黃土丘陵溝壑區林草間作種植效益評估

王致萍 周文濤 張曉霞

摘要：為了評估黃土丘陵溝壑區近10年來退耕還林還草工程實施過程中林草間作模式產生的實際效益，對定西市部分地區隨機抽樣調查，選取5種典型的林草復合植被系統進行定量分析，結果表明：林草間作種植模式兼顧了生態、經濟和社會3大效益，達到了農民增收致富，同時改變土地利用結構、恢復植被、減少水土流失、改善生態環境的目的。林草間作模式的經濟效益主要體現在草畜轉化上，生態效益主要為水土保持與改良土壤結構，社會效益主要表現為林草牧業統一協調發展。林草間作模式培育初期經濟效益較低，后期生態效益和社會效益較高。

關鍵詞：效益評估；林草間作；種植模式；黃土丘陵溝壑區

中圖分類號：S157.4

文獻標識碼：A

文章編號：1009-5500(2009)06-0062-05

黃土高原丘陵溝壑區受地理位置的過渡性、氣候變化的劇烈性、地形和地貌的復雜性、土壤的易蝕性以及人類活動對植被的破壞等多種因素的影響，已成為我國水土流失最嚴重和生態環境最脆弱的地區之一。位于黃土高原丘陵溝壑干旱半干旱區的甘肅省定西地區，面臨生態惡劣和經濟貧困的雙重危機。近10年來，定西市全面實施退耕還林還草，在治理和恢復生態環境方面取得了顯著的成效。黃土丘陵溝壑區的立地條件決定了林草復合種植成為退耕還林還草中的重要經營管理模式，也成了解決中國西部草原生態問題的有效途徑。目前，對植被恢復與生態環境治理方面的研究很多，但針對黃土丘陵溝壑區退耕還林還草工程實施效果的定量分析較少，尤其是對不同復合植被系統的長期效應研究尚未見報道。本研究選取黃土丘陵溝壑區退耕還林還草工程中典型的林草間作植被系統，評估10年來該立體種植模式的整體效益，為該區域退耕還林還草及生態補償后續政策的制定提供可參考的依據。

1研究區概況

研究區位于黃土丘陵溝壑區的典型地區定西市(E103°27′～105°38′，N34°07′～36°02′)，屬南溫帶半濕潤向中溫帶半干旱過渡氣候區，年均降水量425～596mm，主要集中在7～9月，且多以暴雨的形式出現，年蒸發量1400mm以上。全市水土流失面積16727km²，占總土地面積的82.3％；年均徑流模數81346113m／km²，土壤年均侵蝕模數為5252.7t／km²，年均剝蝕土壤3.9mm，流失氮、磷、鉀養分190多萬t，是世界上水土流失最嚴重的地區之一。水資源短缺和生態環境脆弱的雙重壓力阻礙了農村生產力的發展，加大了脫貧致富的難度，嚴重制約了全區經濟和社會發展。植被稀疏、干旱少雨、水土流失嚴重、生態環境酷劣，是長期制約當地經濟社會健康發展的主要“瓶頸”，長期以來定西市是黃土高原生態貧困地區的典型代表。

2林草種植模式選擇

對適宜當地種植的苜蓿、紅豆草、沙打旺、草木樨、高粱等牧草進行調查，結合不同立地條件下的牧草生長狀況，綜合分析生態、經濟和社會效益，選取綜合效益最高的苜蓿作為林草間作的牧草品種。對國內外20個苜蓿品種材料連續進行了2年(2005～2007)的田間篩選試驗，通過對株高、生長速度、分枝數、刈割次數、草產量等指標的測定及權重分析，結果表明：隴東苜蓿抗旱耐熱，出苗率達87％，成苗率達82％，越冬率95％，可刈割2.5茬，青干草產量10.2t／hm²；其次阿爾岡金苜蓿抗旱性好，出苗率達86％，成苗率達83％，越冬率92％以上，可刈割2.5茬，青干草產量達9.25t／hm²。

根據定西市開展的小流域地形小氣候、土壤水分特征與治理措施對位配置研究和水土保持治理措施對位配置推廣與深化研究項目提出的黃土丘陵區水土保持綜合治理植物措施對位配置模式，結合植被生長狀況和生態、經濟、社會收益選擇典型的林草間作模式進行研究(表1)。

3結果與分析

3.1生態效益

在黃土丘陵地區，農田、草地和人工林地均存在不同程度的水分虧缺，形成土壤干層，限制了農作物的生產，并導致了許多人工植被因水分虧缺而衰敗，甚至成片死亡，嚴重制約了黃土高原的生態環境建設。同時，定西地區土壤侵蝕面積占總土地面積的82.3％，平均侵蝕模數5252.7t／km²，年平均流失泥沙總量約8786×104t。土壤侵蝕的惡果造成土地貧瘠，生態環境不斷惡化，“三料”俱缺，人民生活困難，經濟發展落后。

不同的植被類型在不同的地區對土壤的性狀影響不同，因此不同的植被類型將直接影響到土壤的特性。土壤水穩性團聚體的含數是土壤好壞的關鍵，決定著土壤抗沖蝕性的好壞。以粗粉沙為主的黃土丘陵地區，水穩性團聚體的含量普遍較低，可能是退耕年限時間較短的緣故。本文采用純水分散的濕篩法測定土壤團聚體含量，儀器使用Ft-3型土壤團粒分析儀。振蕩頻率30次／min，時間選定30min，將篩分出的0.25、0.5、1.0、2.0及5.0mm以上的水穩性團粒烘干，稱重，除砂，計算各粒級的相對含量。對研究區典型的5種林草間作種植模式區土壤進行水穩性團聚體含量分析表明(表2)，不同林草間作種植模式的土壤水穩性團聚體含量明顯高于天然草地和農田，各樣地表層、亞表層土壤的結構性能有所提高，團聚度、團聚狀況、結構性顆粒指數大體呈上升趨勢。這是由于不同種植模式下土壤有機質的數量、組成、性質，根系作用狀況和分泌產物及其土壤酸度的不同所致。在0～20cm土層檉柳＋苜蓿林草種植模式區域水穩性團聚體含量較高，在20～40cm土層沙棘＋苜蓿林草種植模式區域水穩性團聚體含量相對較高。

林草間作的立體植被結構通過冠層截留降水，降低水滴勢能，調節降水分配，通過種草增加地表粗糙度和表層土壤根系，降低地表徑流量和土壤侵蝕量，從而達到土壤一植被系統保持水土的生態效能。張源沛通過對黃土丘陵區坡地林草間作土壤水分動態監測，結果表明：苜蓿地土壤水分變化主要在0～40cm；山杏林地土壤水分變化主要在60～100cm。

通過分析5種林草間作種植模式有效提高干旱山區的水源涵養能力，對土壤保水保墑、防止水土流失有明顯促進作用。

結合退耕還林還草工程，定西地區大面積推廣林草間作模式，全區2000～2005年退耕還林3.2萬hm²荒山造林3萬hm²，造林保存面積由1999年的3.8萬hm²增加到2005年的10萬hm²，森林覆蓋率提高到10.2％，流域內水土流失得到有效控制，生態環境惡化的趨勢已有緩解跡象。

3.2經濟效益

定西地區耕地中山坡旱地占68.4％，有效灌溉面積比例不到12％。加之旱災、冰雹等自然災害頻繁和

降水時空分布不均等不利因素的影響，糧食產量低而不穩，干旱欠收絕收年份頻繁發生。選擇耐干旱耐貧瘠的林草品種進行立體種植，可較好地安排農林牧項目短、中、長期的結合，不同時期可獲得不同產品的經濟效益。

研究區試驗表明，經過3～5年的林草間作種植，可使牧草產量提高5～7倍，近期可獲得草牧業收益，遠期有林果業收益，能夠僅發揮出長短期相結合的經濟效益，幫助農民早日脫貧致富。林草間作種植模式，既可除莠施肥、改良土壤、提高林果單位面積產量，又可收獲牧草飼養家畜發展畜牧業。研究區山桃+苜蓿種植模式，3年可積累干物質2.8萬kg／hm²，折合蛋白質3000kg／hm²，無氮營養物8000kg／hm²；3年可固氮400kg／hm²，保磷85kg／hm²，相當于1000kg尿素或15萬kg優質廄肥，土坡有機質增加0.004％，團粒結構增長1.3倍。試驗區山杏林間種植紫花苜蓿，年刈割3次，鮮草產量3.1kg／hm²，牧草控制了雜草，節省了除草工時，增加了土壤氮素，同時提高了山杏的產量和品質。

結合退耕還林還草補貼政策，定西市大面積推廣適應該區的林草間作種植模式。對位于定西市北山的隨機抽取的有代表性的30戶入戶調查，該地山地和川地面積相當，主要種植模式是沙棘＋隴東苜蓿、側柏＋隴東苜蓿。其中隴東苜蓿的種植面積比沙棘和側柏的多，每人有0.27hm²或0.33hm²地主要種植隴東苜蓿，可收獲干草150～200kg，純收入均在100～430元，收益遠遠高于傳統模式下的種植。在調查中發現該區有很多農戶進行小規模的牧草經營，以捆形式出售(草葉也可打入捆，所以浪費較少)，每捆50kg，干草收購價0.8元／kg，每捆收入有100～200元。主要支出有，機械投入3萬元、人工費投入每人每天50元～60元、草繩10元／t、油10元／t。對小規模農戶經營商來說最高收入為1100元／t，平均收入為1000元／t。草捆主要銷往河北、內蒙、上海、四川等地的奶牛場。較好的是大型收購商會上門收購草捆，并且運費由收購商承擔，主要是汽車運輸，這很大程度減少了小規模經營農戶的成本支出。對農戶來說隴東苜蓿草的收入最高達到3000～4000元。林草間作模式不僅增加了林草的種植面積，也促進了牧草加工業的形成和發展，而且給農戶帶來很大的經濟利益。

對定西市南山的隨機抽取的有代表性的50戶入戶調查，其主要種植模式有：檉柳+隴東苜蓿、沙棘＋隴東苜蓿、山桃＋隴東苜蓿、山杏＋隴東苜蓿。調查發現單一種植小麥、玉米、披堿草和無芒雀麥的純收入均在50～270元，而采取山杏＋隴東苜蓿、山桃＋隴東苜蓿和側柏＋隴東苜蓿等林草間作模式的純收入在85～520元。退耕還林還草補貼每年每畝2700元／hm²，其中一半直接發給農戶，一半用于政府統籌發展養殖業。如果再將生態效益、社會效益計入其中，所產生的綜合效益將非常明顯。

3.3社會效益

林草結合種草養畜的林草牧一體化發展模式不僅吸納了更多的農村剩余勞動力，還有效的促進了定西地區畜牧業的發展，2004年該區畜牧業總產值為109368.63萬元，到2007年增加至161562.7萬元。林草間作模式的推廣，使農民在種草養畜、使用沼氣、草畜產品加工等生產中掌握了新的先進技術，改變了農民的傳統意識觀念，有利于增強廣大農民的科技意識、生態意識和可持續發展意識。

黃土丘陵溝壑區發展林草結合、種草養畜、林草牧一體化模式，建立水土保持型營養體農業生產體系，是解決山區林牧矛盾，充分發揮土地生產潛力，以草促林，制止濫墾亂伐、破壞生態植被，實現林草牧業統一協調發展并向高層次、高效益循環和可持續發展的必然途徑，在多種因素的作用下，定西地區林業生產總值由2006年的5578.73萬元增加至2007年的5656.98萬元。林區發展草業的潛力大，林間種草和林區空地種草一方面通過種草灌木，早生植物為生長喬木創造條件；另一方面通過草灌喬結合改土造林，可有效控制風沙危害和水土流失，解決群眾所需的飼料、肥料、燃料問題，從而提高群眾造林的積極性和造林成活率，有利于達到治理國土、脫貧致富的目的。林草牧一體化綜合發展模式是運用生態經濟學和系統工程原理指導農業區域綜合開發的有益嘗試，該模式成功地把綠色植物的第一級生產和動物養殖的第一級生產有機地聯系起來，把林草植被建設成果的一部分以商品的形式表現出來。通過林草間作模式的探索研究，推進黃土丘陵溝壑區傳統種植結構的調整，促進農民增收和新農村建設，可實現更大的社會效益。

3討論

研究表明，立地條件較差的黃土丘陵溝壑區進行林草間作種植，比傳統的單一種植模式有更高的生態、經濟和社會效益。但在特定立地條件下針對不同林草間作模式，要進行分類經營、分類管理。從市場導向原則考慮，開發利用退耕地生產的林特產品、畜產品應是適銷對路的經濟價值高、品質好的產品。開發利用退耕地采用產業化經營的形式，即有龍頭企業牽引、以退耕地為生產基地、實行公司＋農戶(承包使用退耕地農戶)，或公司＋基地形式。產業化經營可以實現規模經營，便于采用先進的科學技術，便于政府的支持與引導。

在林草間作種植模式推廣過程中，營造商品林(經濟林、薪炭林、用材林)或種草養畜，主要依靠集體和個人投資，以市場為導向，自主經營，自負盈虧；營造生態公益林(防護林)，由于生態效益的外部性與共享性，以及經濟效益低下，投資主體應以國家和地方政府為主，農民以工代賑出勞動力。生態經濟型防護林則應在保持生態平衡的前提下，以市場為導向，實行產業化經營，國家給予適當的補貼，集體或個人投資為主。

定西地區按照不同地貌類型和生態條件，采取水平梯田、隔坡梯田、水平溝、魚鱗式、漏斗式集流坑等不同形式的工程節水技術，根據不同的立地條件選擇適宜的草、樹種進行種植，既有效利用了水土資源，又實現了生態、經濟和社會收益。但一些科技含量較高的先進技術，如高性能防滲蓄水技術、節水灌溉技術以及保水保肥技術、抗旱品種篩選等農藝節水技術，由于本身投資大，結構復雜、操作不便等原因，推廣應用受到很大限制，許多先進技術還處于試驗推廣階段。