沙漠農(nóng)田防護(hù)林的建設(shè)與更新技術(shù)

楊國永

沙漠農(nóng)田防護(hù)林的建設(shè)與更新技術(shù)

楊國永

（河北省塞罕壩機械林場河北承德068450）

沙漠地區(qū)的防風(fēng)固沙工作直接影響我國整體環(huán)境，故沙漠地區(qū)開展農(nóng)田防護(hù)林建設(shè)尤為關(guān)鍵。文章總結(jié)了沙漠農(nóng)田防護(hù)林的作用，闡述了農(nóng)田防護(hù)林建設(shè)技術(shù)，介紹了三種防護(hù)林模式的特點及適宜條件，以及主要樹種及造林技術(shù)，分析了當(dāng)前農(nóng)田防護(hù)林建設(shè)存在的問題，提出了相關(guān)更新改造技術(shù)措施建議，以期為提升農(nóng)田防護(hù)林建設(shè)與更新水平提供參考。

沙漠；農(nóng)田防護(hù)林；建設(shè)技術(shù)；更新技術(shù)

沙漠農(nóng)田防護(hù)林作為防護(hù)林體系中的主要林種，是指將一定寬度、走向、結(jié)構(gòu)及間距的林帶栽植在沙漠農(nóng)田的四周，通過對農(nóng)田區(qū)域的氣流、溫度、土壤及水分等因素的影響，改善農(nóng)田小氣候，減少農(nóng)田自然災(zāi)害，為農(nóng)作物生長發(fā)育創(chuàng)造有利環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定、高產(chǎn)，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。目前沙漠綠洲農(nóng)田防護(hù)林建設(shè)中存在林帶結(jié)構(gòu)欠合理、更新改造投入不足等問題，文章對其建設(shè)技術(shù)與更新技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，為提升沙漠農(nóng)田防護(hù)林效果起到積極作用。

1 沙漠農(nóng)田防護(hù)林作用

套區(qū)的農(nóng)田防護(hù)林主要是為了避免土壤水分過快蒸發(fā)，實現(xiàn)減鹽效果，促進(jìn)農(nóng)田的健康發(fā)展。與套區(qū)農(nóng)田防護(hù)林的作用不同，沙漠農(nóng)田防護(hù)林主要是為了改善沙漠地區(qū)小氣候，防風(fēng)固沙，避免農(nóng)田土壤被風(fēng)化、沙化。綜合來說，沙漠農(nóng)田防護(hù)林的主要作用包括：第一是防風(fēng)，降低風(fēng)速，調(diào)節(jié)區(qū)域小氣候，改善土壤與農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境；第二是增加農(nóng)田產(chǎn)量，生產(chǎn)木材，提供林副產(chǎn)品，增加經(jīng)濟(jì)效益，改善沙漠地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，為沙漠地區(qū)的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到促進(jìn)作用；第三是提升沙漠地區(qū)森林覆蓋率，改善沙漠地區(qū)農(nóng)村居住環(huán)境，提升人民生活水平?？傊?，在沙漠地區(qū)建設(shè)農(nóng)業(yè)防護(hù)林對于改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益，改善農(nóng)村生活環(huán)境等方面都具有積極作用。

2 農(nóng)田防護(hù)林建設(shè)技術(shù)

2.1 防護(hù)林模式類型及其適宜條件

2.1.1 綜合防護(hù)林模式

綜合防護(hù)林建設(shè)，就是將沙漠農(nóng)田地區(qū)劃分為3個區(qū)域分別栽植，3個區(qū)域分別是指在沙丘地區(qū)栽植灌木草叢封育區(qū)、平坦沙地區(qū)設(shè)置的人工灌木防護(hù)林與喬木防護(hù)林。三層防護(hù)林形成了一個多層次的綜合農(nóng)田防護(hù)林網(wǎng)，從立體空間的上、中、下三個空間高度對沙漠農(nóng)田加以保護(hù)。該防護(hù)林模式尤其是在有葉期，茂盛的枝葉在遭受風(fēng)害時能夠有效降低風(fēng)速，使沙土沉降，在其背面形成靜風(fēng)區(qū)，有效保護(hù)農(nóng)田。然而，該綜合防護(hù)林模式的防風(fēng)距離相對較短，適合在農(nóng)田附近有高大沙丘等風(fēng)害較為嚴(yán)重的沙漠地區(qū)。

2.1.2 喬灌木混合防護(hù)林模式

喬灌木混合防護(hù)林模式與綜合防護(hù)林模式的差別在于區(qū)域劃分上的差異，喬灌木混合防護(hù)林劃分為灌木防護(hù)林與喬木防護(hù)林兩個區(qū)域，這種模式下的防護(hù)林結(jié)構(gòu)疏透，適用于地形平坦的沙區(qū)。喬灌木混合防護(hù)林的密閉性較差，存在明顯的疏透性，發(fā)生風(fēng)害時，風(fēng)沙在遇到防護(hù)林時會分為兩部分，一部分通過樹木間的縫隙均為穿過，另外一部分則從防護(hù)林的上方繞過。該農(nóng)田防護(hù)林模式能夠抵擋的風(fēng)害距離較長，可以在林帶背處形成一塊較大的弱風(fēng)區(qū)。該防護(hù)林模式適用于農(nóng)田周圍有低緩的沙區(qū)，但整體地勢較為平坦的沙漠農(nóng)田地區(qū)。

2.1.3 喬木防護(hù)林模式

喬木防護(hù)林模式是將農(nóng)田防護(hù)林簡單劃分為一個區(qū)域，在平坦的沙漠地區(qū)設(shè)置喬木防護(hù)林，建設(shè)透風(fēng)結(jié)構(gòu)的農(nóng)田防護(hù)林。喬木防護(hù)林具有明顯的兩個分區(qū)，上部緊密的樹冠區(qū)下部均勻通透的樹干層。風(fēng)害遭遇喬木防護(hù)林時，一部分從下部通透的樹干層穿過，一部分從上部冠狀頂部繞行。喬木防護(hù)林的防護(hù)距離較遠(yuǎn)，適用于農(nóng)田周圍存在固定沙丘，伴有少量半固定沙丘的較好地形條件。

2.2 沙漠綠洲農(nóng)田防護(hù)林主要樹種及造林技術(shù)

2.2.1 新疆楊、小美旱楊

新疆楊屬于楊柳科的落葉喬木，又稱之為帚形銀白楊、新疆奧力牙蘇。新疆楊主要分布于新疆南部，尤其在巴彥淖爾市生長態(tài)勢最佳，新疆楊喜光、喜干熱溫涼氣候，適宜于疏松濕潤的土壤。該樹種抵抗干旱、抵抗風(fēng)沙、抵抗寒冷的能力較強，對于鹽堿也有一定耐性，木材質(zhì)量較好，能夠用于木材加工，在建筑、造紙、家具等產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用廣泛。同時，新疆楊的樹葉、樹皮還可以作為飼料，是較為常見的沙漠防護(hù)林樹種之一。

小美旱楊屬楊柳科的落葉喬木，又稱為群眾楊，該楊樹樹種是中國林科院在1958年從小葉楊、旱柳與美楊的花粉雜交組合中人工選育得到的雜交楊樹品種，在巴彥淖爾市已種植栽培超過三十年，栽植難度較低，防護(hù)性較強。小美旱楊喜光、喜溫涼氣候，喜愛疏松濕潤的土壤，同時具備抗風(fēng)、抗旱、抗寒、耐鹽堿、耐瘠薄的特點，木材質(zhì)量較好，便于加工，成為建筑行業(yè)、家具生產(chǎn)及造紙工業(yè)中的主要原材料，同時樹葉與樹皮也可作為飼料使用。

2.2.2 沙冬青

沙冬青又稱之為蒙古黃花木、蒙古沙冬青，屬豆科，在內(nèi)蒙古西部、甘肅及寧夏等干旱沙漠地區(qū)常見。沙冬青屬于超旱生樹種，在砂質(zhì)或者砂礫質(zhì)荒漠中生長較好。沙冬青具有較強的抗逆性，根系發(fā)達(dá)，具有良好的防風(fēng)固沙效果。另外沙冬青的根部有根瘤，能夠有效改善土壤，作為古老的第三紀(jì)殘遺種在防護(hù)林建設(shè)中具有重要價值。在近幾十年中，由于氣候劇烈變化，加上過度樵采，沙冬青被嚴(yán)重破壞，分布面積逐漸縮小，瀕臨滅絕，加強沙冬青的保護(hù)及合理應(yīng)用也成為沙漠防護(hù)林建設(shè)中的重要內(nèi)容。

3 沙漠農(nóng)田防護(hù)林建設(shè)存在的問題

3.1 樹種單一，林帶結(jié)構(gòu)不合理

沙漠地區(qū)的自然環(huán)境惡劣，適宜生長的樹種類型較少，當(dāng)前沙漠防護(hù)林中較為常見的樹種是楊樹，占總數(shù)量的90%以上。楊樹中又常用青楊，在楊樹總量中占90%以上。由于立地條件的局限性，楊樹的生長速度較慢，品質(zhì)較低，生長態(tài)勢較差，容易受到病蟲害影響，腐爛枯梢問題嚴(yán)重。當(dāng)前沙漠綠洲農(nóng)田防護(hù)林的樹種單一，結(jié)構(gòu)不合理以楊樹居多，混交林較少，灌木少。另外同齡林較多，異齡林較少，防護(hù)林結(jié)構(gòu)缺乏層次性，且防護(hù)林中的部分林木生長態(tài)勢較差，防護(hù)效果較差。

3.2 成過熟林較多，防護(hù)效果下降

我國沙漠農(nóng)田防護(hù)林于20世紀(jì)60年代開始栽植，經(jīng)過多年生長當(dāng)前已進(jìn)入到成熟、過熟期。通過對柴達(dá)木地區(qū)的農(nóng)田防護(hù)林進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)現(xiàn)存的4 349 km2防護(hù)林中已蓄積達(dá)到409 044 m3，其中成熟、過熟階段的防護(hù)林面積為1 621 km2，蓄積達(dá)302 807 m3，成熟、過熟林約占據(jù)防護(hù)林面積的37%，且該比例還在持續(xù)上升。這種情況下防護(hù)林中的病蟲害問題愈發(fā)嚴(yán)重，甚至引起自然枯死，導(dǎo)致防護(hù)林的防護(hù)效果下降，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降。

3.3 林網(wǎng)受到水資源的限制而出現(xiàn)退化

近年來，隨著節(jié)水灌溉系統(tǒng)的發(fā)展，沙漠地區(qū)的農(nóng)田灌溉模式逐漸改為水泥渠，與傳統(tǒng)的磚砌渠相比，水泥渠無法滲水，導(dǎo)致生長在渠道旁的樹木無法獲得水分，長勢逐漸衰退，瀕臨干枯死亡。同時，大多數(shù)后續(xù)施工的水泥渠與防護(hù)林距離較遠(yuǎn)，未預(yù)留分水口，導(dǎo)致防護(hù)林的灌溉無法有序進(jìn)行，對防護(hù)林的正常生長造成威脅。其次，水資源分配不均，幼齡苗木可以獲得多次灌溉，而老熟林帶通常只能在春冬兩季獲得兩次灌溉，在干旱年份甚至無法灌溉，導(dǎo)致防護(hù)林枯死問題嚴(yán)重，防護(hù)效果不斷降低[1]。

3.4 采伐限額限制下更新改造緩慢

柴達(dá)木地區(qū)的成過熟林蓄積量達(dá)到302 807 m3，按照我國現(xiàn)有的采伐限額指標(biāo)來看，每年的采伐標(biāo)準(zhǔn)為1 500 m3，想要完成已有的成過熟林的更新改造需要漫長的時間，這對沙漠農(nóng)田防護(hù)林的更新改造工作造成嚴(yán)重阻礙，不僅降低農(nóng)田防護(hù)林的防護(hù)效果，同時還會造成林木資源的嚴(yán)重浪費。

3.5 更新改造投入不足

隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會平均消費水平顯著提高，勞動力成本較高，加之在沙漠地區(qū)造林的難度較大，同時原材料成本也有所增加，進(jìn)一步提升了沙漠造林成本。政府給予的沙漠造林補助與所需成本之間有一定差距，林業(yè)部門育苗造林、撫育管理的指標(biāo)無法完成。此外，隨著生態(tài)環(huán)境的惡化，水資源更加匱乏，要提升沙漠農(nóng)田防護(hù)效果，需修筑灌溉渠道，顯著提升了造林成本，阻礙了沙漠防護(hù)林建設(shè)工作的有序開展。

4 沙漠農(nóng)田防護(hù)林更新改造技術(shù)措施及發(fā)展趨勢

4.1 指導(dǎo)思想與工作目標(biāo)

4.1.1 沙漠防護(hù)林更新改造指導(dǎo)思想

樹立科學(xué)發(fā)展觀念，以“統(tǒng)一規(guī)劃、分工負(fù)責(zé)、因地制宜、重點突出”作為沙漠農(nóng)田防護(hù)林的更新改造原則，針對不同沙漠地域特點合理培育防護(hù)林資源，增加防護(hù)林樹種，探索不同造林模式的最佳設(shè)置，從而改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境。

4.1.2 工作目標(biāo)

以防護(hù)效果和經(jīng)濟(jì)效益的持續(xù)提升作為沙漠農(nóng)田防護(hù)林更新改造的目標(biāo)。通過科學(xué)指導(dǎo)，使得農(nóng)田防護(hù)林在更新過程中防護(hù)效果逐漸增強，經(jīng)濟(jì)效益與社會效益得到提升。此外，提升農(nóng)民造林積極性，提升沙漠地區(qū)森林覆蓋率，將沙漠地區(qū)生態(tài)功能逐漸降低的森林逐漸恢復(fù)其綜合功能，建立穩(wěn)定、高效、合理的農(nóng)田防護(hù)林體系。

4.2 更新改造技術(shù)

4.2.1 優(yōu)化防護(hù)林結(jié)構(gòu)配置

結(jié)合不同沙漠地區(qū)的環(huán)境特點配置結(jié)構(gòu)最佳的防護(hù)林方案，以柴達(dá)木地區(qū)為例，該地區(qū)風(fēng)害較大，故農(nóng)田防護(hù)林結(jié)構(gòu)以疏透結(jié)構(gòu)的喬灌木混合防護(hù)林結(jié)構(gòu)或灌木通風(fēng)結(jié)構(gòu)為主要模式，在風(fēng)害季節(jié)保持0.5～0.55的透風(fēng)系數(shù)，疏透度在0.25左右。其防護(hù)林的主帶寬為6～10行，距離為10 m～20 m，其中可以種植4～6行喬木，2～4行灌木，并設(shè)置8 m～12 m副帶，盡量不設(shè)置灌木或者設(shè)置1行灌木。喬灌木的間距在1.5 m～2 m，樹木以品字形形式或者斜線形式配置，從而有效優(yōu)化防護(hù)林的疏透度。

4.2.2 更新樹種的選擇

根據(jù)不同地區(qū)的立地條件選擇最佳的樹種，以柴達(dá)木地區(qū)為例，該地區(qū)最佳的樹種是楊樹，配置一定的灌木進(jìn)行防護(hù)林的更新。首先所選用的樹種要以本地樹種為主，其適應(yīng)能力較強，存活率高，如梭梭樹、棉柳、旱柳、沙棘等耐鹽堿、抗干旱性較強的樹種，其不僅抗逆性較強，同時林分穩(wěn)定，容易更新成功，為此作為防護(hù)林更新改造的重點樹種；另外還可以引進(jìn)適宜本地生長的樹種，例如新疆楊、小葉楊、沙棗、河北楊，其生長速度較快，立地條件要求不高，對于快速實現(xiàn)防護(hù)林的更新具有積極作用，為此可以開展推廣實驗。另外，在樹種組合上，盡量進(jìn)行本地樹種與引進(jìn)樹種的搭配使用，樹種混交、喬灌木混合等防護(hù)林模式，實現(xiàn)對自然系統(tǒng)的調(diào)控效果[2]。

4.2.3 防護(hù)林帶更新方式

防護(hù)林帶更新方式主要包括4種模式，可以結(jié)合防護(hù)林現(xiàn)狀選擇最佳方式。首先是全帶更新模式，該更新模式適用于枯木、病腐木較多的情況，可以分批、分期、分段的將原有林帶全部砍伐，在對立地整理栽植新的樹種，形成新的防護(hù)林帶；其次是半帶更新，該方式適用于成過熟林占比較高的防護(hù)林帶，并且原防護(hù)林帶較寬的情況，可以在林帶陽側(cè)一面砍伐一半，之后在原地上更新造林，待新防護(hù)林帶能夠發(fā)揮效果后再砍伐另外一半，保證林帶保護(hù)效果的連續(xù)性；第三是帶內(nèi)更新模式，該方式適用于原林帶中病蟲害問題較多，樹木老化退化問題嚴(yán)重，并且呈現(xiàn)一定斷帶趨勢的林帶，在該林帶中進(jìn)行樹木行間、株間砍伐，在孔隙部位進(jìn)行整理、更新、造林，并且逐漸實現(xiàn)對整條林帶的更新改造；最后是伐前更新，該模式適用于風(fēng)沙危害嚴(yán)重的地區(qū)，為了保證林帶防護(hù)效果，在砍伐之前數(shù)年便在原有林帶的陽面營造一條新的林帶，待更新林帶進(jìn)入初始防護(hù)成熟時，再伐除老林帶[3]。

4.3 發(fā)展趨勢

隨著家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制的推進(jìn)，綠洲農(nóng)田逐步變得細(xì)小化。以往推行的“四旁植樹”中的渠旁植樹，也由于水泥水渠的出現(xiàn)而導(dǎo)致無法有效開展，在一定程度上阻礙了林業(yè)的發(fā)展。然而，新農(nóng)村的發(fā)展也為綠洲農(nóng)田及邊緣造林帶來了一定的機會，隨著人們環(huán)保意識的增強，逐步開始建造生態(tài)屏障，鄉(xiāng)村的道路逐漸規(guī)范化、網(wǎng)格化，為路旁植樹帶來了更多的便利。因此，可以將針、闊、喬、灌等多種植物進(jìn)行搭配，遵循“四旁植樹”的理念，大力發(fā)展農(nóng)田經(jīng)濟(jì)林、林糧間作、節(jié)水耐旱生態(tài)林業(yè)等各種體系，并將其作為未來綠洲農(nóng)田防護(hù)林的基礎(chǔ)。

4.3.1 培養(yǎng)良種，及時進(jìn)行樹種更新

楊樹的缺點比較明顯，楊絮污染大且易燃，容易出現(xiàn)大面積的病蟲害，且其根系發(fā)達(dá)很容易造成其他植物營養(yǎng)不良等，但其優(yōu)點也比較突出，繁殖快、規(guī)模成型快，因此，楊樹是最常見的防護(hù)林樹種。在日常的種植中，選擇環(huán)境適應(yīng)能力強的良種，并定期進(jìn)行樹種更新，在實現(xiàn)植物均衡及多樣化的同時，也能有效防止病蟲害及干旱等自然災(zāi)害。針對已經(jīng)逐步被淘汰的樹種如二白楊、沙棗等植物，需要加快更新進(jìn)程，更廣泛地種植新疆楊、白榆樹、胡楊、旱柳等植物，從而快速地恢復(fù)綠洲農(nóng)田防護(hù)林的效果。

4.3.2 開展松改楊、松楊結(jié)合等混種手段

針葉常綠樹種具有很多優(yōu)點，如紅豆杉等植物有很強的耐干旱性及抗逆性，是代替速生樹種較好的選擇。因此，可以推動松改楊、松楊結(jié)合混種等形式建設(shè)防護(hù)林，不僅可以增強防護(hù)林整體的抗逆性，還能保證四季常青，使防護(hù)林樹種多樣化發(fā)展。目前，各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)以及綠洲農(nóng)田已經(jīng)大量地引入了針葉常綠樹種，且已經(jīng)形成了一定的種植規(guī)模，有效地推動了防護(hù)林的發(fā)展[4]。

4.3.3 建造區(qū)域特色生態(tài)林、經(jīng)濟(jì)林

我國西北地區(qū)幅員遼闊，具有多樣的生態(tài)環(huán)境，且區(qū)域特點較為突出。隨著新農(nóng)村的建設(shè)，小網(wǎng)格大面積農(nóng)田林網(wǎng)逐漸消失，“四旁”公共林建設(shè)得到了發(fā)展，結(jié)合河區(qū)域特點，也逐漸形成了很多的特色林業(yè)形式?；镜目蚣苓€是“四旁”植樹，各個綠洲農(nóng)田在邊緣因地制宜，開發(fā)出了很多經(jīng)濟(jì)林、觀光林、防風(fēng)固沙林等防護(hù)林形式，結(jié)合退耕還林、封沙育林等理念，建設(shè)出了具有區(qū)域特色的綠洲農(nóng)田防護(hù)林。

4.3.4 綠洲邊緣退耕區(qū)域生態(tài)恢復(fù)

近些年來，部分地區(qū)實行退耕，但退耕面積增加的同時，也給以前建設(shè)的防護(hù)林帶來了阻礙。由于缺乏灌溉，綠洲周邊的防護(hù)林植被大面積死亡，防護(hù)效果退化，導(dǎo)致風(fēng)沙再度侵襲。因此，需要盡快在退耕的區(qū)域種植植被，以促進(jìn)生態(tài)恢復(fù)，流沙得以固定，增加喬灌木防護(hù)林、防風(fēng)固沙林的種植面積，恢復(fù)防護(hù)林的防護(hù)效果，保護(hù)綠洲農(nóng)田。

4.3.5 加強林業(yè)新技術(shù)的引入與應(yīng)用

在林業(yè)的發(fā)展過程中，尤其是防護(hù)林的建設(shè)，主要的難點在于干旱缺水、可種植樹種較少。因此，要加強對抗逆性強、抗干旱能力強的樹種的選擇與培育。加強對種苗工程技術(shù)、豐產(chǎn)栽培技術(shù)、沙產(chǎn)業(yè)技術(shù)的研發(fā)，與目前推行的節(jié)水技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)出節(jié)約資源型林業(yè)生態(tài)以及林業(yè)新技術(shù)，推動綠洲農(nóng)田防護(hù)林的發(fā)展，進(jìn)一步增強其抗逆性與防護(hù)效果，為防護(hù)林體系建設(shè)提供更多的技術(shù)支持。

[1]陳啟民,朱玉偉,桑巴葉,等.和田地區(qū)農(nóng)田防護(hù)林更新存在問題的研究:以洛浦縣為例[J].農(nóng)學(xué)學(xué)報,2014,4(1):71-75.

[2]陳啟民,劉康,朱玉偉,等.準(zhǔn)噶爾盆地南緣農(nóng)田防護(hù)林網(wǎng)建設(shè)存在的問題與對策[J].防護(hù)林科技,2013(6):57-60.

[3]王星.阜新地區(qū)農(nóng)田防護(hù)林脅地問題探析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2015(21):178,184.

[4]梁吉義.農(nóng)田生態(tài)林網(wǎng)建設(shè)與案例分析[J].科學(xué)種養(yǎng),2020(9):60-62.

10.3969/j.issn.2095-1205.2022.05.22

S714.7

A

2095-1205(2022)05-66-03

楊國永（1980- ），男，蒙古族，河北承德人，本科，林業(yè)工程師，研究方向為林業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營。