準噶爾盆地南緣農田防護林網建設存在的問題與對策

陳啟民，劉康，朱玉偉，武衛疆，褚奮飛，王永紅

（新疆林業科學院，新疆 烏魯木齊 830063）

農田防護林是區域農業生產的重要生態屏障，是為了防止自然災害、改善氣候、土壤、水文條件和塑造農田景觀為目的的特殊防護林種［1，2］，在新疆準噶爾盆地南緣，農田防護林對于改善生態環境、保障工農業生產做出了巨大貢獻。過去對農田防護林的研究主要集中在其作用和功能的研究，如其保證農牧業穩產高產［1，3，4］，改善土壤水熱狀況和對農田土壤的物理性質和肥力產生的影響［5－8］，以及農田防護林網適宜規格等方面。20世紀80年代以來，由于新疆氣候由暖干向暖濕發展，綠洲及荒漠植被得以恢復，沙塵暴和大風發生日數減少［9，10］，人們對農田防護林重視程度降低，加之農業機械化程度提高和膜下滴灌技術的大規模推廣應用，造成準噶爾盆地南緣農田防護林林網規格擴大、水分條件惡化，導致農田防護林退化，給該區生態安全埋下極大的隱患。

本文通過對準噶爾盆地南緣地方和兵團的防護林網進行抽樣調查及分析，以期揭示準噶爾盆地南緣農田防護林經營現狀及存在的問題，為該區綠洲防護林建設提供相應的數據基礎和決策依據。

1 研究區概況

準噶爾盆地南緣是天山北坡與古爾班通古特沙漠交界的東西狹長地帶，包括新疆首府烏魯木齊市和昌吉地區、塔城部分地區、博州的精河縣以及兵團農六、七、八師等農牧團場，是新疆現代農業、工業、文化、科教的重要基地，其政治、經濟和文化戰略地位舉足輕重。該區平均海拔500～1 500m，年均氣溫6～7.3℃，年降水量160～200mm，年蒸發量1 800～2 300mm，年平均大風日數4～10d。準噶爾盆地南緣沙丘多數為固定、半固定沙丘，由于主風向為西北風，沙丘向東南緩慢移動，但不明顯。

2 調查研究方法

2.1 調查方法、范圍及內容

采用現地調查，結合北疆二類資源清查資料和衛星影像資料，對準噶爾盆地南緣精河縣、烏蘇縣、奎屯市、沙灣縣、石河子市、瑪納斯縣、呼圖壁縣、昌吉市、阜康市、吉木薩爾縣、奇臺縣以及兵團農六、七、八師的典型鄉鎮及農牧團場農田防護林進行隨機抽樣，調查區林網共計3 500個，隨機抽取207個林網，抽樣比為5.91%。調查內容包括主林帶方向、主林帶間距、副林帶間距、林帶寬度、行數、防護林樹種、林網完整性、林帶狀況等，共調查林網207個，其中地方117個，兵團90個。

2.2 數據處理

調查數據采用SPSS數理統計軟件和Excel進行分析。

3 農田防護林現狀及存在的問題

3.1 農田斑塊不斷擴大

調查結果顯示，目前準噶爾盆地南緣林網網格面積主要在8～48hm2之間，占總體的74.9%，平均為28.11hm2，最大面積90.16hm2；主林帶間距主要在200～440m，占68.1%，平均383.89m，最大980m；副林帶間距主要在400～850m，占71.5%，平均711.57m，最大1 130m。地方和兵團分類統計，地方林網網格面積主要在10～30hm2，平均為23.71hm2，最大面積69.30hm2；主林帶間距主要在200～450m，平均342.56m，最大760m；副林帶間距主要在400～1 050m，平均670.26m，最大1 050m。兵團林網面積主要在13～47hm2范圍內，平均33.83hm2，最大90.16hm2；主林帶間距主要在270～530m，平均437.61m，最大980m；副林帶間距主要在500～1 100m，平均765.28m，最大1 130m。在網格面積、主林帶間距和副林帶間距3項指標中兵團林網網格皆大于地方林網網格，見表1、圖1～圖3。

表1 準噶爾盆地南緣農田防護林林帶間距及林網面積調查統計

圖1 準噶爾盆地南緣林帶間距及林網面積（總體）

圖2 準噶爾盆地南緣林帶間距及林網面積（地方）

圖3 準噶爾盆地南緣林帶間距及林網面積（兵團）

新疆農田防護林建設之初，主要學習蘇聯營建“寬林帶、大網格”模式，后結合新疆實際，歷經20余年的觀測、研究形成“窄林帶、小網格”模式研究成果，為此獲得1978年全國科技大會獎，并大規模在三北地區推廣。20世紀80年代，北疆應用該項成果廣泛采用主林帶間距250～300m，副林帶間距500～1 000m，面積13～20hm2的“窄林帶、小網格”農田防護林網。北疆曾營建最大林網面積為50 hm2，但林帶成林后防護效率僅為50%～60%［11，12］。目前，準噶爾盆地南緣農田防護林建設和保存情況，不論地方還是兵團，其林網網格面積、主林帶間距和副林帶間距均大于新疆防護林建設技術規程中“窄林帶、小網格”規定的規格（主林帶間距200～300m；副林帶間距400～600m）。

由于氣候變化，準噶爾盆地南緣多年未遇惡劣的災害天氣，人們重視程度下降，加之機械化程度的提高和膜下滴灌技術的應用，開始主動營造大網格農林網，或伐除網格中間的副林帶，或對農田防護林疏于管理，甚至為避免脅地而人為破壞，造成該區農田林帶間距變寬，斑塊面積擴大，為農業安全生產埋下隱患。雖然自1996年以來沙塵暴年日數無明顯增加，但大風發生日數卻呈增加的趨勢［10］，以目前農田防護林的防護效能，遭遇沙塵暴來襲，將造成該區農業生產嚴重損失。

3.2 農田防護林混交比例低

在農田防護林混交程度調查中，兵團和地方情況相似，混交比例均較低，分別為23.3%和24.8%。樹種主要有楊類（俄羅斯楊、斯大林楊、箭桿楊、胡楊和新疆楊）、白榆和沙棗，還有少量的柳樹、白蠟、海棠等（表2）。

表2 準噶爾盆地南緣農田防護林混交比例及樹種

喬木混交的農田防護林防護效應好于喬木純林，其中，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%［13］。且由2種以上樹種組成易形成較好的林帶結構，并具有生物、生態學穩定性較強的特點［14］。準噶爾盆地南緣農田防護林樹種較為單一，混交比例偏低，勢必造成其防護效應低且抵抗自然干擾的能力弱。遇鹽漬化、干旱等環境惡化或黃斑星天牛等有害生物的侵襲可能造成滅頂之災。

3.3 防護林網不完整，林帶殘破

對農田防護林網及林帶完整性進行調查發現：準噶爾盆地南緣防護林網，不論保存優劣，四面有林的林網僅123個，占調查林網的59.4%，其中兵團63.3%，略好于地方56.4%；林帶整齊優良的林網16個，僅占調查林網的7.7%，兵團10%略好于地方的6%；而缺行斷帶、生長不良、病老枯死以致林帶殘破的林網共有66個，占調查林網的31.9%，地方21.4%低于兵團的45.6%（表3、表4）。

表3 準噶爾盆地南緣農田林網完整性

表4 準噶爾盆地南緣農田防護林林帶狀況 個

準噶爾盆地南緣（兵團和地方）四面有林的林網比例均不高，部分區域雖主林帶建設規格合理，保存良好，但由于缺副林帶，使防護功能不全，不能起到防護林設計效能。加之多數林網已達到成過熟期，由于不能及時更新，林帶斷帶、殘破現象明顯，防護效益顯著下降。

3.4 農田防護林經濟效益低下

準噶爾盆地南緣農田防護林樹種主要為楊樹、白榆、沙棗，由于楊樹材質一般，價值不高，目前價格為800～1 000元·m－3，楊樹林帶年均收益僅22 500元·hm－2左右；而白榆無論是生長速度還是木材價格均不如楊樹，效益更差；沙棗由于成材率低，一般僅作薪材使用，基本無經濟收益可言；此外，雖然我國林權制度改革使林權逐漸歸屬個人和集體所有，但各地由于受采伐限額的限制，林木不能在防護成熟齡和經濟成熟齡的最佳結合點進行采伐更新，造成林木材質下降，經濟收益損失，致使農戶對農田防護林的經營熱情不高，疏于管理，不灌溉甚至挖斷根壕溝以避免林木根系脅地，導致農田防護林嚴重衰退，功能下降。

3.5 防護林水分補給條件惡化

隨著節水技術推廣，研究區棉田改為膜下滴灌后，原本與林帶平行的渠系大多被廢棄，致使林帶灌溉困難或無法灌溉，導致林帶嚴重衰敗，林木大量死亡。此外林地水分補給狀況惡化導致林帶林木根系主要分布向表層提升，在水平方向向農田迅速蔓延，根脅地情況日益嚴重。

4 對策與建議

在準噶爾盆地南緣，農田防護林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、穩定地發揮防護功能，必須轉變觀念，加強管理，合理布局。

4.1 合理布局林網大小，增強防護效益

農田防護林是以抵御干擾為目的的防護系統，其防護效益隨林網的增大而減小。研究證明，在風速降低35%～50%時，林帶的有效防護距離為0～20倍樹高［15］，因此，大風頻發的準噶爾盆地南緣在進行農田防護林建設和更新改造時應設計大小合適的防護林網網格，主林帶間距應低于20倍樹高。鑒于準噶爾盆地南緣農田防護林帶造林樹種以俄羅斯楊和白榆為主，其防護成熟期平均樹高為20m和15m左右，建議該區設計林網規格時，以主林帶間距不超過300m，林網網格面積不超過50hm2為宜。

4.2 保證林地灌溉，加強撫育管理

由于農田防護林抗逆性和穩定性不如天然林，不能脫離人工撫育而獨立存活，因此人工撫育措施必不可少，尤其要保證灌溉。準噶爾盆地由于膜下滴灌技術大面積推廣應用，水分側滲微不足道，針對這種情況應對林帶建立獨立的灌溉系統，保證林地灌溉。此外，隨著林業生態建設資金逐年增加，在農田防護林建設中應轉變思想，改變粗放管理經營模式，加大投入，對防護林林帶加強水肥投入，使防護林盡快步入防護成熟期，并使材積快速增長。

4.3 營造混交林，提高林帶穩定性

在防護林建設規劃中，應大力提倡營建混交林，遵循異質斑塊理論和技術，改變林帶的界面結構，保持小規模異質斑塊，促進天敵的發展，建立生物制衡機制。如在防護林樹種選擇上可以考慮選用胡楊和沙棗混交，不僅具有較強的抗旱性，而且其防護效益上佳，是綠洲邊緣防護林建設的較好的選擇。通過比選，篩選出適宜準噶爾盆地南緣的防護林樹種，營建防護功能良好、經濟效益上佳、生態穩定、景觀優美的多功能生態系統。

4.4 補植林帶，使林網完整

林帶防風作用的大小與是否形成網狀體系有很大的關系［16］。對不健全的林網進行補植，健全防護林功能，使其構成閉合網格體系，達到較好的防護效能。隨著機械化程度的提高，為保證機械效率充分發揮，部分林網可適當增加副林帶間距，但不宜超過1 000m。

4.5 營造生態經濟型防護林

在準噶爾盆地南緣，農田防護林建設應積極引入適宜的經濟樹種營建副林帶，如蘋果、海棠、文冠果等。除可收到防護效益外，還可產生良好的經濟收益。在林帶向陽面可以栽種夏橡、水曲柳、黑核桃等硬闊葉樹種，營建混交林帶，不僅可與楊樹等鄉土樹種交替形成防護效益，還由于其材質優良、壽命長，而獲得可觀的經濟收益。

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