鄂爾多斯砒砂巖區(qū)沙棘資源及產(chǎn)業(yè)開發(fā)研究

劉 陽,吳麗萍,陳正新,姚文藝,逄 紅,逯海葉,姚 銳

(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)水利科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020； 2.黃河水利科學(xué)研究院 水利部黃土高原水土流失過程與控制重點實驗室，河南 鄭州 450003)

1 砒砂巖區(qū)發(fā)展沙棘產(chǎn)業(yè)的意義

鄂爾多斯砒砂巖區(qū)主要分布在黃河中游晉陜蒙交界地區(qū)，該區(qū)基巖裸露、植被稀疏、溝壑縱橫、生態(tài)環(huán)境異常脆弱，是黃河粗泥沙(粒徑d≥0.05 mm)的主要源區(qū)，尤其是基巖產(chǎn)沙量占該區(qū)總輸沙量的68.5%，成為黃土高原侵蝕強度和治理難度最大的風(fēng)水復(fù)合侵蝕區(qū)[1]，給黃河下游造成了嚴(yán)重的泥沙災(zāi)害，被中外專家稱為“世界水土流失之最”和“地球環(huán)境癌癥”[2]。因此，有效治理砒砂巖區(qū)水土流失對改善黃河下游泥沙沉積狀況具有重要意義。

砒砂巖區(qū)巖層組成較為復(fù)雜，包括三疊系、侏羅系、白堊系的砂巖、泥巖和頁巖，一般出露于地表，呈紅色、粉白色、灰白色或三色相間。干旱條件下灰白色砂巖堅硬如石，遇水紅色砂泥巖松軟如泥，遇風(fēng)易剝蝕風(fēng)化[3]。特殊的立地條件，導(dǎo)致植物扎根困難、成活率低。當(dāng)?shù)亟?jīng)過多年的水土保持工作實踐，篩選出沙棘(HippophaerHamnoidesLinn.)作為砒砂巖區(qū)集經(jīng)濟、生態(tài)、社會效益于一體的水土保持先鋒樹種。

沙棘是胡頹子科沙棘屬的落葉小喬木或灌木樹種，生長在干旱、半干旱的黃土丘陵區(qū)及砒砂巖區(qū)。其根系發(fā)達(dá)，萌蘗力強，具有繁殖快、耐瘠薄等特征，可在表土厚度僅為5 cm的地區(qū)生長，且能很快郁閉成林，是防風(fēng)固沙、保持水土、改良土壤的優(yōu)良樹種。沙棘一般栽植3年后結(jié)果，沙棘的根、莖、葉、花、果，特別是果實含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)和生物活性物質(zhì)，可以廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、保健品、化妝品等領(lǐng)域，具有較高的經(jīng)濟價值。此外，沙棘屬于高熱值灌木，且在生長一定年限后需進(jìn)行平茬復(fù)壯，農(nóng)牧民可用割掉的沙棘枝干代替煤炭、秸稈等燃料來取暖、做飯等。

2 砒砂巖區(qū)沙棘種植現(xiàn)狀

自20世紀(jì)90年代末開始，鄂爾多斯以“種植沙棘、管護(hù)沙棘、包片到戶”為原則充分發(fā)揮當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民的主觀能動性，在砒砂巖區(qū)溝坡和溝谷種植沙棘防治水土流失，現(xiàn)已打造了一批以109國道兩側(cè)溝道、圪秋溝、酸刺溝、壕賴溝等為代表的沙棘造林系列精品工程。

水利部沙棘開發(fā)管理中心聯(lián)合國家級沙棘種植產(chǎn)銷科研公司——高原圣果沙棘制品有限公司承擔(dān)的國家生態(tài)建設(shè)項目“晉陜蒙砒砂巖區(qū)沙棘生態(tài)工程”總投資10.5億元，計劃在晉陜蒙砒砂巖區(qū)種植沙棘133.3萬hm2，現(xiàn)已完成沙棘種植面積10萬hm2，晉陜蒙砒砂巖區(qū)已成為我國資源集中、面積最大的沙棘栽植基地。鄂爾多斯沙棘生態(tài)治理工程在達(dá)拉特旗、準(zhǔn)格爾旗等區(qū)域沙棘造林成活率達(dá)80.0%以上，年加工沙棘鮮果5萬t，有力地帶動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，成為區(qū)域綠色經(jīng)濟增長點。

3 利用沙棘林修復(fù)砒砂巖區(qū)生態(tài)環(huán)境

鄂爾多斯砒砂巖區(qū)屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，干旱少雨、風(fēng)大沙多、土壤流失嚴(yán)重，造林成活率極低。而沙棘適應(yīng)性強，造林成活率較高，同時沙棘具有耐干旱、抗風(fēng)沙、保水土的作用，因此是該區(qū)理想的生態(tài)修復(fù)樹種[4]。沙棘密集的根系和繁茂的枝條能較大程度地降低降雨形成的地表徑流的流速，在溝道成林后能起到“柔性壩”的作用，具有良好的攔沙效果和淤粗排細(xì)的功能；另外，沙棘雖屬非豆科植物，但其根系的根瘤菌具有很強的共生固氮能力，可增加土壤肥力。砒砂巖區(qū)種植沙棘后，能提高土壤含水率、增加土壤蓄水量，具有涵養(yǎng)水源作用；另外沙棘根系生長、穿插、死亡及其生物量的變化，可顯著增大林下土壤孔隙度和大團(tuán)聚體比例[5]，也可有效提高林下土壤有機質(zhì)和土壤全效、速效營養(yǎng)元素含量[6]，有利于促進(jìn)溝床植物群落生長，增加林下草本植物多樣性[7]，促使植被正向演替，形成穩(wěn)定的植被群落，進(jìn)一步發(fā)揮其攔沙保水、改善土壤肥力、抑制土壤侵蝕的功能[8]。

4 沙棘產(chǎn)業(yè)開發(fā)

中國沙棘資源豐富，面積達(dá)260多萬hm2，占全世界沙棘資源的95%以上，素有“沙棘王國”之稱。沙棘是一種優(yōu)良的漿果類經(jīng)濟灌木樹種。近年來，為了提高沙棘果實的產(chǎn)量和品質(zhì)，鄂爾多斯引進(jìn)了俄羅斯大果沙棘，培育出了適合我國栽種的大果沙棘，發(fā)展沙棘產(chǎn)業(yè)，經(jīng)濟效益十分可觀。大果沙棘栽植3年后開始結(jié)果，5年后進(jìn)入盛果期，產(chǎn)量逐年增加，年平均生產(chǎn)沙棘果1.50萬～3.75萬kg/hm2、鮮葉6 000 kg/hm2，可連續(xù)采收20年左右。在砒砂巖區(qū)可充分發(fā)揮沙棘資源優(yōu)勢，利用生態(tài)移民工程解放出來的勞動力，帶動農(nóng)民脫貧增收。據(jù)野外跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，1個成年勞動力可日采沙棘果150～200 kg，按市場收購價格計算，每個勞力可日賺100～300元，每年秋末冬初農(nóng)閑季采摘沙棘可增收0.8萬～2.0萬元。近些年來，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民還利用退耕還林工程自發(fā)營造沙棘果林，同時在林間播種苜蓿、紅豆草等牧草，不但增加了收入，而且為發(fā)展沙棘產(chǎn)業(yè)提供了良好的原料基地。

4.1 利用沙棘開發(fā)優(yōu)質(zhì)飼料

沙棘葉味道鮮美，富含維生素、黃酮類和多酚類成分，而且蛋白質(zhì)含量較高(16.37%～17.13%)，主要氨基酸含量高于苜蓿，是良好的高蛋白飼料添加劑，同時還具有產(chǎn)量大、易采收、耐貯藏等優(yōu)勢[9]。當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民發(fā)現(xiàn)，牛羊特別喜食沙棘枝葉，用沙棘枝葉喂養(yǎng)牛羊毛色鮮亮、育肥效果好，同時沙棘葉還能提高牛羊免疫力，被當(dāng)?shù)厝俗u為“鐵桿牧草”。沙棘年產(chǎn)嫩枝葉23.9萬kg/hm2，是紫花苜蓿的2.5倍，沙棘枝葉已被用來發(fā)展家庭式畜牧業(yè)。同時，沙棘果加工后的果渣和籽粕含有一定量的脂肪、維生素、蛋白質(zhì)及其他多種活性物質(zhì)，也是極好的飼料添加劑。用沙棘果渣喂奶山羊，其產(chǎn)奶量提高6%左右；喂斷奶羊羔，其發(fā)育快，體質(zhì)健壯，毛色潤澤，抗病力強，成活率達(dá)100%；喂食沙棘果渣的山羊較對照個體質(zhì)量平均增加3.8 kg，產(chǎn)肉量較其他草場高5 kg/只，產(chǎn)毛量高30%；喂蛋雞，其產(chǎn)蛋率提高10%左右，而且蛋黃中的膽固醇含量顯著降低，胡蘿卜素含量明顯上升。

4.2 利用沙棘枝干開發(fā)生物質(zhì)能源

鄂爾多斯砒砂巖區(qū)溝壑縱橫、交通不便，農(nóng)村燃料匱乏，許多農(nóng)牧民以秸稈和畜糞作燃料。沙棘是一種高熱值能源樹種(去灰分熱值在19～20 kJ/g)，具有耐燒、發(fā)熱率高、火力旺、煙小等優(yōu)點，其燃燒對環(huán)境的污染較小。根據(jù)2010年對準(zhǔn)格爾旗暖水鄉(xiāng)營造的7 118.27 hm2沙棘生態(tài)經(jīng)濟林的估算分析，8年生沙棘林平茬后的地上部分能源價值相當(dāng)于399.5萬t原煤的價值[10]。對三北地區(qū)22種主要木本植物的熱值測定后發(fā)現(xiàn)，沙棘熱值僅次于油松，超過了檉柳、檸條錦雞兒、紫穗槐等多種灌木。按照3～5年對沙棘林平茬1次計算，砒砂巖區(qū)一個農(nóng)戶只需種植1/15 hm2沙棘林，便可解決整個家庭全年的生活用柴問題。因此，沙棘可作為砒砂巖區(qū)永續(xù)的生物質(zhì)能源樹種。

4.3 利用沙棘提取物研發(fā)藥品

沙棘具有多種藥用價值，是中藥、蒙藥、藏藥常用的藥材，早在20世紀(jì)80年代初就被國家衛(wèi)生部首批列為藥食同源的植物[11]。沙棘有止咳化痰、延緩衰老、緩解心絞痛、改善心肌微循環(huán)、防治動脈硬化等功效，還對糖尿病患者的血糖有調(diào)節(jié)作用，能增強胰島素的敏感度。沙棘果提取物能夠增強人體免疫力，并激活巨噬細(xì)胞，對人體癌細(xì)胞具有抑制和殺滅作用。沙棘油是多種生命活性物質(zhì)的調(diào)節(jié)劑和濃縮劑，臨床證明復(fù)方沙棘籽油制劑能緩解慢性宮頸炎患者的臨床癥狀，有利于患者恢復(fù)健康；利用超臨界CO2萃取技術(shù)提取的沙棘油，可以在很大程度上減輕放療與化療對人體產(chǎn)生的副作用。此外，沙棘樹皮中的乙醇粗提取物可以顯著抑制8種類型的腫瘤轉(zhuǎn)移，沙棘根的提取物能夠減弱腫瘤活性，沙棘總黃酮可增強心肌收縮能力，改善心肌舒張功能，對抗心肌缺血帶來的危害。目前，市場上沙棘籽80元/kg，沙棘油1 200元/kg，栽植沙棘林5年后每年會有4.5萬～9.0萬元/hm2收入，而且后續(xù)投入極少。

4.4 利用沙棘研發(fā)飲品、保健品和化妝品

經(jīng)提取檢測，沙棘果實和葉片中富含人體所必需的200余種營養(yǎng)成分，其中8種為人體所必需且又不能合成的氨基酸，因此沙棘被醫(yī)藥保健界譽為“神奇植物”。沙棘果維生素C、E、A、K含量非常豐富，是獼猴桃的2～3倍，為一切果蔬之冠，被稱為“維生素寶庫”。以沙棘果為原料制作的沙棘果汁，具有補充體力、減緩疲勞的保健功效。沙棘果中富含多種生物營養(yǎng)成分，具有很好的美容、保健、抗衰老作用，因此用沙棘果提取物研發(fā)的生物環(huán)保洗護(hù)產(chǎn)品、醫(yī)療保健品在市場上頗受國內(nèi)外消費者的青睞[12]。沙棘的葉片中含有豐富的黃酮、多酚、粗多糖、粗纖維和咖啡堿等，可用于制作沙棘保健茶、沙棘戒煙茶等飲品。利用沙棘還可以開發(fā)食品，如沙棘果凍、沙棘果醬、沙棘果醋、沙棘營養(yǎng)配方奶粉等。因此，沙棘被科學(xué)界譽為“21世紀(jì)最有希望的新型保健品原料”。

5 砒砂巖區(qū)沙棘產(chǎn)業(yè)存在的問題

(1)產(chǎn)業(yè)化程度不高。這是因為：其一，目前沙棘主要種植人員為砒砂巖區(qū)當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民，他們在沙棘的種植管理方面缺乏相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)和指導(dǎo)，大多是以傳統(tǒng)農(nóng)耕經(jīng)驗為主，在沙棘果林的經(jīng)營過程中一味地追求沙棘產(chǎn)量，輕視了沙棘果實品質(zhì)的提升，更忽視了沙棘林間撫育管理，導(dǎo)致沙棘果的品質(zhì)難以突破，進(jìn)而限制了沙棘的深層次加工；其二，在沙棘產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展方面，特別是在引種、育苗、種植、管理及產(chǎn)品加工等環(huán)節(jié)上缺乏系統(tǒng)組織，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)銜接度較差，導(dǎo)致各環(huán)節(jié)僅關(guān)注各自的問題，沒有形成一個自上而下的相互協(xié)調(diào)的運行機制；其三，各類沙棘品種資源混雜分布，難以形成品質(zhì)相對均一的標(biāo)準(zhǔn)化沙棘原料基地，資源利用率不到13%[13]；其四，當(dāng)?shù)厣臣髽I(yè)與農(nóng)戶之間未建立起直接聯(lián)系，生產(chǎn)與加工環(huán)節(jié)脫節(jié)，農(nóng)牧民對中間商依賴程度較大。

(2)技術(shù)水平低，創(chuàng)新化程度不高。砒砂巖區(qū)沙棘種植多與生態(tài)工程相結(jié)合，沙棘產(chǎn)業(yè)仍以種植為主，下游的加工利用以粗加工為主，缺乏高科技的更深層次、更精細(xì)的加工利用技術(shù)。人工沙棘林經(jīng)營粗放，無雌雄株比例設(shè)計，單位產(chǎn)果量低；沙棘林多分布在偏僻的溝谷山坡，交通不便，且沙棘有刺，采摘難度大(據(jù)估算砒砂巖區(qū)沙棘果實采收量不到產(chǎn)果量的1/3)，難以滿足沙棘企業(yè)的加工需求。

(3)沙棘林改造撫育程度低。近年來砒砂巖區(qū)生態(tài)治理工程引種了俄羅斯大果沙棘，雖然其單位面積產(chǎn)量是中國沙棘平均產(chǎn)量的10倍多，沙棘新品種引入在一定程度上拓展了鄂爾多斯砒砂巖區(qū)沙棘產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)模、層次和空間[14]，但在沙棘林經(jīng)營管理中發(fā)現(xiàn)，俄羅斯大果沙棘容易遭受病蟲害，制約了沙棘產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化發(fā)展。因此，加強沙棘林經(jīng)營撫育管理顯得尤為重要。

6 建議與對策

針對沙棘產(chǎn)業(yè)規(guī)模小、品質(zhì)優(yōu)化度差、加工技術(shù)水平低的發(fā)展瓶頸問題，要想走出一條規(guī)?；N植、精細(xì)化撫育管理、創(chuàng)新性科技加工利用的沙棘產(chǎn)業(yè)致富模式，政府在沙棘產(chǎn)業(yè)發(fā)展與壯大過程中必須發(fā)揮關(guān)鍵作用。良好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境、吸引高科技的沙棘深加工企業(yè)、配套的產(chǎn)業(yè)政策等都是沙棘產(chǎn)業(yè)做大做強所必不可少的。

(1)以加工促種植，以種植保加工，實現(xiàn)生態(tài)與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展。鄂爾多斯市政府應(yīng)持續(xù)將沙棘作為黃土丘陵區(qū)和砒砂巖區(qū)水土保持綜合治理、礦區(qū)生態(tài)修復(fù)、城鎮(zhèn)綠化等生態(tài)環(huán)境治理領(lǐng)域的主要樹種，在政策支持、資金投入、資源匹配等方面多管齊下，把鄂爾多斯砒砂巖區(qū)沙棘產(chǎn)業(yè)做成全國品牌產(chǎn)業(yè)。應(yīng)該在以下方面進(jìn)一步加大推進(jìn)力度，實現(xiàn)以加工促種植、以種植保加工：①依托沙棘治沙保土工程，增加沙棘種植面積；②增加沙棘產(chǎn)業(yè)示范區(qū)數(shù)量，提升沙棘產(chǎn)品質(zhì)量；③結(jié)合林權(quán)制度改革，推行“政府+公司”“基地+農(nóng)戶”模式，堅持“誰栽植、誰管護(hù)、誰受益”的原則，充分調(diào)動農(nóng)戶種植沙棘的積極性，促進(jìn)沙棘產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[15]。

(2)進(jìn)一步加大沙棘林撫育管理力度。采用適宜的撫育管理措施提升沙棘產(chǎn)品品質(zhì)：通過建設(shè)沙棘母樹園、采種基地、采穗圃等，擴大沙棘良種規(guī)模；采取間伐、平茬復(fù)壯等撫育措施，促進(jìn)低產(chǎn)沙棘林增產(chǎn)；加大嫁接技術(shù)的推廣應(yīng)用，改良老化品種，實現(xiàn)單位面積產(chǎn)量和果實品質(zhì)的雙提高。由于大部分沙棘林營造均是與砒砂巖區(qū)生態(tài)治理工程相結(jié)合，沙棘林生長的立地條件較為復(fù)雜，沙棘種植密度、雌雄植株比例及林分混交程度受到限制，加之沙棘林生長數(shù)年后會完全郁閉，難以實施大面積的改造，因此建議栽植6～8年可采用隔行平茬方法進(jìn)行復(fù)壯，以避免面狀平茬造成現(xiàn)有植被資源的破壞，防止生態(tài)環(huán)境惡化。平茬后的地上部分可以出售給鄂爾多斯明信木業(yè)用以制作中密度纖維板，或利用沙棘的高熱值特性進(jìn)行生物質(zhì)發(fā)電。平茬沙棘枝干作為薪柴，可通過燃燒徹底清除留在沙棘枝干內(nèi)的木蠹蛾蟲卵，從而解決俄羅斯大果沙棘掛果數(shù)年后病蟲害嚴(yán)重的問題。在沙棘林撫育改造中，要注重造林先進(jìn)技術(shù)的使用與推廣和病蟲害的有效防治，才能確保林地?fù)嵊脑烊〉猛怀龀尚А?/p>

(3)大力發(fā)展沙棘產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)生態(tài)精準(zhǔn)扶貧。依托現(xiàn)有的水利部沙棘基地，充分地吸引貧困戶農(nóng)牧民參與，將砒砂巖區(qū)沙棘產(chǎn)業(yè)發(fā)展與農(nóng)牧民精準(zhǔn)脫貧攻堅項目相結(jié)合。在沙棘產(chǎn)業(yè)扶貧過程中，針對貧困農(nóng)戶，在沙棘種植、管護(hù)和采收方面實現(xiàn)“一對一”科技幫扶，實現(xiàn)“授之以魚，不如授之以漁”的幫扶脫貧辦法；對貧困農(nóng)戶種植的沙棘產(chǎn)品，不但要在價格上提額促收，而且要全力疏通銷售渠道，保障農(nóng)牧民收入穩(wěn)步增長，助力農(nóng)戶脫貧攻堅。在鞏固砒砂巖區(qū)貧苦農(nóng)牧民脫貧成果方面，要解決產(chǎn)能不足的問題，從沙棘產(chǎn)業(yè)的源頭上加大科技投入，引進(jìn)良種沙棘、保障沙棘苗木質(zhì)量，并通過技術(shù)幫扶、加大沙棘基地規(guī)模等，打造“沙棘種植—生態(tài)恢復(fù)—產(chǎn)業(yè)升級—農(nóng)牧民致富”良性發(fā)展的循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。

(4)打造循環(huán)增值的沙棘產(chǎn)業(yè)鏈。鄂爾多斯砒砂巖區(qū)通過實施“政府支持、農(nóng)民種植、龍頭帶動、品牌建設(shè)、科技提升、文化助推”五大工程，使沙棘產(chǎn)業(yè)走上了“沙棘—果實—葉片—枝干(薪炭或飼料)—保健品”的循環(huán)增值之路。建議進(jìn)一步推行“項目法人制”與“政府+農(nóng)協(xié)+企業(yè)+農(nóng)戶”的新型沙棘產(chǎn)業(yè)運營模式：由水利部沙棘開發(fā)管理中心和有關(guān)旗縣水利、林業(yè)部門擔(dān)任政府角色，負(fù)責(zé)沙棘產(chǎn)業(yè)項目的可行性論證、沙棘項目的工程監(jiān)督、科技服務(wù)的引進(jìn)等工作；農(nóng)協(xié)負(fù)責(zé)當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民沙棘種植、果樹經(jīng)營、果葉采摘等方面的組織工作；企業(yè)負(fù)責(zé)在各蘇木或者嘎查設(shè)立收購站點，與農(nóng)牧民簽訂收購合同，派相關(guān)技術(shù)人員嚴(yán)把沙棘果葉質(zhì)量關(guān)，同時保障沙棘產(chǎn)品的研發(fā)、市場暢銷，拉動農(nóng)牧民種植沙棘的積極性，形成各部門相互協(xié)調(diào)、各環(huán)節(jié)融合滲透、各方利益共贏的循環(huán)增值沙棘產(chǎn)業(yè)鏈模式。