民勤绿洲红枣经济林生态效益分析

2021-04-19王强强杨自辉郭树江张剑挥王多泽

中国水土保持 2021年4期

王强强，杨自辉，郭树江，张剑挥，王多泽

〔1.甘肃民勤荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站，甘肃民勤 733300；2.甘肃省荒漠化与风沙灾害防治国家重点实验室(培育基地)，甘肃武威 733000〕

位于石羊河下游的民勤绿洲，是阻隔巴丹吉林和腾格里两大沙漠合拢的生态战略要地，也是我国西北生态安全和丝绸之路经济带发展的重要生态屏障。民勤是我国典型的绿洲灌溉农业区，作为西北地区重要的商品粮基地和经济作物集中产区，其经济战略地位十分重要[1-4]。近几十年以来，石羊河流域人口增加，土地过度开发利用，加之种植单一高耗水的农作物和传统的漫灌方式，农业用水量大幅度增加，水资源供需矛盾日益加剧。由于上游对水资源的优先占用，下游地区的民勤绿洲不得不开采地下水来弥补水资源供需缺口，因而导致地下水位迅速下降，植被大面积衰退甚至死亡，生态环境严重退化，荒漠化加剧[5-6]。民勤绿洲生态恢复和重建的关键在于限制地下水开采量，节约农业用水。从2006年开始，民勤县实施了关井压田政策，农田面积缩减约2/3，造成农业生产的萎缩和农户收入降低。因此，通过调整农业产业结构和发展节水农业来协调生态保护和经济发展显得尤为重要[7-11]。

枣(ZiziphusjujubaMill.)为鼠李科枣属植物，在我国已有八千多年的栽培历史。枣树抗性强、耐干旱、耐盐碱、耐瘠薄、抗风沙，其果实营养丰富，既可食用，又可入药，经济价值极高，是发展生态经济林的首选良种[12]。民勤绿洲光热资源丰富，日照时间长，昼夜温差大，干旱少雨，适宜枣树生长，其果实品质极为优良。枣树在民勤县栽培历史悠久，主要作为农田防护林和庭院绿化树种，规模小，产业化程度不高。近年来，新疆等地区发展的矮化密植红枣栽培技术，有利于规模化发展和现代化管理，是发展节水型红枣经济林的最佳模式。笔者拟通过研究民勤绿洲红枣经济林的防风固沙和节水效益，从生态效益角度阐明在民勤绿洲发展红枣经济林的必要性，并分析现阶段民勤红枣经济林发展存在的问题，提出合理建议，为民勤生态恢复和经济协调发展提供参考。

1 研究区概况

民勤县位于甘肃省河西走廊东段的石羊河流域下游，地理位置为101°49′41″～104°12′10″E、38°03′45″～39°27′37″N，平均海拔1 400 m。属典型的温带大陆性气候，冬季寒冷，夏季酷暑，昼夜温差大，年平均气温7.6 ℃，极端低温-30.8 ℃，极端高温40.4 ℃，无霜期175 d；年均降水量113.2 mm，年均蒸发量2 604.3 mm，降水量小，蒸发量大，气候干燥，干燥度平均5.1，最高达18.7，相对湿度47%；光热充足，年均日照时数2 799.4 h，≥10 ℃年活动积温3 036.4 ℃；年平均风速2.45 m/s，最大风速22.35 m/s，主导风向西北风，多年平均8级以上大风日数37.7 d、沙尘暴日数26.8 d，年均扬沙日数32.9 d、浮尘日数18.9 d。境内地表水资源缺乏，20世纪50年代平均每年进入民勤境内的水量为5.88亿m3，但随着祁连山出山口径流量的减少及上游大量截流引灌，上游来水量逐渐减少到1亿m3左右，绿洲下游生产被迫以开采地下水为主，地下水位每年以0.6～1.0 m速度下降，现在地下水埋深为10～26 m，地下水长期处于负均衡状态，形成986 km2的降落漏斗。近年来，随着石羊河流域综合治理工程的实施，进入民勤的地表径流增加，地下水位下降趋势得到控制。

试验区选择在民勤县薛百乡民勤治沙综合试验站，地理坐标为38°34′57″N、102°58′52″E，海拔1 350 m，多年平均降水量116 mm。2010—2019年间，年蒸发量介于1 367.3～1 902.4 mm之间，平均1 591.3 mm，年际间波动不大；年降水量介于89.1～191.6 mm之间，平均123.8 mm，年际间波动较大，年内降水分配不均，多集中在7—9月。

2 研究方法

2.1 试验地选择

以民勤治沙综合试验站内2年生和4年生矮化密植枣树林为试验材料。枣树株行距0.8 m×1.5 m，灌水方式为漫灌和膜下滴灌2种。

2.2 枣树林调查

分别在2年生和4年生枣树林地各选择30株枣树作为调查对象，调查其地径、株高、冠幅、投影盖度。

2.3 风速廓线调查

在风季4月份，选择风沙天气，分别在农田、2年生枣树林地、4年生枣树林地各设置风速廓线仪1台，观测0.3、0.7、1.0 m高度处的风速，以及1.0 m处的风向，观测时长6 h。

2.4 风沙流结构调查

在风季4月份，选择风沙天气，分别在农田、枣树林地设置风沙流结构仪，采用风向跟踪滤袋式积沙仪分层收集(每层2 cm×2 cm)和测定0～30 cm气流层内的输沙量及风沙流结构。在达到起沙风以上风速时，将积沙仪埋设于待测的样地(下口底部与地面平齐)，观测开始时记录时间并同时打开积沙仪的各个进沙口，观测结束时记录时间并同时关闭各个进沙口，将积沙仪带回实验室，用1/1 000 g感量的电子天平称量每台积沙仪不同高度层内的沙样质量。风沙流结构观测时长1周。

2.5 灌水量调查

选择民勤治沙综合试验站附近农村的玉米、小麦、洋葱、籽瓜种植户，每种作物抽取10户，对各种作物灌水量进行跟踪调查，计算出不同作物平均灌水量，同时对试验区漫灌和滴灌枣树全年灌水量进行统计，计算出其平均灌水量。

3 结果与分析

3.1 防风固沙效益

3.1.1 防风效果

2年生和4年生矮化密植枣树均为行带式配置，株行距0.8 m×1.5 m。2年生枣树平均株高52 cm，冠幅70 cm×55 cm；4年生枣树平均株高103 cm，冠幅86 cm×71 cm。农田和枣树林地不同高度风速对比见表1。由表1可知，在近地面0～1 m范围内，和农田相比，2年生枣树林降低风速33%，4年生枣树林降低风速49%，平均降低风速41%。冬、春季节，农田地表裸露，粗糙度低，种植枣树增加了地表粗糙度，对风速起到了消减作用[12]。

表1 农田和枣树林地不同高度风速对比

3.1.2 固沙效果

农田冬春季节作物已经采收，地表裸露，在风沙天气受风力作用容易造成土壤风蚀，吹蚀走大量土壤黏粒物质，土壤水分含量也会降低，致使农田土壤肥力降低，作物减产[12]。红枣经济林能有效消减风速，抑制农田就地起沙尘，不仅保护农田土壤肥力，而且改善区域环境。农田和枣树林地风沙流结构变化特征见图1。由监测数据可知，与农田裸地相比，枣树林地可减少71%的沙尘量，即减少71%的风蚀量。

图1 农田和枣树林地风沙流结构变化特征

3.2 节水效益

对民勤坝区传统农作物玉米和小麦，经济作物洋葱和籽瓜，以及漫灌和滴灌条件下的红枣经济林年均灌水量进行对比，结果表明：玉米、小麦、洋葱、籽瓜、漫灌红枣林、滴灌红枣林年均灌水量分别为9 000、8 100、11 250、7 200、6 000、3 750 m3/hm2，传统农作物和经济作物年均灌水量均高于枣树林；与玉米、小麦、洋葱、籽瓜相比，滴灌条件下枣树林节水效率分别为58.33%、53.70%、66.67%、47.92%，平均节水效率为56.66%。

4 讨论

枣的营养价值极高，民勤绿洲光热资源丰富，周边沙漠将其与外界天然隔离，枣树病虫害发生率较低，枣的品质佳，因此枣产业在民勤绿洲具有广阔的发展前景。但是近年来受市场波动影响，民勤绿洲枣农积极性不高，主要存在以下问题：①前期资金投入大，收益慢；②红枣种植科技含量低，品种单一，品质参差不齐；③加工产业技术含量低，主要表现为粗放式的加工，出售大量初级产品，产品销售还停留在传统原始阶段。针对这些问题，在今后的工作中，应加强民勤绿洲枣树栽培技术和灌溉制度方面的研究，提高枣产量和品质，从而打造民勤红枣品牌；同时，提高红枣加工产业技术含量，拓展红枣销售市场，以保障枣农收益。