遼西北風沙區防風固沙林保田增產效益研究

劉亞萍(遼寧省固沙造林研究所，遼寧 阜新 123000)

遼西北風沙區防風固沙林保田增產效益研究

劉亞萍
(遼寧省固沙造林研究所，遼寧 阜新 123000)

通過設立監測樣地連續5年對遼西北風沙區營造的楊樹+樟子松、楊樹+沙棘混交防護林防護區域和對照(農田)的風蝕情況進行調查，對受防護林保護的農田和對照(周圍沒有防護林的農田)農作物產量進行調查，結果表明：造林能顯著減輕風沙區風蝕危害，5年期間，項目林內風蝕比對照減輕9.3%～55.5%；造林后，受防護林保護農田產量比對照增產幅度為4.0%～15.3%。通過大量走訪風沙區農民可知，從20世紀60年代開始大量營造防風固沙林后，遼西北風沙區的農作物產量增產幅度為10%～30%。

遼西北風沙區；防護林；保田增產

遼寧西北部地區屬于科爾沁沙地南緣，處于我國北方典型的農牧交錯帶內，屬生態脆弱地區，是遼寧省土地沙化最為嚴重的地區，而植物固沙是目前最主要的防風固沙措施之一[1]。該地區森林資源特點是總量小，森林覆蓋率低，林分質量不高，低產低效林比例較大。為增加遼西北地區森林資源總量，提高森林覆蓋率及林分質量，加快生態環境建設，遼寧省于2011年啟動了“世界銀行貸款林業綜合發展項目”，涉及在新民市、阜新縣、彰武縣、昌圖縣營造防風固沙林9 499 hm2，其中楊樹+樟子松防風固沙林7 667 hm2，楊樹+沙棘防風固沙林1 832 hm2。人工造林增加了地表覆蓋率，改善了局部生態系統，而生態系統服務功能是指人類從生態系統中獲得的效益[2]，關于荒漠生態系統防風固沙功能價值評估研究少有報道[3,4]，遼寧省參加的世行貸款造林項目是第五期，以前四期項目從未對造林后生態效益進行過評價與評估，基于此，2012年造林項目第五期實施后，遼寧省固沙所作為遼寧省林業綜合發展項目防風固沙監測單位在其項目林和對照(農田)地進行了風蝕調查和農作物產量調查等監測工作，以其監測確定該項目實施后是否能改變造林區域的生態環境和提高人民生活水平，為地區的生態安全、社會經濟的可持續發展服務。關于遼西北風沙區農田防護林防風蝕保田增產研究曾有過報道[5]，本文增加了造林初期對風沙的影響研究及開展了走訪農戶調查農作物產量的研究內容，是對以前研究的更進一步補充。

1 監測點基本情況

監測點設在彰武縣馮家鎮得力村古井子屯，地勢平緩，海拔188 m，立地類型為平坦沙地，林分類型為楊樹樟子松混交林。造林設計：穴狀整地，規格為60 cm×60 cm×60 cm，造林苗木楊樹為彰武小鉆楊1年生裸根苗，樟子松為3年生容器苗，造林密度2 m×6 m，混交比例7∶3(7行楊樹，3行樟子松)，帶狀混交，造林年度2012年。監測點二設在昌圖縣三江口鎮莊稼窯村，地勢平緩，海拔116 m，立地類型為平坦沙地，造林類型為楊樹沙棘混交林。造林設計：全面整地，造林楊樹為小黑楊1年生裸根苗，沙棘為1年生裸根苗，混交比例6∶4(1行楊樹，1行沙棘)，行混，楊樹株距1.5 m，沙棘株距2.25 m，造林年度2012年。

2 監測方法

2.1 風蝕沙埋監測

2.1.1 樣地設置 樣地1、樣地2設置在監測點一的項目林內，對照1、對照2設置在監測點一項目林外的農田內，樣地3、樣地4設置在監測點二的項目林內，對照3、對照4設置在監測點二項目林外的農田內。每個樣地內設置2條基線，2條基線相距不少于30 m，基線長度50 m。

2.1.2 監測指標與方法 指標：調查風蝕或者沙埋的深度，最后算出風蝕沙埋的平均值。對楊樹、樟子松、沙棘的保存率、胸徑、樹高、冠幅進行調查。方法：采用插釬法，在基線上每隔5 m插一根竹竿，在竹竿貼近地面的0 cm處劃上一條痕跡線，用直尺測量竹竿上相對于0 cm痕跡處埋入土里的深度或露出地面的高度，以觀測沙埋或風蝕的深度。將埋入土里標記為+，即為沙埋，將露出地面標記為-，即為風蝕，將風蝕和沙埋的數據取平均值。對同一塊樣地不同基線的調查數據采取算術平均值。用Excel軟件對數據進行處理。調查時間為2012—2016年的3—5月。

2.2 農作物產量監測

2.2.1 樣地設置 樣地1設置在監測點一項目林林外下風向處，農田地塊長度約180m，寬度約150m，在林緣50m以內作為樣地1，為受保護農田，50m以外作為對照1，為未受保護農田，農作物品種為花生。樣地2設置在監測點二項目林林外下風向處，農田地塊長度約200m，寬度約100m，在林緣50m以內作為樣地2，為受保護地塊，50m以外作為對照2，為未受保護農田，農作物為花生。

2.2.2 監測指標與方法 指標：分別在距林緣30 m、70 m處調查帶皮花生產量(干重)，同時大量走訪風沙區農戶近幾十年來農作物產量情況。采用對比法比較。調查時間為2012年、2013年、2014年、2016年的每年10月。

3 結果與分析

3.1 風蝕程度對比

風蝕監測結果見表1。2012年風蝕沙埋調查時已是4月下旬，數據不能完全反映當年的風蝕沙埋情況，進行數據比較時，忽略2012年數據。

表1 風蝕沙埋監測結果

圖1 項目林與對照風蝕比較

圖1為項目區與對照風蝕比較。可以看出，項目林的風蝕程度均比對照區低，但是沒有表現出隨著造林年限的延長，風蝕減少的相關關系，原因可能是項目林行間內每年都進行耕作，人為影響的差異比較大，相信隨著林分生長，郁閉度的增加，不再進行耕作時林內風蝕會消失；同時也可以看到，項目林比對照的風蝕程度是明顯降低的。昌圖項目林風蝕程度明顯小于對照區，彰武項目林風蝕程度只是小于對照區，這是因為昌圖項目區造林成活率和保存率都要好于彰武項目區。用表1中的項目區(權重后)的數據，用公式：(項目林風蝕沙埋-對照風蝕沙埋)/(對照風蝕沙埋)的結果表示造林地比未造林地的風蝕降低比例，結果表明，2012年、2013年、2014年、2015年和2016年項目林內風蝕比對照分別降低21.3%、57.7%、39.0%、9.3%和55.5%。2016年春季風大且次數多，項目林防風蝕效果顯著。

無論是項目林地塊還是對照地塊，通過圍封都能自然生草，在1-2年內地面蓋度即可達到75%-95%，這樣狀態下土壤不再受風蝕危害，但是一旦人為破壞進行重新耕種作業，風蝕現象又會發生。

3.2 增產效果分析

農作物產量監測結果見表2。

表2 農作物產量監測結果

2012年、2013年和2016年受保護地塊與對照相比，農田作物產量增產幅度分別為0%、3.9%、和15.8%。造林4年后，項目林起到了明顯的增產作用。2012年造林，新植苗木弱小，未起到防風固沙作用，受保護地塊與未受保護地塊農作物產量幾乎沒有差別；另外，由于各年降水差異比較大，再加上人為等其他因素，農作物產量只是進行受保護地塊與未受保護地塊當年的比較。

在現地調查的基礎上，2016年春季對彰武縣和昌圖縣2個項目區的26戶農民進行農作物產量調查走訪，得知造林后能顯著降低風沙危害，農作物產量增加顯著，有林網保護農田比無林網農田增產10%～30%(沒有區分彰武縣昌圖縣的權重，只是算術平均值，農民種地幾十年來總結的數據，農作物主要指花生和玉米)。其中，近5年來，有防護林玉米產量平均為10 380 kghm-2，對照產量平均為8 370 kghm-2，增產23.9%，有防護林花生產量平均為2 625 kghm-2，對照產量平均為2 040 kghm-2，增產28.7%，有防護林豇豆產量平均為1 298 kghm-2，對照產量平均為848 kghm-2，增產53.1%，有防護林黑豆產量平均為2 175 kghm2，對照產量平均為1 523 kghm2，增產53.1%。

3.3 防風固沙林對農民的影響

防風固沙林能減輕風沙對農田的危害，在農田防護林庇護下，農民可以栽植經濟作物，增加收入。詳見表3。

表3 農田在有無防風固沙林狀況下比較

4 結論與建議

在遼西北風沙區營造楊樹樟子松和楊樹沙棘混交防護林能顯著減輕當地風沙危害，減少地表風蝕，增加農作物產量。5年期間，項目林風蝕危害比裸地減輕9.3%～55.5%，自然生草地塊內沒有風蝕，只有積沙產生，裸露地塊可以產生連年風蝕危害。營造防風固沙林后，受保護農田農作物產量增加明顯，比周圍沒有防護林的農田增產3.9%～15.8%。遼西北風沙區從20世紀60年代就開始大量營造防風固沙林，通過大量走訪當地農民，證明造林后使農作物多年平均增產10%～30%，特殊地段增產更多，還可以栽植經濟作物，既增加了農民收入，又改善和提高了農民生活環境質量。

林農間作時，采取預留自然生草帶的方式可以達到既減少風蝕又保護樹木的雙重效果。預留自然生草帶就是以林為中心，在栽植行邊上每邊留出0.6～1.0 m的自然生草帶，禁止間種花生、地瓜作物。小林網更適合當地，林網結構250 m×250 m比較好。

[1] 常兆豐，趙明.民勤荒漠生態研究[M].蘭州：甘肅科學技術出版社，2006：79-130

[2] 歐陽志云,王如松,趙景柱.生態系統服務功能及其生態經濟價值評價[J].應用生態學報,1999(5):635-640

[3] 李晶,任志遠.陜北黃土高原土地利用防風固沙功能價值時空研究[J].干旱區資源與環境,2011(7):183-187

[4] 韓永偉,拓學森,高吉喜,等.黑河下游重要生態功能區植被防風固沙功能及其價值初步評估[J].自然資源學報,2011(1):58-65

[5] 曹文生,邢兆凱.風沙區農田防護林效益的研究[J].防護林科技,1999(1):7-8，13

Benefit of Increase Production by Field Conservation of Windbreak & Sand-fixation Plantation in Northwestern Liaoning Province

Liu Yaping
(Liaoning Provincial Dune-Fixation and Afforestation Institute，Fuxin 123000,China)

The wind erosion ofPopulusspp.+Pinussylvestrisvar.mongolicaandPopulusspp. +Hippophaerhamnoidesforest and control (farmland) were investigated in wind and sand area of the northwestern Liaoning Province for five consecutive years by establishing monitoring plots. The farmland protected by protection forest and control were investigated. Result shows that afforestation can significantly reduce the wind erosion hazard in the sandstorm area. During the five years, the wind erosion in the project forest is reduced by 9.3% -55.5%. After afforestation, the yield of farmland protected by protection forest increase by 4.0-15.3% compared with the control. Through interviewing a large number of farmers who lived in the sandstorm area.The increase production of yield of farmland in wind and sand area of northwestern Liaoning Province is about 10% -30% after constructing wind break and sand fixation plantation since the 1960s.

sandy area in Northwestern Liaoning Province;protection forest;increase production by field conservation

1005-5215(2017)06-0004-03

2017-03-15

劉亞萍(1966-)，女，遼寧阜新人，大專，高級工程師，現從事荒漠化及土壤分析研究.

S727.23

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2017.06.002