克拉瑪依城市防護綠地穩定性現狀評價與分析

徐基平　鄭路　李艷紅等

摘要構建了一套干旱區城市防護綠地穩定性多級評價指標體系，通過收集已有數據資料和樣地調查，對克拉瑪依城市防護綠地的穩定性進行了綜合評價，結果顯示克拉瑪依城市防護綠地總體處于亞穩定狀態，并根據評價結果提出了相應的管理對策。

關鍵詞防護綠地；穩定性；評價；干旱區

中圖分類號S731.2文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2015）28-202-04

Evaluation and Analysis of Urban Protective Greenbelt Stability in Karamay

XU Jiping1， ZHENG Lu2， LI Yanhong1 et al （1. Karamay District Landscape Bureau，Karamay， Xinjiang 834000； 2. Experimental Center of Tropical Forestry， Chinese Academy of Forestry， Pingxiang， Guangxi 532600）

Abstract A multilevel evaluation index system of arid area urban protective greenbelt stability was constructed， through collection of existing data and sample plots investigation，a comprehensive evaluation on the stability of urban protective greenbelt in Karamay was conducted， the evaluation results showed that the urban protective greenbelt overall in metastable state， and proposed the corresponding management countermeasures according to the evaluation results.

Key words Protective greenbelt；Stability；Evaluation； Arid area

城市防護綠地系統是城市生態系統的重要組成部分，它的穩定是整個城市生態系統持續、穩定的根本基礎。克拉瑪依市是以荒漠為大背景下的西北內陸干旱區典型綠洲城市，周邊生態環境異常脆弱，降水少，蒸發強烈，沙塵暴、干熱風等自然災害頻繁。多年來，經過園林等相關建設部門的辛勤努力，在城市北緣建成了大型的城市防護綠地體系，在有效緩解和減弱城市自然環境災害，改善城市人居環境，保障城市生態安全方面發揮了巨大的生態功能，但由于當地惡劣的自然環境狀況及不合理的管護方式，嚴重制約著生態防護林的穩定性及其生態效益、防護效益的充分發揮。筆者在對克拉瑪依城市防護綠地不同植物配置模式樣地開展植被和土壤調查的基礎上，建立防護綠地系統穩定性評價指標體系，構建評價模型，分析和評價克拉瑪依城市防護綠地的穩定性，以期為干旱區城市防護綠地的營建和管護提供科學依據和參考。

1研究區概況

克拉瑪依城市防護綠地位于克拉瑪依市區北郊，地處準噶爾盆地西北緣山前沖積戈壁，84°50′01″～84°52′11″E，45°36′33″～45°37′47″N，南側為城市建成區，北側毗鄰荒漠戈壁。地形相對較復雜，局部有部分沖蝕溝，地勢由西北向東南傾斜，坡度為2%，海拔在379～485 m。

研究區具有典型的大陸性干旱氣候特征，夏季最高氣溫44 ℃，冬季最低溫度-35.9 ℃，年平均氣溫8 ℃。年均降水量101.7 mm，年潛在蒸發量為3 545.2 mm。年均大風日數為76 d（≥8級風），其中9級以上風的日數為14 d，主風向西北。土壤為灰棕色荒漠土，無明顯層次，沙質基質（粉砂，細砂至粗砂），間有礫石和碎石，直徑在0.5～1.5 cm，含量為5%～30%，多者可達50%以上。原有植被矮小，多屬耐干旱、抗風沙、耐鹽堿的藜科植物。

帶狀綠地南北寬700 m，東西長4 000 m，總面積264 hm2，2001～2003年分3期建設完成。南北向每隔50 m，東西向每隔400 m修建有林區簡易道路，共計近90 km。由簡易道路網將綠地分隔成多個長方形區塊，每個區塊或幾個區塊為一種植物配置方式，共栽植各類樹木68萬余株。主要樹種組成有新疆楊（Populus alba var. pyramidalis）、尖果沙棗（Elaeagnus oxycarpa）、胡楊（Populus euphratica）、白榆（Ulmus pumila）、黃果山楂（Crataegue altaica）、寒地蘋果（Malus sieversii）、大葉白蠟（Fraxinus americana）、紫穗槐（Amorpha fruticosa）和多枝檉柳（Tamarix ramosissima）等。林帶結構有單層結構（單層喬木）和雙層結構（喬灌雙層）兩種。植物混交方式有行間混交、帶狀混交和行帶混交3種。灌溉方式統一為滴灌。

2評價指標體系的建立

根據評價指標體系的構建原則，結合克拉瑪依市的具體實際情況，以城市防護綠地系統的穩定性和可持續性為目標，從系統結構、功能等角度入手，在不同層次下構建了一套多級綜合評價指標體系[1-4]。克拉瑪依城市防護綠地穩定性評價指標體系分為群落水平結構、群落垂直結構、樹種組成結構、樹木年齡結構、植被的適宜性、生態功能、土壤狀況、綠地管理和灌溉水狀況9個方面，共31個評價指標[5-6]（表1）。

該研究引入層次分析法（The Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP法），結合專家咨詢法來確定克拉瑪依城市防護綠地系統穩定性評價指標的權重[7-10]。層次分析的結果顯示灌溉水的保證率、樹種適宜性、土壤有機質含量以及管理資金的投入對克拉瑪依城市防護綠地系統穩定性的影響較大，這與實際情況基本一致，證明該評價體系是正確的，可操作的。

3評價指標數據的獲取

3.1收集已有數據資料

查閱克拉瑪依城市防護綠地規劃設計，調查和走訪防護綠地建設與管理的有關部門，獲得記錄數據和感性數據。檢索和查閱與本研究有關的研究成果，包括國內外發表的學術期刊、碩博士學位論文和會議論文等[11-14]。

3.2野外典型樣地調查

采用典型樣地法選取樣地[15，16]。根據不同植物配置方式及布點的均勻性共選取樣地15個，每種植物配置方式隨機設50 m×20 m的樣方3個，調查植被的種類、生長狀況等，并進行土壤理化性質的取樣分析。調查結果見表2。

3.3數據處理根據已建立的評價指標體系及調查結果，對評價指標進行賦值。具體賦值方法可參考宋永昌等的文獻[2-3，5-6]。

3.4穩定性綜合指數等級確定采用指數和法[8]確定評價模型。

Aij=ni=1Wi×Yij（1）

式中，n為評價指標的個數，Aij為第i樣地第j參評因子指數，Wi為第i個參評因子權重，Yij為第i樣地第j參評因子等級分值。

將15個樣地參評因子的數據輸入評價模型，計算出穩定性指數并繪制累積頻數圖（圖1）。根據曲線的拐點將穩定性指數分為3級，N≥0.640為穩定；0.618

4評價結果與分析

4.1城市防護綠地穩定性評價結果

依據穩定性指數的分級結果，對克拉瑪依城市防護綠地系統穩定性進行綜合評價。其中穩定防護綠地樣地2個，占樣地百分比為13.3%；亞穩定防護綠地樣地10個，占樣地百分比為66.7%；非穩定防護綠地樣地3個，占樣地百分比為20%。根據影響防護綠地系統穩定性因素的綜合判定，克拉瑪依城市防護綠地系統總體處于亞穩定狀態。

4.2城市防護綠地穩定性結果分析

評價結果表明，穩定樣地分別為9號和4號樣地，為樹種多樣性高和喬灌復層、混交方式和比例均較合理的植物配置類型；非穩定樣地分別為5號、6號和15號樣地，為種類單一，適應性差，生長不良和配置不合理的寒地蘋果綠地、黃果山楂及寒地蘋果與紫穗槐混交的綠地。綜合評價結果與實際情況一致，表明評價方法科學合理，評價結果真實可靠。

防護綠地總體上處于亞穩定狀態，一是因為綠地土壤為礫質戈壁土，土壤有機質極度缺乏，影響樹木正常生長；二是所栽樹種大部分為干旱區綠洲鄉土樹種，而與當地生境相適應的荒漠鄉土樹種使用量較少，雖然能適應當地的氣候環境條件，但整個防護綠地樹木的生長離不開人工灌溉，因此整體處于亞穩定狀態。

安徽農業科學2015年

5對策

5.1制定科學合理的灌溉方式和管理制度灌溉水保證度是克拉瑪依城市防護綠地系統穩定性的決定性因素。因此，要加強現有灌溉系統的維護工作，老化及破損水管要及時更換和修補，防止大面積跑水和漏水造成水資源浪費或管道堵塞澆不到水而使樹木干旱缺水死亡；為減少地表蒸發耗水，在現有灌溉設備使用到期后，可逐步更新灌溉系統，采用更加節水的灌溉方式，如地埋式灌溉；在夏季樹木需水量大時，可采取管道加壓措施，加快滴灌速度，減少單次灌溉時間，進而縮短輪灌間隔期[13]。

5.2重視土壤培育管理，提高土壤質量

土壤有機質含量是影響防護綠地系統穩定性的主要因素。克拉瑪依城市防護綠地自然土壤條件比較惡劣，有機質含量極低。為了改善這種狀況，可采取以下措施：人工增施有機肥，加強對土壤的改良；未郁閉的林地下種植物綠肥可有效增加土壤腐殖質；保存林地凋落物，并采取措施加快其分解[12]；通過土壤養分分析，克拉瑪依城市防護綠地土壤普遍缺氮少磷而富鉀，因此可在樹木生長期施用化肥，以N、P肥為主，少量補充K肥，為降低土壤堿性，盡量選擇強酸弱堿性化肥，宜少施勤施，并可結合灌溉施用[14]。

5.3增加鄉土荒漠植物物種在綠地中的比例

對防護綠地中生長不良、瀕臨死亡，防護效益無法發揮的樹木可更換成如檉柳、梭梭、白梭梭和沙拐棗[11]等能夠適應本地區氣候和土壤條件的荒漠樹種，以減少管護成本和灌溉用水量，改善防護綠地群落樹種組成，增強防護綠地的穩定性，同時也可形成植被的區域地方特色景觀。

5.4改造不穩定防護綠地根據防護綠地系統穩定性評價結果，有3種配置類型綠地為不穩定綠地：寒地蘋果綠地、寒地蘋果與紫穗槐混交綠地、黃果山楂與紫穗槐混交綠地。

對于寒地蘋果綠地，可采取兩種方式進行改造：一是改地適樹，即進行樹穴換土，移去樹穴內的礫質戈壁土，回填進富含有機質的土壤，栽種對極端環境耐受稍差但防護效益佳的樹種，以發揮其最佳防護效益；二是適地適樹，選用檉柳、梭梭、沙拐棗等荒漠鄉土樹種，采用免灌或少灌造林技術營造低成本生態防護林。

對于寒地蘋果與紫穗槐混交綠地和黃果山楂與紫穗槐混交綠地，可去除生長不良或保存率較低的寒地蘋果和黃果山楂，重新栽種其他喬木樹種，為保證林下灌木有充足的光照，首選窄冠幅樹種。通過本項目其他專題的研究結果，新疆楊和紫穗槐行間混交是一種穩定的混交方式，喬灌行間混交形成復層結構，能有效聚集凋落物，同時由于紫穗槐的加入，極大地提高了凋落葉的分解速率，加快林地養分循環。

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