平原地區楊樹農田防護林生態功能評價

葛玉祥，畢廣有(.內蒙古紅花爾基樟子松林國家級自然保護區管理局，內蒙古 呼倫貝爾 000；.黑龍江省森林與環境科學研究院,黑龍江 齊齊哈爾 6005)

截至目前，黑龍江省三北防護林體系工程建設范圍已由1978年建設初期的21個縣(市、區)擴展到12個市70個縣(市、區)1 056個鄉(鎮)。區域總面積3 283萬hm2，占全省土地總面積的72.1%。截至2010年，經過30多年的發展，三北工程累計造林面積已達243.4萬hm2，形成農田防護林網格38萬個。其中：人工造林218.4萬hm2，封山育林25.0萬hm2。農田牧場防護林46.4萬hm2，水土保持林63.9萬hm2，防風固沙林56.5萬hm2，護路林12.2萬hm2，水源涵養林27.0萬hm2，護岸林7.2萬hm2，其他防護林5.2萬hm2。農田防護林中楊樹占 70%～80%[1]，成、過熟林和低效林面積達占34%[2]。五期工程建設規劃修復退化林分 9.06 萬 hm2[3]。

為了更好地了解農田防護林的生態功能，我們對現有楊樹防護林帶的疏透度進行了研究，以期科學地評價現有農田防護林。

1 研究方法

防護林帶疏透度采用照相法。用數碼相機拍照林帶林緣的垂直面，然后在計算機上用Photoshop軟件，查取林帶樹木所占像素和樹高范圍內照片總像素，用樹高范圍內照片總像素(S)減去樹木所占像素得到的林帶垂直面上透光孔隙投影面積(s)，采用如下公式計算出疏透度β：

β=s/S×100%[4]

疏透度一般用≤1的小數表示。

胸徑采用圍尺實測，樹高：照相時在樹根處立1 m高的標尺，然后在照片上按比例測定。

2 結果分析

在龍江、甘南、克山、拜泉縣以及綏化市北林區等地調查的楊樹林帶，共有楊樹品種小黑楊、銀中楊、中綏、中黑防、青山楊和小青黑楊，因青山楊沒有成型的林帶，所以沒有列入表1中。

通過國內外多年的研究，一般把疏透度在0.15～0.35的枝葉分布均勻的林帶定義為疏透結構林帶。

從表1中可以看出，達到疏透結構的林帶有8條，通風結構的林帶6條，介于疏透結構和通風結構之間的林帶3條。曹新孫在《農田防護林學》記載：東北西部內蒙古東部農田防護林科研會戰專題組(1981)曾提出在沙土地區，最適結構是具有疏透度為0.25～0.30，(透風系數約為0.5～0.6)的窄林帶，防護效果最好，在東北西部地區，5～7行的疏透結構或通風結構林帶可以達到這一指標，過寬(十幾行以上)、過窄(1～2行)，都會產生不良影響[1]。達到最適結構(疏透度為0.25～0.30)的林帶只有2條。

所有的楊樹林帶均造林密度過大，有的原始造林密度只有1 m×1 m，致使林帶自然整枝過重，林帶內被壓木和枯死木較多，林相不整齊，有的林帶保存率僅達到40%。

從林帶高度總體上看，小黑楊在綏化市防護林區域內的生長高度明顯好于齊齊哈爾市的防護林，有2條24年生的林帶高度接近或超過20.0 m，而齊齊哈爾市區域內小黑楊林帶最高的只達到13.9 m，興十四鎮興農村1981年營造的36年生的小黑楊林帶高度只達到12.17 m。從幾個楊樹品種的林帶高度看小黑楊、銀中楊有一定優勢，中綏楊只有特別適合其生長的條件才能達到令人滿意的高度。

表1 楊樹純林林帶調查表

無論何種類型的林帶，在林帶背風面至15 H，其平均風速均比曠野降低40%～50%，在20 H處風速降低約20%；我國東北西部形成的大面積防護林網，風速平均降低20%～27%，遼寧省固沙造林研究所研究了林帶體系與防風效果之間的關系，認為林帶防風效果的大小與一個地區林帶的多少以及是否已形成了防護林體系有很大關系[5]。黑龍江省的防護林網格多為500 m×500 m，也有一部分為375 m×500 m，即主害風方向林帶間距為375 m，副林帶間距為500 m。在調查中發現有些地方擴大網格大小和林帶間距，特別是主害風方向林帶的間距，如在克山雙河鄉聯心村原已拉林帶的間距長到700 m，還有1個網格原林帶間距800 m，現中間伐除1條林帶變成林帶間距1 600 m，至今未補造。像這樣的實例在平原地區其他各縣還有一些，這種情況將是極其危險的。個別地方已出現了風災危害，如在克山調查時發現已有風剝地的情況發生。沒有造成大面積風災危害，是因為已經形成了防護林體系。一旦網格擴大和林帶間距加大，造成穩定的防護林生態系統破壞，其后果將非常嚴重，損失也會非常巨大。

黑龍江省的農田防護林網格大小的設計，是根據科研工作者多年的科研成果得來的，是經過無數的實踐證明的。向開馥等研究確定：一般風害區林帶間距350～400 m，風沙嚴重危害地區，以300～350 m為宜[6]。因此在黑龍江省平原地區不建議隨意擴大防護林網格和林帶間距。

3 結論

通過對平原防護林調查分析研究表明：現有楊樹農田防護林林帶僅有一半能維持疏透結構，發揮較好的生態效益，但絕大部分楊樹林帶均造林密度過大，有的原始造林密度只有1 m×1 m，致使林帶自然整枝過重，林帶內被壓木和枯死木較多，林相不整齊，有的林帶保存率僅達到40%。絕大部分林帶高度都沒有達到設計要求(20 m)，因此，在今后的退化防護林修復與更新中如何配置，從而提高林帶高度將是一個關鍵的技術問題。楊樹林帶樹種以小黑楊為最多，但由于品種不純，林相表現不一，均處于退化狀態，應盡快增加其他樹種和混交林帶面積。很多地方隨意擴大網格，致使防護林體系不完整，亟待進行修復和更新。

參考文獻：

[1] 趙麗,王曉鋒，邢笛. 黑龍江省三北四期工程建設中的主要問題及措施[J].防護林科技,2008(4):86-87

[2] 郭承亮,高振寰，董龍福,等.黑龍江省農田防護林更新改造試點工作情況初報[J].防護林科技,2008(4):96-97

[3] 龍江省人民政府網站.黑龍江省三北防護林構筑起北方綠色生態屏障[OL].2014,03,11

[4] 曹新孫.農田防護林學[M].北京:中國林業出版社,1983

[5] 吳德東.區域防護林構建和更新改造技術[M].沈陽:遼寧科學技術出版社,2012

[6] 向開馥,趙雨森,鞠瑞彬,等.農田防護林優化及現有防護林更新改造的研究[Z].中國農業年鑒,1998