和田地區農田防護林更新存在問題的研究

2014-04-29 00:06:46陳啟民等

農學學報 2014年1期

陳啟民等

摘要：選擇和田地區特定區域，研究農田防護林樹種組成、混交情況、年齡結構等，分析其經營現狀及存在的問題。結果表明：洛浦縣農田防護林存在混交林比例過低，僅占防護林總面積的11.29%；林齡結構不合理，大多集中于7～16年；防護林樹種少、經濟價值低；林網規格與保護對象不適應等現實問題。并針對問題提出加強宣傳和指導營造混交林；利用防護林防護成熟、工藝成熟和經濟成熟期的時間差調整防護林林齡結構；引入夏橡、水曲柳、黑核桃等經濟價值高的樹種營建混交林帶，并積極營建生態經濟型防護林；根據保護目標植物適時調整林網大小等解決對策。

關鍵詞：和田地區；農田防護林網；更新

中圖分類號：S774 文獻標志碼：A 論文編號：2013-0489

Abstract： Selected specific areas in Hetian District， studied the tree species composition of farmland shelterbelt， mixed condition， structure of age， and analyzed the operating status and problems. The results showed that： the farmland shelterbelt of Loupu existed practical problems， mixed low proportion， accounting for only 11.29% of the total area shelter； structure of forest age was irrational， mostly concentrated in the 7 to 16 year； shelter trees species was few and economic value was low； specification of windbreak net and object of protection was not adapted. In view of the problems put solutions： Strengthen the publicity and guidance to create a mixed； Use of shelterbelts protection mature， mature technology and economic maturity of the time difference to adjust structure of forest age. The introduction of Quercus robur， Fraxinus mandshurica and black walnut and other species of high economic value construction mixed forest zone， and actively build ecological economical shelterbelt； According to conservation objectives plant timely adjusted the size of windbreak net forest， and so many measure on.

Key words： Hetian District； Farmland Windbreak Net； Update

0 引言

農田防護林網是干旱沙區人工綠洲的重要生態屏障，是為了防止自然災害、改善水土條件、創造有利于農業生產的小氣候環境，對人民生活提供多種效用的人工林生態系統[1-2]，林帶的防護效益首先表現在防風效能上，由于風速的降低引起了其他氣象要素的變化，這些改變往往局限于林帶附近（數十米至數百米）[3]，從而保證了農牧業穩產高產[1，4-5]，改善了土壤的水熱狀況，也對農田土壤的物理性質和肥力產生積極的影響[6-8]。在新疆塔里木盆地西南緣諸多大小綠洲，由于緊鄰塔克拉瑪干沙漠，自然環境惡劣，農田防護林網在控制風沙、干旱等自然災害，鞏固和擴大綠洲，保證農牧穩產、高產，改變干旱荒漠自然面貌，提高各族人民的生活水平，都具有重要作用[9]。新疆和田地區各市縣自1978年開展以農田林網化為中心的“三北”防護林體系建設，在20世紀80年代中期陸續實現了農田林網化，使90%以上的耕地得到了保護。但是，各市縣營建的綠洲農田防護林樹種單一，多為新疆楊林帶，大部分于20世紀70—80年代營造，這些林帶已陸續達到了防護成熟和數量成熟期，如不進行更新，林木生長發育會日趨緩慢至衰退，斷帶現象增多，防護效益顯著下降[10-11]。因此，新疆和田地區各市縣在20世紀90年代中期開始進行大規模防護林更新，但由于缺乏科學指導和詳細規劃，更新過程中出現了諸多問題。筆者以和田綠洲的洛浦縣為例，研究分析防護林更新過程中存在的主要問題，并提出相應的解決對策，以期為和田及相似干旱荒漠氣候區防護林更新提供理論依據和科學指導。

1 研究區概況

洛浦縣地處昆侖山北麓，塔里木盆地西南，北接塔克拉瑪干大沙漠；界于東經79°59'30"—81°32'18"，北緯36°30'18"—39°29'12"，南北長337.5 km，東西寬24.8～67.5 km，總面積14287 km2；其中山地占10.2%，平原綠洲占5.8%，沙漠占84%；可以看出它是一個沙漠邊緣的大縣。洛浦縣的氣候屬于大陸性暖熱帶干旱荒漠氣候，四季分明，春季多風沙，夏季炎熱干燥，秋季降溫快，冬季少雪。年均氣溫7.8～12.0℃；極端最高氣溫為40.1℃；極端最低氣溫-26℃；≥10℃的積溫4126.6℃；年均無霜期217天；年均降水量25.2 mm，年均蒸發量2226.2 mm；全年盛行西北風，春季8級以上大風年均4.4天，主要集中于3—6月；6—8月干熱風危害嚴重。

2 農田防護林現狀及更新中存在的問題

2.1 洛浦縣防護林現狀

據洛浦縣最新農田防護林森林資源摸底調查數據統計，洛浦縣現有防護林總用地面積4164.14 hm2，年齡分布在1～35年間，防護林主要樹種有新疆楊（Populus alba var. pyramidalis Bunge）、胡楊（Populus euphratica）、檉柳（Tamarix chinensis）、柳樹（Salix babylonica）、沙棗（Elaeagnus）、葡萄（Vitis vinifera）、桑樹（Morus alba L.）、杏樹（Prunus armeniaca L.）、核桃（Juglans）、蘋果（Malus domestica）等。91.35%的防護林為綠洲內部的農田防護林，超過20 m寬度的綠洲邊緣基干防護林面積360.07 hm2，占防護林總面積的8.65%；防護林初植行距大多為1～1.5 m，株距大多為1 m，隨著生長，林木相互影響，一般采取隔行或隔株間伐，間伐林木可以作椽材使用。如此，防護林經營前期幼齡林結構緊密，能起到良好防護作用，有效利用光熱水土資源。

2.2 更新中存在的問題

2.2.1 綠洲內部農田防護林混交林比例低，且逐年下降如圖1所示，洛浦縣防護林建設模式主要以純林為主，混交林僅占防護林總面積的11.29%，而純林中新疆楊純林又占92.69%，其他純林模式有檉柳純林、胡楊純林、柳樹純林和沙棗純林，但規模均不大。在混交林中，絕大多數為喬-喬混交模式，其中2個生態樹種混交的模式占防護林總面積的7.49%，主要搭配模式有：新疆楊-沙棗、新疆楊-柳樹、柳樹-沙棗和新疆楊-胡楊等；生態樹種和經濟樹種混交模式占總面積的3.69%，主要樹種搭配有：新疆楊-桑樹、新疆楊-杏、柳樹-桑、沙棗-杏、新疆楊-核桃、新疆楊-蘋果、新疆楊-葡萄、柳樹-核桃等；在混交林中3個樹種混交模式面積較小，僅占防護林總面積的0.11%，主要樹種搭配有新疆楊-杏-沙棗、新疆楊-核桃-沙棗和新疆楊-核桃-桑樹等。

新疆老綠洲農田防護林廣泛采用4～6行低度通風結構的窄林帶[9]，行距大多1～1.5 m，綠洲內部的農田防護林寬度一般不超過10 m。通過對洛浦縣2001—2010年寬度10 m以下的防護林更新數據進行統計，如圖2所示，近年來，洛浦縣農田防護林更新混交比例總體呈下降趨勢，尤其是2005年以來，農田防護林更新混交比例逐年降低，至2010年，混交比例接近0%，說明營造混交防護林已逐漸被忽視。

綜上所述，洛浦縣防護林建設和更新中，防護林的生態安全被忽視，這是由于林權擁有者在進行防護林建設或更新時，過分追求經濟收益，而營造速生的新疆楊純林。然而，混交林不僅使農田防護林具有更高的穩定性和生態安全性，且具有良好的間接經濟效益。據研究，喬木混交林農田防護率較純林提高43.8%，脅地指數降低0.27，農作物減產率降低57.5%[12]，此外，純林比例過大，如發生天牛等病蟲災害，造成的損失可能是毀滅性的。

2.2.2 防護林林齡結構不合理對洛浦縣防護林年齡結構進行分析，由圖3可見，2011年，洛浦縣防護林年齡大多處于7～16年，占全部防護林的77.29%，說明洛浦縣防護林結構不合理。該縣由1995年起，對全縣防護林進行大量更新，但更新速度過快，造成該縣7～16年防護林比重過大。而和田地區新疆楊林網防護成熟齡為12年，經濟成熟齡為23年[13]。如果以23年作為洛浦縣防護林更新年齡，那么自2005年始，到2017年，該縣防護林更新壓力很小，13年間僅需對22.71%防護林進行更新；而后，防護林又會進入經濟成熟高峰期，防護林更新壓力過大。這樣的林齡結構會造成防護林經營混亂，并為綠洲生態安全帶來隱患，直接后果首先是在更新高峰結束時（2005年），有70%以上的防護林未達到防護成熟，防護林網不能起到設計的防護效果，遇大風沙危害，農業生產可能會遭受重大損失；其次是在國家實施公益林保護禁伐后，南疆大部分用材來源于防護林，林齡結構過分集中會使縣域內木材生產大小年明顯，各階段木材生產盈缺問題突出，也會妨礙木材加工企業有序生產；三是在農田防護林更新高峰期勞力組織困難，工作量過大，勞力缺乏，勢必導致造林質量不高，管護困難；此外，防護林更新高峰期苗木供應也會出現問題，造林成本加大，需求無序，甚至破壞縣域及周邊市縣正常的苗木生產。

2.2.3 防護林樹種少，經濟價值不高洛浦縣農田防護林樹種主要為新疆楊和沙棗（占防護林95%以上），由于新疆楊材質一般，價值不高，目前價格為800～ 1000元/m3。對洛浦縣農田防護林各年平均公頃蓄積分析，用新疆楊二元材積公式V=0.00005000666D1.912099H0.9363676計算[14]，式中D為胸徑（cm）、H為樹高（m）。洛浦縣農田防護林蓄積年平均增加38.27 m3/hm2（表1），年均收益僅30000～38000元/hm2左右；而沙棗由于成材率低，一般僅作為薪材使用，基本無經濟收益可言。

2.2.4 保護對象改變，林網規格未適時調整和田地區農田防護林廣泛采用“窄林帶、小網格”的疏透結構林網，該結構林帶的有效防護距離一般為20H左右[9，15]。過去林網以保護農作物為主，林網規格一般設計在（200～300 m）×（400～600 m），以主林帶間距300 m為例，防護林帶需達15 m以上，才能達到防護成熟[13]。但自進入21世紀以來，和田按自治區統一規劃大力發展林果業，部分區域防護對象由農作物轉為經濟林，由于目標植物樹體高大，相當于防護林的有效防護高度降低8～10 m（密植型），防護林帶需達25 m以上，才能有效防護。據統計，和田地區新疆楊高生長需18年能達到25 m，換言之，防護林更新后18年內，目前的林網規格，林網內部分區域勢必暴露在曠野風速之下。這可能是近年來和田地區經濟林常遭受風沙及霜凍危害的重要原因之一。

3 對策與建議

由于緊鄰塔克拉瑪干沙漠，自然條件惡劣，農田防護林在塔里木盆地西南緣，對于保護農牧業生產起著至關重要的作用，具有不可替代的地位，為使農田防護林持續、穩定地發揮其防護功能，必須轉變觀念，在防護林更新中加強管理，合理布局。

3.1 加強宣傳和指導，更新中大力營造混交林

混交林不僅具有更加穩定的結構，抗病蟲害能力更強，減緩病蟲害蔓延速度，而且其防護效率較純林更高，能更好地保護林網內目標植物生產，并降低脅地指數，但這些均為隱性的間接效益，如缺乏相關部門的宣傳，基層群眾可能一時不能領會。生產部門和宣傳部門應加強科技宣傳，細心指導，以提高混交林在農田防護林的比例，并在防護林樹種設計上，多選擇楊樹以外的造林樹種，以改變林帶的界面結構和保持小規模異質斑塊促進天敵發展，建立生物制衡機制。

3.2 科學細致規劃，調整防護林林齡結構

對于農田防護林林齡結構不合理的綠洲，尤其是防護林林齡過于集中，林齡結構調整有一定難度，建議對整個綠洲或縣域進行細致的調查，制定長期規劃。在更新中，根據和田地區新疆楊防護成熟齡為12年，膠合板材工藝成熟齡22～24年、梁材18～20年、檁材14～15年，經濟成熟齡為23年[13]等各成熟期之間的時間差，進行科學有序的調整，調優防護林林齡結構，以確保綠洲生態安全。可適時延長更新時間，使規模較大的同齡林分分成若干年進行更新，最終調整至每年更新規模相近，以利于發揮生態效益和保證木材有序生產。更新中要注意避免區域集中更新，應平均分配更新造林任務，使各區防護林始終正常發揮防護功能。

3.3 采用多種防護林模式，提高防護林經濟價值

首先，可在農田防護林更新中積極引入經濟價值高的樹種，如夏橡、水曲柳、黑核桃等硬柞木和新疆楊營建混交林帶，在林帶向陽面栽種，不僅可使防護林更加穩定，而且其材質優良、價值高。其次，營建適宜的生態經濟型防護林，采用經濟樹種營建副林帶，不僅可起到有效的防護效益，而且可收獲一定的林果產品，從而獲得可觀的經濟收益。目前和田地區較為適宜的生態經濟型防護林模式有：（1）核桃副林帶模式，由于副林帶方向風力相對較弱，核桃作為副林帶樹種可一定程度上滿足防風要求，并能產生良好的經濟效益；（2）紅棗、新疆楊混交副林帶模式，由于紅棗與新疆楊混交可形成疏透結構，防護效益可達理想效果，加之和田紅棗的經濟效益極高，具有良好的推廣前景；（3）葡萄副林帶模式，在風力相對較弱的地塊，副林帶路兩側或單側種植葡萄，搭設棚架，能產生良好的經濟收益，且能起到良好的景觀效果；（4）核桃、新疆楊混交林模式，向陽一側種植核桃，前期新疆楊生長快，能盡快發揮防風效益，后期隨著核桃防風效益的增強，該模式生態、經濟效益兼優；（5）葡萄、新疆楊混交林模式，在副林帶路的一側種植葡萄，搭設棚架，并在棚架后種植1～2行新疆楊，既有新疆楊起防風作用，又有葡萄的經濟收入；（6）葡萄、核桃混交林模式，在風力相對較弱的區域，在副林帶路的一側種植葡萄，搭設棚架，并在棚架后背陰側種植核桃，核桃成林后可起一定的防風作用，又有較好的經濟價值，加之葡萄的收入，此模式有良好的經濟效益。

3.4 針對不同的保護對象，適時調整林網大小

隨著林果業的發展，規模快速擴張，大面積的農田防護林保護目標由農作物轉為經濟林，以密植核桃為例，由于樹高可達10 m以上，使防護林保護墊面抬高10 m，300 m的主林帶間距防護林樹高需達25 m以上才能達到防護成熟。因此，在進行以保護經濟林為目的的防護林更新時，應科學規劃，適時調整林網規格，縮短主林帶間距。具體主林帶適宜間距，科研人員應積極介入，進行全面系統地研究確定。

3.5 采用科學合理的防護林更新方式

農田防護林的更新有半帶、隔帶、斷帶、帶內、帶外、全伐等更新模式，其中隔帶更新不僅具有較好的操作性，而且更新后的林帶仍具有較高的防風效應，較未更新林網僅降低2%，仍在有效防護效能之內[16]；半帶、斷帶、帶內、帶外更新等模式雖具有較好的防風效應，但操作性稍差。和田地區防護林更新時，為了保持農田防護林的防護效應，應采取隔帶、半帶、斷帶、帶內或帶外等更新模式，考慮到操作性，建議采取隔帶更新模式，必須對綠洲農田防護林更新進行科學的規劃，并堅決按規劃實施。

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