沙漠農田防護林的建設與更新技術

楊國永

沙漠農田防護林的建設與更新技術

楊國永

（河北省塞罕壩機械林場河北承德068450）

沙漠地區的防風固沙工作直接影響我國整體環境，故沙漠地區開展農田防護林建設尤為關鍵。文章總結了沙漠農田防護林的作用，闡述了農田防護林建設技術，介紹了三種防護林模式的特點及適宜條件，以及主要樹種及造林技術，分析了當前農田防護林建設存在的問題，提出了相關更新改造技術措施建議，以期為提升農田防護林建設與更新水平提供參考。

沙漠；農田防護林；建設技術；更新技術

沙漠農田防護林作為防護林體系中的主要林種，是指將一定寬度、走向、結構及間距的林帶栽植在沙漠農田的四周，通過對農田區域的氣流、溫度、土壤及水分等因素的影響，改善農田小氣候，減少農田自然災害，為農作物生長發育創造有利環境，促進農業生產的穩定、高產，提升農業生產經濟效益。目前沙漠綠洲農田防護林建設中存在林帶結構欠合理、更新改造投入不足等問題，文章對其建設技術與更新技術進行總結，為提升沙漠農田防護林效果起到積極作用。

1 沙漠農田防護林作用

套區的農田防護林主要是為了避免土壤水分過快蒸發，實現減鹽效果，促進農田的健康發展。與套區農田防護林的作用不同，沙漠農田防護林主要是為了改善沙漠地區小氣候，防風固沙，避免農田土壤被風化、沙化。綜合來說，沙漠農田防護林的主要作用包括：第一是防風，降低風速，調節區域小氣候，改善土壤與農業生態環境；第二是增加農田產量，生產木材，提供林副產品，增加經濟效益，改善沙漠地區農業生產結構，為沙漠地區的農業經濟發展起到促進作用；第三是提升沙漠地區森林覆蓋率，改善沙漠地區農村居住環境，提升人民生活水平。總之，在沙漠地區建設農業防護林對于改善農業生產結構，提升農業生產效益，改善農村生活環境等方面都具有積極作用。

2 農田防護林建設技術

2.1 防護林模式類型及其適宜條件

2.1.1 綜合防護林模式

綜合防護林建設，就是將沙漠農田地區劃分為3個區域分別栽植，3個區域分別是指在沙丘地區栽植灌木草叢封育區、平坦沙地區設置的人工灌木防護林與喬木防護林。三層防護林形成了一個多層次的綜合農田防護林網，從立體空間的上、中、下三個空間高度對沙漠農田加以保護。該防護林模式尤其是在有葉期，茂盛的枝葉在遭受風害時能夠有效降低風速，使沙土沉降，在其背面形成靜風區，有效保護農田。然而，該綜合防護林模式的防風距離相對較短，適合在農田附近有高大沙丘等風害較為嚴重的沙漠地區。

2.1.2 喬灌木混合防護林模式

喬灌木混合防護林模式與綜合防護林模式的差別在于區域劃分上的差異，喬灌木混合防護林劃分為灌木防護林與喬木防護林兩個區域，這種模式下的防護林結構疏透，適用于地形平坦的沙區。喬灌木混合防護林的密閉性較差，存在明顯的疏透性，發生風害時，風沙在遇到防護林時會分為兩部分，一部分通過樹木間的縫隙均為穿過，另外一部分則從防護林的上方繞過。該農田防護林模式能夠抵擋的風害距離較長，可以在林帶背處形成一塊較大的弱風區。該防護林模式適用于農田周圍有低緩的沙區，但整體地勢較為平坦的沙漠農田地區。

2.1.3 喬木防護林模式

喬木防護林模式是將農田防護林簡單劃分為一個區域，在平坦的沙漠地區設置喬木防護林，建設透風結構的農田防護林。喬木防護林具有明顯的兩個分區，上部緊密的樹冠區下部均勻通透的樹干層。風害遭遇喬木防護林時，一部分從下部通透的樹干層穿過，一部分從上部冠狀頂部繞行。喬木防護林的防護距離較遠，適用于農田周圍存在固定沙丘，伴有少量半固定沙丘的較好地形條件。

2.2 沙漠綠洲農田防護林主要樹種及造林技術

2.2.1 新疆楊、小美旱楊

新疆楊屬于楊柳科的落葉喬木，又稱之為帚形銀白楊、新疆奧力牙蘇。新疆楊主要分布于新疆南部，尤其在巴彥淖爾市生長態勢最佳，新疆楊喜光、喜干熱溫涼氣候，適宜于疏松濕潤的土壤。該樹種抵抗干旱、抵抗風沙、抵抗寒冷的能力較強，對于鹽堿也有一定耐性，木材質量較好，能夠用于木材加工，在建筑、造紙、家具等產業中應用廣泛。同時，新疆楊的樹葉、樹皮還可以作為飼料，是較為常見的沙漠防護林樹種之一。

小美旱楊屬楊柳科的落葉喬木，又稱為群眾楊，該楊樹樹種是中國林科院在1958年從小葉楊、旱柳與美楊的花粉雜交組合中人工選育得到的雜交楊樹品種，在巴彥淖爾市已種植栽培超過三十年，栽植難度較低，防護性較強。小美旱楊喜光、喜溫涼氣候，喜愛疏松濕潤的土壤，同時具備抗風、抗旱、抗寒、耐鹽堿、耐瘠薄的特點，木材質量較好，便于加工，成為建筑行業、家具生產及造紙工業中的主要原材料，同時樹葉與樹皮也可作為飼料使用。

2.2.2 沙冬青

沙冬青又稱之為蒙古黃花木、蒙古沙冬青，屬豆科，在內蒙古西部、甘肅及寧夏等干旱沙漠地區常見。沙冬青屬于超旱生樹種，在砂質或者砂礫質荒漠中生長較好。沙冬青具有較強的抗逆性，根系發達，具有良好的防風固沙效果。另外沙冬青的根部有根瘤，能夠有效改善土壤，作為古老的第三紀殘遺種在防護林建設中具有重要價值。在近幾十年中，由于氣候劇烈變化，加上過度樵采，沙冬青被嚴重破壞，分布面積逐漸縮小，瀕臨滅絕，加強沙冬青的保護及合理應用也成為沙漠防護林建設中的重要內容。

3 沙漠農田防護林建設存在的問題

3.1 樹種單一，林帶結構不合理

沙漠地區的自然環境惡劣，適宜生長的樹種類型較少，當前沙漠防護林中較為常見的樹種是楊樹，占總數量的90%以上。楊樹中又常用青楊，在楊樹總量中占90%以上。由于立地條件的局限性，楊樹的生長速度較慢，品質較低，生長態勢較差，容易受到病蟲害影響，腐爛枯梢問題嚴重。當前沙漠綠洲農田防護林的樹種單一，結構不合理以楊樹居多，混交林較少，灌木少。另外同齡林較多，異齡林較少，防護林結構缺乏層次性，且防護林中的部分林木生長態勢較差，防護效果較差。

3.2 成過熟林較多，防護效果下降

我國沙漠農田防護林于20世紀60年代開始栽植，經過多年生長當前已進入到成熟、過熟期。通過對柴達木地區的農田防護林進行調查，發現該地區現存的4 349 km2防護林中已蓄積達到409 044 m3，其中成熟、過熟階段的防護林面積為1 621 km2，蓄積達302 807 m3，成熟、過熟林約占據防護林面積的37%，且該比例還在持續上升。這種情況下防護林中的病蟲害問題愈發嚴重，甚至引起自然枯死，導致防護林的防護效果下降，生態系統的穩定性下降。

3.3 林網受到水資源的限制而出現退化

近年來，隨著節水灌溉系統的發展，沙漠地區的農田灌溉模式逐漸改為水泥渠，與傳統的磚砌渠相比，水泥渠無法滲水，導致生長在渠道旁的樹木無法獲得水分，長勢逐漸衰退，瀕臨干枯死亡。同時，大多數后續施工的水泥渠與防護林距離較遠，未預留分水口，導致防護林的灌溉無法有序進行，對防護林的正常生長造成威脅。其次，水資源分配不均，幼齡苗木可以獲得多次灌溉，而老熟林帶通常只能在春冬兩季獲得兩次灌溉，在干旱年份甚至無法灌溉，導致防護林枯死問題嚴重，防護效果不斷降低[1]。

3.4 采伐限額限制下更新改造緩慢

柴達木地區的成過熟林蓄積量達到302 807 m3，按照我國現有的采伐限額指標來看，每年的采伐標準為1 500 m3，想要完成已有的成過熟林的更新改造需要漫長的時間，這對沙漠農田防護林的更新改造工作造成嚴重阻礙，不僅降低農田防護林的防護效果，同時還會造成林木資源的嚴重浪費。

3.5 更新改造投入不足

隨著市場經濟的發展，社會平均消費水平顯著提高，勞動力成本較高，加之在沙漠地區造林的難度較大，同時原材料成本也有所增加，進一步提升了沙漠造林成本。政府給予的沙漠造林補助與所需成本之間有一定差距，林業部門育苗造林、撫育管理的指標無法完成。此外，隨著生態環境的惡化，水資源更加匱乏，要提升沙漠農田防護效果，需修筑灌溉渠道，顯著提升了造林成本，阻礙了沙漠防護林建設工作的有序開展。

4 沙漠農田防護林更新改造技術措施及發展趨勢

4.1 指導思想與工作目標

4.1.1 沙漠防護林更新改造指導思想

樹立科學發展觀念，以“統一規劃、分工負責、因地制宜、重點突出”作為沙漠農田防護林的更新改造原則，針對不同沙漠地域特點合理培育防護林資源，增加防護林樹種，探索不同造林模式的最佳設置，從而改善農田生態環境。

4.1.2 工作目標

以防護效果和經濟效益的持續提升作為沙漠農田防護林更新改造的目標。通過科學指導，使得農田防護林在更新過程中防護效果逐漸增強，經濟效益與社會效益得到提升。此外，提升農民造林積極性，提升沙漠地區森林覆蓋率，將沙漠地區生態功能逐漸降低的森林逐漸恢復其綜合功能，建立穩定、高效、合理的農田防護林體系。

4.2 更新改造技術

4.2.1 優化防護林結構配置

結合不同沙漠地區的環境特點配置結構最佳的防護林方案，以柴達木地區為例，該地區風害較大，故農田防護林結構以疏透結構的喬灌木混合防護林結構或灌木通風結構為主要模式，在風害季節保持0.5～0.55的透風系數，疏透度在0.25左右。其防護林的主帶寬為6～10行，距離為10 m～20 m，其中可以種植4～6行喬木，2～4行灌木，并設置8 m～12 m副帶，盡量不設置灌木或者設置1行灌木。喬灌木的間距在1.5 m～2 m，樹木以品字形形式或者斜線形式配置，從而有效優化防護林的疏透度。

4.2.2 更新樹種的選擇

根據不同地區的立地條件選擇最佳的樹種，以柴達木地區為例，該地區最佳的樹種是楊樹，配置一定的灌木進行防護林的更新。首先所選用的樹種要以本地樹種為主，其適應能力較強，存活率高，如梭梭樹、棉柳、旱柳、沙棘等耐鹽堿、抗干旱性較強的樹種，其不僅抗逆性較強，同時林分穩定，容易更新成功，為此作為防護林更新改造的重點樹種；另外還可以引進適宜本地生長的樹種，例如新疆楊、小葉楊、沙棗、河北楊，其生長速度較快，立地條件要求不高，對于快速實現防護林的更新具有積極作用，為此可以開展推廣實驗。另外，在樹種組合上，盡量進行本地樹種與引進樹種的搭配使用，樹種混交、喬灌木混合等防護林模式，實現對自然系統的調控效果[2]。

4.2.3 防護林帶更新方式

防護林帶更新方式主要包括4種模式，可以結合防護林現狀選擇最佳方式。首先是全帶更新模式，該更新模式適用于枯木、病腐木較多的情況，可以分批、分期、分段的將原有林帶全部砍伐，在對立地整理栽植新的樹種，形成新的防護林帶；其次是半帶更新，該方式適用于成過熟林占比較高的防護林帶，并且原防護林帶較寬的情況，可以在林帶陽側一面砍伐一半，之后在原地上更新造林，待新防護林帶能夠發揮效果后再砍伐另外一半，保證林帶保護效果的連續性；第三是帶內更新模式，該方式適用于原林帶中病蟲害問題較多，樹木老化退化問題嚴重，并且呈現一定斷帶趨勢的林帶，在該林帶中進行樹木行間、株間砍伐，在孔隙部位進行整理、更新、造林，并且逐漸實現對整條林帶的更新改造；最后是伐前更新，該模式適用于風沙危害嚴重的地區，為了保證林帶防護效果，在砍伐之前數年便在原有林帶的陽面營造一條新的林帶，待更新林帶進入初始防護成熟時，再伐除老林帶[3]。

4.3 發展趨勢

隨著家庭聯產承包責任制的推進，綠洲農田逐步變得細小化。以往推行的“四旁植樹”中的渠旁植樹，也由于水泥水渠的出現而導致無法有效開展，在一定程度上阻礙了林業的發展。然而，新農村的發展也為綠洲農田及邊緣造林帶來了一定的機會，隨著人們環保意識的增強，逐步開始建造生態屏障，鄉村的道路逐漸規范化、網格化，為路旁植樹帶來了更多的便利。因此，可以將針、闊、喬、灌等多種植物進行搭配，遵循“四旁植樹”的理念，大力發展農田經濟林、林糧間作、節水耐旱生態林業等各種體系，并將其作為未來綠洲農田防護林的基礎。

4.3.1 培養良種，及時進行樹種更新

楊樹的缺點比較明顯，楊絮污染大且易燃，容易出現大面積的病蟲害，且其根系發達很容易造成其他植物營養不良等，但其優點也比較突出，繁殖快、規模成型快，因此，楊樹是最常見的防護林樹種。在日常的種植中，選擇環境適應能力強的良種，并定期進行樹種更新，在實現植物均衡及多樣化的同時，也能有效防止病蟲害及干旱等自然災害。針對已經逐步被淘汰的樹種如二白楊、沙棗等植物，需要加快更新進程，更廣泛地種植新疆楊、白榆樹、胡楊、旱柳等植物，從而快速地恢復綠洲農田防護林的效果。

4.3.2 開展松改楊、松楊結合等混種手段

針葉常綠樹種具有很多優點，如紅豆杉等植物有很強的耐干旱性及抗逆性，是代替速生樹種較好的選擇。因此，可以推動松改楊、松楊結合混種等形式建設防護林，不僅可以增強防護林整體的抗逆性，還能保證四季常青，使防護林樹種多樣化發展。目前，各個鄉鎮以及綠洲農田已經大量地引入了針葉常綠樹種，且已經形成了一定的種植規模，有效地推動了防護林的發展[4]。

4.3.3 建造區域特色生態林、經濟林

我國西北地區幅員遼闊，具有多樣的生態環境，且區域特點較為突出。隨著新農村的建設，小網格大面積農田林網逐漸消失，“四旁”公共林建設得到了發展，結合河區域特點，也逐漸形成了很多的特色林業形式。基本的框架還是“四旁”植樹，各個綠洲農田在邊緣因地制宜，開發出了很多經濟林、觀光林、防風固沙林等防護林形式，結合退耕還林、封沙育林等理念，建設出了具有區域特色的綠洲農田防護林。

4.3.4 綠洲邊緣退耕區域生態恢復

近些年來，部分地區實行退耕，但退耕面積增加的同時，也給以前建設的防護林帶來了阻礙。由于缺乏灌溉，綠洲周邊的防護林植被大面積死亡，防護效果退化，導致風沙再度侵襲。因此，需要盡快在退耕的區域種植植被，以促進生態恢復，流沙得以固定，增加喬灌木防護林、防風固沙林的種植面積，恢復防護林的防護效果，保護綠洲農田。

4.3.5 加強林業新技術的引入與應用

在林業的發展過程中，尤其是防護林的建設，主要的難點在于干旱缺水、可種植樹種較少。因此，要加強對抗逆性強、抗干旱能力強的樹種的選擇與培育。加強對種苗工程技術、豐產栽培技術、沙產業技術的研發，與目前推行的節水技術相結合，開發出節約資源型林業生態以及林業新技術，推動綠洲農田防護林的發展，進一步增強其抗逆性與防護效果，為防護林體系建設提供更多的技術支持。

[1]陳啟民,朱玉偉,桑巴葉,等.和田地區農田防護林更新存在問題的研究:以洛浦縣為例[J].農學學報,2014,4(1):71-75.

[2]陳啟民,劉康,朱玉偉,等.準噶爾盆地南緣農田防護林網建設存在的問題與對策[J].防護林科技,2013(6):57-60.

[3]王星.阜新地區農田防護林脅地問題探析[J].現代農業科技,2015(21):178,184.

[4]梁吉義.農田生態林網建設與案例分析[J].科學種養,2020(9):60-62.

10.3969/j.issn.2095-1205.2022.05.22

S714.7

A

2095-1205(2022)05-66-03

楊國永（1980- ），男，蒙古族，河北承德人，本科，林業工程師，研究方向為林業生產經營。