平均海拔500～1 500m，年均气温6～7.3℃，年降水量160～200mm，年蒸发量1 800～2 300mm，年平均大风日数4～10d。准噶尔盆地南缘沙丘多数为固定、半固定沙丘，由于主风向为西北风，沙丘向东南缓慢移动，但不明显。

2 调查研究方法

2.1 调查方法、范围及内容

采用现地调查，结合北疆二类资源清查资料和卫星影像资料，对准噶尔盆地南缘精河县、乌苏县、奎屯市、沙湾县、石河子市、玛纳斯县、呼图壁县、昌吉市、阜康市、吉木萨尔县、奇台县以及兵团农六、七、八师的典型乡镇及农牧团场农田防护林进行随机抽样，调查区林网共计3 500个，随机抽取207个林网，抽样比为5.91%。调查内容包括主林带方向、主林带间距、副林带间距、林带宽度、行数、防护林树种、林网完整性、林带状况等，共调查林网207个，其中地方117个，兵团90个。

2.2 数据处理

调查数据采用SPSS数理统计软件和Excel进行分析。

3 农田防护林现状及存在的问题

3.1 农田斑块不断扩大

调查结果显示，目前准噶尔盆地南缘林网网格面积主要在8～48hm2之间，占总体的74.9%，平均为28.11hm2，最大面积90.16hm2；主林带间距主要在200～440m，占68.1%，平均383.89m，最大980m；副林带间距主要在400～850m，占71.5%，平均711.57m，最大1 130m。地方和兵团分类统计，地方林网网格面积主要在10～30hm2，平均为23.71hm2，最大面积69.30hm2；主林带间距主要在200～450m，平均342.56m，最大760m；副林带间距主要在400～1 050m，平均670.26m，最大1 050m。兵团林网面积主要在13～47hm2范围内，平均33.83hm2，最大90.16hm2；主林带间距主要在270～530m，平均437.61m，最大980m；副林带间距主要在500～1 100m，平均765.28m，最大1 130m。在网格面积、主林带间距和副林带间距3项指标中兵团林网网格皆大于地方林网网格，见表1、图1～图3。

表1 准噶尔盆地南缘农田防护林林带间距及林网面积调查统计

图1 准噶尔盆地南缘林带间距及林网面积（总体）

图2 准噶尔盆地南缘林带间距及林网面积（地方）

图3 准噶尔盆地南缘林带间距及林网面积（兵团）

新疆农田防护林建设之初，主要学习苏联营建“宽林带、大网格”模式，后结合新疆实际，历经20余年的观测、研究形成“窄林带、小网格”模式研究成果，为此获得1978年全国科技大会奖，并大规模在三北地区推广。20世纪80年代，北疆应用该项成果广泛采用主林带间距250～300m，副林带间距500～1 000m，面积13～20hm2的“窄林带、小网格”农田防护林网。北疆曾营建最大林网面积为50 hm2，但林带成林后防护效率仅为50%～60%［11，12］。目前，准噶尔盆地南缘农田防护林建设和保存情况，不论地方还是兵团，其林网网格面积、主林带间距和副林带间距均大于新疆防护林建设技术规程中“窄林带、小网格”规定的规格（主林带间距200～300m；副林带间距400～600m）。

由于气候变化，准噶尔盆地南缘多年未遇恶劣的灾害天气，人们重视程度下降，加之机械化程度的提高和膜下滴灌技术的应用，开始主动营造大网格农林网，或伐除网格中间的副林带，或对农田防护林疏于管理，甚至为避免胁地而人为破坏，造成该区农田林带间距变宽，斑块面积扩大，为农业安全生产埋下隐患。虽然自1996年以来沙尘暴年日数无明显增加，但大风发生日数却呈增加的趋势［10］，以目前农田防护林的防护效能，遭遇沙尘暴来袭，将造成该区农业生产严重损失。

3.2 农田防护林混交比例低

在农田防护林混交程度调查中，兵团和地方情况相似，混交比例均较低，分别为23.3%和24.8%。树种主要有杨类（俄罗斯杨、斯大林杨、箭杆杨、胡杨和新疆杨）、白榆和沙枣，还有少量的柳树、白蜡、海棠等（表2）。

表2 准噶尔盆地南缘农田防护林混交比例及树种

乔木混交的农田防护林防护效应好于乔木纯林，其中，农田防护率较纯林提高43.8%，胁地指数降低0.27，农作物减产率降低57.5%［13］。且由2种以上树种组成易形成较好的林带结构，并具有生物、生态学稳定性较强的特点［14］。准噶尔盆地南缘农田防护林树种较为单一，混交比例偏低，势必造成其防护效应低且抵抗自然干扰的能力弱。遇盐渍化、干旱等环境恶化或黄斑星天牛等有害生物的侵袭可能造成灭顶之灾。

3.3 防护林网不完整，林带残破

对农田防护林网及林带完整性进行调查发现：准噶尔盆地南缘防护林网，不论保存优劣，四面有林的林网仅123个，占调查林网的59.4%，其中兵团63.3%，略好于地方56.4%；林带整齐优良的林网16个，仅占调查林网的7.7%，兵团10%略好于地方的6%；而缺行断带、生长不良、病老枯死以致林带残破的林网共有66个，占调查林网的31.9%，地方21.4%低于兵团的45.6%（表3、表4）。

表3 准噶尔盆地南缘农田林网完整性

表4 准噶尔盆地南缘农田防护林林带状况个

准噶尔盆地南缘（兵团和地方）四面有林的林网比例均不高，部分区域虽主林带建设规格合理，保存良好，但由于缺副林带，使防护功能不全，不能起到防护林设计效能。加之多数林网已达到成过熟期，由于不能及时更新，林带断带、残破现象明显，防护效益显著下降。

3.4 农田防护林经济效益低下

准噶尔盆地南缘农田防护林树种主要为杨树、白榆、沙枣，由于杨树材质一般，价值不高，目前价格为800～1 000元·m－3，杨树林带年均收益仅22 500元·hm－2左右；而白榆无论是生长速度还是木材价格均不如杨树，效益更差；沙枣由于成材率低，一般仅作薪材使用，基本无经济收益可言；此外，虽然我国林权制度改革使林权逐渐归属个人和集体所有，但各地由于受采伐限额的限制，林木不能在防护成熟龄和经济成熟龄的最佳结合点进行采伐更新，造成林木材质下降，经济收益损失，致使农户对农田防护林的经营热情不高，疏于管理，不灌溉甚至挖断根壕沟以避免林木根系胁地，导致农田防护林严重衰退，功能下降。

3.5 防护林水分补给条件恶化

随着节水技术推广，研究区棉田改为膜下滴灌后，原本与林带平行的渠系大多被废弃，致使林带灌溉困难或无法灌溉，导致林带严重衰败，林木大量死亡。此外林地水分补给状况恶化导致林带林木根系主要分布向表层提升，在水平方向向农田迅速蔓延，根胁地情况日益严重。

4 对策与建议

在准噶尔盆地南缘，农田防护林对于保护农牧业生产起着至关重要的作用，具有不可替代的地位，为使农田防护林持续、稳定地发挥防护功能，必须转变观念，加强管理，合理布局。

4.1 合理布局林网大小，增强防护效益

农田防护林是以抵御干扰为目的的防护系统，其防护效益随林网的增大而减小。研究证明，在风速降低35%～50%时，林带的有效防护距离为0～20倍树高［15］，因此，大风频发的准噶尔盆地南缘在进行农田防护林建设和更新改造时应设计大小合适的防护林网网格，主林带间距应低于20倍树高。鉴于准噶尔盆地南缘农田防护林带造林树种以俄罗斯杨和白榆为主，其防护成熟期平均树高为20m和15m左右，建议该区设计林网规格时，以主林带间距不超过300m，林网网格面积不超过50hm2为宜。

4.2 保证林地灌溉，加强抚育管理

由于农田防护林抗逆性和稳定性不如天然林，不能脱离人工抚育而独立存活，因此人工抚育措施必不可少，尤其要保证灌溉。准噶尔盆地由于膜下滴灌技术大面积推广应用，水分侧渗微不足道，针对这种情况应对林带建立独立的灌溉系统，保证林地灌溉。此外，随着林业生态建设资金逐年增加，在农田防护林建设中应转变思想，改变粗放管理经营模式，加大投入，对防护林林带加强水肥投入，使防护林尽快步入防护成熟期，并使材积快速增长。

4.3 营造混交林，提高林带稳定性

在防护林建设规划中，应大力提倡营建混交林，遵循异质斑块理论和技术，改变林带的界面结构，保持小规模异质斑块，促进天敌的发展，建立生物制衡机制。如在防护林树种选择上可以考虑选用胡杨和沙枣混交，不仅具有较强的抗旱性，而且其防护效益上佳，是绿洲边缘防护林建设的较好的选择。通过比选，筛选出适宜准噶尔盆地南缘的防护林树种，营建防护功能良好、经济效益上佳、生态稳定、景观优美的多功能生态系统。