民勤綠洲紅棗經濟林生態效益分析

王強強，楊自輝，郭樹江，張劍揮，王多澤

〔1.甘肅民勤荒漠草地生態系統國家野外科學觀測研究站，甘肅 民勤 733300；2.甘肅省荒漠化與風沙災害防治國家重點實驗室(培育基地)，甘肅 武威 733000〕

位于石羊河下游的民勤綠洲，是阻隔巴丹吉林和騰格里兩大沙漠合攏的生態戰略要地，也是我國西北生態安全和絲綢之路經濟帶發展的重要生態屏障。民勤是我國典型的綠洲灌溉農業區，作為西北地區重要的商品糧基地和經濟作物集中產區，其經濟戰略地位十分重要[1-4]。近幾十年以來，石羊河流域人口增加，土地過度開發利用，加之種植單一高耗水的農作物和傳統的漫灌方式，農業用水量大幅度增加，水資源供需矛盾日益加劇。由于上游對水資源的優先占用，下游地區的民勤綠洲不得不開采地下水來彌補水資源供需缺口，因而導致地下水位迅速下降，植被大面積衰退甚至死亡，生態環境嚴重退化，荒漠化加劇[5-6]。民勤綠洲生態恢復和重建的關鍵在于限制地下水開采量，節約農業用水。從2006年開始，民勤縣實施了關井壓田政策，農田面積縮減約2/3，造成農業生產的萎縮和農戶收入降低。因此，通過調整農業產業結構和發展節水農業來協調生態保護和經濟發展顯得尤為重要[7-11]。

棗(ZiziphusjujubaMill.)為鼠李科棗屬植物，在我國已有八千多年的栽培歷史。棗樹抗性強、耐干旱、耐鹽堿、耐瘠薄、抗風沙，其果實營養豐富，既可食用，又可入藥，經濟價值極高，是發展生態經濟林的首選良種[12]。民勤綠洲光熱資源豐富，日照時間長，晝夜溫差大，干旱少雨，適宜棗樹生長，其果實品質極為優良。棗樹在民勤縣栽培歷史悠久，主要作為農田防護林和庭院綠化樹種，規模小，產業化程度不高。近年來，新疆等地區發展的矮化密植紅棗栽培技術，有利于規?；l展和現代化管理，是發展節水型紅棗經濟林的最佳模式。筆者擬通過研究民勤綠洲紅棗經濟林的防風固沙和節水效益，從生態效益角度闡明在民勤綠洲發展紅棗經濟林的必要性，并分析現階段民勤紅棗經濟林發展存在的問題，提出合理建議，為民勤生態恢復和經濟協調發展提供參考。

1 研究區概況

民勤縣位于甘肅省河西走廊東段的石羊河流域下游，地理位置為101°49′41″～104°12′10″E、38°03′45″～39°27′37″N，平均海拔1 400 m。屬典型的溫帶大陸性氣候，冬季寒冷，夏季酷暑，晝夜溫差大，年平均氣溫7.6 ℃，極端低溫-30.8 ℃，極端高溫40.4 ℃，無霜期175 d；年均降水量113.2 mm，年均蒸發量2 604.3 mm，降水量小，蒸發量大，氣候干燥，干燥度平均5.1，最高達18.7，相對濕度47%；光熱充足，年均日照時數2 799.4 h，≥10 ℃年活動積溫3 036.4 ℃；年平均風速2.45 m/s，最大風速22.35 m/s，主導風向西北風，多年平均8級以上大風日數37.7 d、沙塵暴日數26.8 d，年均揚沙日數32.9 d、浮塵日數18.9 d。境內地表水資源缺乏，20世紀50年代平均每年進入民勤境內的水量為5.88億m3，但隨著祁連山出山口徑流量的減少及上游大量截流引灌，上游來水量逐漸減少到1億m3左右，綠洲下游生產被迫以開采地下水為主，地下水位每年以0.6～1.0 m速度下降，現在地下水埋深為10～26 m，地下水長期處于負均衡狀態，形成986 km2的降落漏斗。近年來，隨著石羊河流域綜合治理工程的實施，進入民勤的地表徑流增加，地下水位下降趨勢得到控制。

試驗區選擇在民勤縣薛百鄉民勤治沙綜合試驗站，地理坐標為38°34′57″N、102°58′52″E，海拔1 350 m，多年平均降水量116 mm。2010—2019年間，年蒸發量介于1 367.3～1 902.4 mm之間，平均1 591.3 mm，年際間波動不大；年降水量介于89.1～191.6 mm之間，平均123.8 mm，年際間波動較大，年內降水分配不均，多集中在7—9月。

2 研究方法

2.1 試驗地選擇

以民勤治沙綜合試驗站內2年生和4年生矮化密植棗樹林為試驗材料。棗樹株行距0.8 m×1.5 m，灌水方式為漫灌和膜下滴灌2種。

2.2 棗樹林調查

分別在2年生和4年生棗樹林地各選擇30株棗樹作為調查對象，調查其地徑、株高、冠幅、投影蓋度。

2.3 風速廓線調查

在風季4月份，選擇風沙天氣，分別在農田、2年生棗樹林地、4年生棗樹林地各設置風速廓線儀1臺，觀測0.3、0.7、1.0 m高度處的風速，以及1.0 m處的風向，觀測時長6 h。

2.4 風沙流結構調查

在風季4月份，選擇風沙天氣，分別在農田、棗樹林地設置風沙流結構儀，采用風向跟蹤濾袋式積沙儀分層收集(每層2 cm×2 cm)和測定0～30 cm氣流層內的輸沙量及風沙流結構。在達到起沙風以上風速時，將積沙儀埋設于待測的樣地(下口底部與地面平齊)，觀測開始時記錄時間并同時打開積沙儀的各個進沙口，觀測結束時記錄時間并同時關閉各個進沙口，將積沙儀帶回實驗室，用1/1 000 g感量的電子天平稱量每臺積沙儀不同高度層內的沙樣質量。風沙流結構觀測時長1周。

2.5 灌水量調查

選擇民勤治沙綜合試驗站附近農村的玉米、小麥、洋蔥、籽瓜種植戶，每種作物抽取10戶，對各種作物灌水量進行跟蹤調查，計算出不同作物平均灌水量，同時對試驗區漫灌和滴灌棗樹全年灌水量進行統計，計算出其平均灌水量。

3 結果與分析

3.1 防風固沙效益

3.1.1 防風效果

2年生和4年生矮化密植棗樹均為行帶式配置，株行距0.8 m×1.5 m。2年生棗樹平均株高52 cm，冠幅70 cm×55 cm；4年生棗樹平均株高103 cm，冠幅86 cm×71 cm。農田和棗樹林地不同高度風速對比見表1。由表1可知，在近地面0～1 m范圍內，和農田相比，2年生棗樹林降低風速33%，4年生棗樹林降低風速49%，平均降低風速41%。冬、春季節，農田地表裸露，粗糙度低，種植棗樹增加了地表粗糙度，對風速起到了消減作用[12]。

表1 農田和棗樹林地不同高度風速對比

3.1.2 固沙效果

農田冬春季節作物已經采收，地表裸露，在風沙天氣受風力作用容易造成土壤風蝕，吹蝕走大量土壤黏粒物質，土壤水分含量也會降低，致使農田土壤肥力降低，作物減產[12]。紅棗經濟林能有效消減風速，抑制農田就地起沙塵，不僅保護農田土壤肥力，而且改善區域環境。農田和棗樹林地風沙流結構變化特征見圖1。由監測數據可知，與農田裸地相比，棗樹林地可減少71%的沙塵量，即減少71%的風蝕量。

圖1 農田和棗樹林地風沙流結構變化特征

3.2 節水效益

對民勤壩區傳統農作物玉米和小麥，經濟作物洋蔥和籽瓜，以及漫灌和滴灌條件下的紅棗經濟林年均灌水量進行對比，結果表明：玉米、小麥、洋蔥、籽瓜、漫灌紅棗林、滴灌紅棗林年均灌水量分別為9 000、8 100、11 250、7 200、6 000、3 750 m3/hm2，傳統農作物和經濟作物年均灌水量均高于棗樹林；與玉米、小麥、洋蔥、籽瓜相比，滴灌條件下棗樹林節水效率分別為58.33%、53.70%、66.67%、47.92%，平均節水效率為56.66%。

4 討 論

棗的營養價值極高，民勤綠洲光熱資源豐富，周邊沙漠將其與外界天然隔離，棗樹病蟲害發生率較低，棗的品質佳，因此棗產業在民勤綠洲具有廣闊的發展前景。但是近年來受市場波動影響，民勤綠洲棗農積極性不高，主要存在以下問題：①前期資金投入大，收益慢；②紅棗種植科技含量低，品種單一，品質參差不齊；③加工產業技術含量低，主要表現為粗放式的加工，出售大量初級產品，產品銷售還停留在傳統原始階段。針對這些問題，在今后的工作中，應加強民勤綠洲棗樹栽培技術和灌溉制度方面的研究，提高棗產量和品質，從而打造民勤紅棗品牌；同時，提高紅棗加工產業技術含量，拓展紅棗銷售市場，以保障棗農收益。

5 結 論

(1)與傳統農作物和經濟作物相比，棗樹林在冬春季節能有效降低近地面風速，0～1 m高度范圍內，2年生棗樹林降低風速33%，4年生棗樹林降低風速49%，平均降低風速41%；同時，棗樹林可減少71%的土壤風蝕量，可有效保護農田土壤肥力。因此，種植棗樹防風固沙效益顯著。

(2)與傳統農作物玉米和小麥，經濟作物洋蔥和籽瓜相比，棗樹滴灌節約灌溉用水，平均節水效率為56.66%，節水顯著。

(3)種植紅棗經濟林在保護生態的同時，還能有效提高棗農經濟收入，使民勤綠洲生態和經濟步入良性循環。