淺析石羊河林場封沙育林的技術要點及生態效益

張興慧

（武威市石羊河林業總場，甘肅民勤 733399）

石羊河林場位于甘肅省武威市民勤縣境內，地處石羊河下游，發達的水系為石羊河林場提供了充足的灌溉水源。在石羊河林場沙漠化治理工作中，累計控制流沙面積達3.33 萬hm2，有效保護了武威市水利、電力、農業等重要民生基礎設施。石羊河林場是“三北”防護林工程西北沿線的重要組成部分，現有林場管護面積6.1 萬hm2。石羊河林場基于武威市北部的沙漠化土地，種植梭梭、白刺、檉柳、沙拐棗等沙生植物。同時，結合武威市沙漠防治的實際情況與經驗，創新發展封沙育林技術（林木修復、補植補造、“麥草沙障+灌木造林”），通過多種樹木混合高密度種植形成了沙丘森林小氣候，促進了沙丘林下土壤發育，提高了土壤的氮磷鉀含量，取得了理想的生態效益。

1 石羊河林場概述

1.1 區域條件

石羊河位于河西走廊以東地區，是甘肅省境內的第三大河流，發源于祁連山脈東部雪山，全長250.0 km[1]。石羊河林場位于石羊河下游的民勤縣，基于現有的物種結構和區位環境條件，構建了科學多樣的森林生態系統。石羊河林場現有林地0.40 萬hm2、疏林0.20 萬hm2、灌木林2.80 萬hm2、未成林0.10 萬hm2、未開發荒山荒地1.70 萬hm2、苗圃地0.06 萬hm2、輔助生產用地0.02 萬hm2，擁有國家級公益林3.4 萬hm2、地方公益林1.9 萬hm2。得益于石羊河林場的建設發展，現階段武威市森林覆蓋率達52.4%。

石羊河林場現有人工灌木林面積2.4 萬hm2，主要樹種包括梭梭、沙拐棗、毛條、花棒、紅柳等；天然灌木林面積0.4 萬hm2，主要樹種包括紅砂、麻黃、白刺、沙蒿，平均覆蓋率5%～45%。石羊河林場現存野生動物數量相對較少，有一級保護動物金雕、二級保護動物鳶、蒼鷹、荒漠貓、鵝喉羚等11 種。

1.2 沙漠化防治現狀

自石羊河林場建成以來，累計在民勤綠洲外圍形成長408.0 km 的風沙線，累計造林面積3.7 萬hm2，保存率74%；石羊河林場長期堅持封沙育林工作，累計造林1.3 萬hm2，包括防風固沙林1.2 萬hm2，農田防護林533.3 hm2，經濟林466.7 hm2，造林保存率達97.5%[2]。石羊河林場在流動沙丘區域設置黏土、柴草沙障共計1.6 萬km，封沙育林面積共1.8 萬hm2，控制流沙3.3 萬hm2、保護綠洲面積8.0 萬hm2、草場2.9 萬hm2，沙漠化防治效果顯著，有效保護了武威市沙漠周邊沿線村鎮與電力、水利、交通設施。

2 封沙育林技術

2.1 林木修復

1）對部分重度退化的喬木林，通常使用帶狀采伐更新、塊狀皆伐更新、林冠下造林、補植等方式進行修復。對于中度、輕度退化的喬木林，使用帶狀采伐更新、擇伐、疏伐、生長伐、衛生伐和截干復壯等修復方式[3]。2）可以使用隔帶、隔株、分行、截干復壯等方式修復已經開始退化的農田防護林網、林帶。3）選擇樟子松、刺槐等適應性、抗旱性強的樹種替代已死亡或不能適應環境的樹木。在科學選擇樹種的基礎上合理安排栽植密度、優化林分結構。

2.2 補植補造

受樹木生長周期影響，石羊河林場存在周期性灌木林沙區退化現象，因此，石羊河林場結合武威市的自然生態情況，對已出現沙區退化的灌木林采用補植補造等方式進行修復，以保證石羊河流域的植被密度始終維持在合理范圍內。1）在補植補造前，需進行沙區壓沙，沙區壓沙是提高補植補造樹木成活率、土壤種子量與沙丘植被覆蓋度的基礎性措施。2）在補植補造過程中，通過調整不同樹種的混交比例，提升森林整體的穩定性與抗逆性；或通過配合平茬進一步促進補植補種樹木的生長。3）為避免樹木生長受外界環境干擾，需在補植補造結束后封沙育林，并定期為樹木補充水分與營養物質。4）對于立地條件相對較好的地塊，石羊河林場通常在雨季采取人工模擬飛播的方式提高土壤種子量，以加快森林更新速度。

2.3 技術組合

1）石羊河林場綜合運用“截干復壯+釋放花絨寄甲”等病蟲害防治技術、“麥草沙障+灌木造林”等灌溉整地技術，以提高封沙育林工作效果。2）積極學習國際先進的造林技術，結合石羊河林場封沙育林工作的實際情況進行調整、運用。3）石羊河林場與各高校、研究所積極展開交流合作，創新封沙育林技術，將最新研究成果引進封沙育林工作中，以提高防護林修復水平。

3 生態效益

3.1 沙丘森林小氣候的形成

石羊河林場使用多種樹木混合種植，不同的樹種通過光合作用、呼吸作用、蒸騰作用向空氣中釋放不同的物質，這些物質促進了沙丘森林小氣候的形成。朱輝對民勤縣石羊河林場森林樹種的生長規律進行研究發現，樹木在生長過程中會引起森林溫度、濕度、風速等氣候要素的變化，這些因素的變化促進了沙丘森林小氣候的形成[4]。

3.1.1 森林溫度

民勤縣石羊河林場在坡向不同、土層不同的位置上種植樹木，受坡向、土層等因素影響，樹木的生長狀況存在一定差異，具體表現在不同坡向樹木的枝葉密度差異、根系深度差異等，由此導致森林的郁閉度、森林密度存在差異，進而造成了不同坡向、位置的樹木受太陽輻射與日照強度不同，為沙丘森林小氣候的形成創造基礎條件。

受石羊河林場森林坡度、位置等因素影響，樹木接收的太陽輻射和日照時間存在差異，光照、輻射的不同導致樹木蒸騰作用釋放的水蒸氣溫度不同，進而導致同一片森林中存在不同的溫度，溫度差異的存在使森林內部的氣候環境逐漸與周邊氣候、大環境氣候產生不同，進而形成溫度更溫和、均勻的沙丘森林小氣候。

3.1.2 森林濕度差異

封沙育林使森林中的氣候溫度發生變化，且民勤縣存在較大的晝夜溫差，溫度的變化引起了森林空氣濕度的變化。石羊河林場通過封沙育林整地工作提高了森林的地表植被覆蓋率和樹木高度，進而形成了大量的森林蒸騰作用，使林地上空的濕度增加，造成森林內的空氣濕度與大環境的空氣濕度差異顯著，形成了濕度更高的沙丘森林小環境。

3.1.3 森林風速變化

封沙育林會引起森林內部和周邊風速的變化。石羊河林場樹種剛種植時，由于樹木生長位置不同，樹冠受風速影響也存在差異，逐漸導致在不同位置生長的樹木呈現不同的形態，這種形態與大環境的風向變化密切相關。樹木外在輪廓線條長期受風速的影響發生變化，導致森林內部的風速比大環境的風速低。當氣流穿越森林時，由于森林內外風速差異顯著，森林上方亂流得到加強，風速加快。

林中風速水平的分布由邊緣向內逐漸水平擴散，隨著距離的不斷增加，風速不斷降低[5]。樹木枝干和樹葉形成的阻力會降低風速，而森林內部密度不同，對風速的減弱程度也不同，這就導致石羊河林場內部存在多種不同速度的氣流，且氣流速度還會受季節性影響，使森林內部與森林外部環境的風速差異顯著，形成了多種氣流速度并存的沙丘森林小氣候。

3.2 促進沙丘林下土壤的發育

如表1 所示，林下土壤有機質含量與林木種植密度呈正比。例如，石羊河林場白刺種植密度為1668 株·hm-2，林下土壤速效鉀含量為41 mg·kg-1，水解磷最高含量為44.2 mg·kg-1，林下土壤最大含氮比重為0.28%，最高含氮量為43.3 mg·kg-1。林下土壤氮含量代表林下土壤的實際供氮水平，受沙丘森林小氣候差異化影響，不同樹種林下土壤0～20 cm 含氮量差異較大，如沙丘森林小氣候形成前，沙拐棗種植地土壤0～20 cm 含氮量20.78 mg·kg-1，沙丘森林小氣 候形成后含氮量提升至32.53 g·kg-1；毛條種植地土壤0～20 cm 含氮量從36.17mg·kg-1提升至44.83 mg·kg-1；紅柳種植地土壤0～20 cm 含氮量從15.65 mg·kg-1提升至22.37g·kg-1。

表1 石羊河林場土壤氮磷鉀含量隨種植密度的變化

3.3 石羊河林場封沙育林展望

石羊河林場地處沙漠干旱區，石羊河林場封沙育林項目在沙漠化防治工作中發揮重要作用。石羊河林場在惡劣的環境下展開科學化經營，從經濟效益、生態效益的綜合角度出發全面提升石羊河林場防風、生態防護等功能，使石羊河林場區域內沙漠化治理在持續穩定中不斷提升效果，充分發揮石羊河林場沙漠化防治對民勤縣綠洲基礎設施、農田、村舍農莊的保護作用，將石羊河林場打造為甘肅省干旱荒漠區治沙示范工程，同時為石羊河林場未來長期持續發展奠定基礎。石羊河林場在沙漠化防治工作中需要進一步強化資源保護，以此進一步提升石羊河林場的生態效益，并編制科學的林場森林經營方案。在沙漠化防治工作中，石羊河林場構建完善公益林撫育管護責任體系。石羊河林場鼓勵社會各界參與到沙漠化防治事業中，并積極學習國際前沿知識與技術提升沙漠化防治工作水平，充分整合社會力量提升民勤縣沙漠化防治效果。石羊河林場在未來的封沙育林沙漠化防治工作中需要堅持統籌規劃原則、講求實效的原則、生態效益和經濟效益相結合原則，將植被保護作為沙漠化防治工程中的重點工作內容，并進一步強化瀕臨沙漠化地區的基本農田生態保護與建設，在封沙育林中堅持工程治沙和植物治沙并舉。在充分發揮封沙育林沙漠化防治優勢的同時，還需要兼顧封沙育林產業生態效益和經濟效益，展現出石羊河林場封沙育林沙漠化防治的綜合價值。

4 結語

在沙漠化防治工作中，為增強民勤縣沙漠化防治效果、強化資源保護、提升生態效益，石羊河林場需編制科學的林場森林經營方案，構建完善的公益林撫育管護責任體系，積極鼓勵社會各界參與沙漠化防治，學習前沿知識與技術。

石羊河林場地處沙漠干旱區，封沙育林項目在沙漠化防治工作中發揮了重要作用，應從經濟效益、生態效益的角度出發全面提升石羊河林場防風、生態防護等功能，使石羊河林場區域內沙漠化防治效果不斷提升，充分發揮石羊河林場沙漠化防治對民勤縣綠洲基礎設施、農田、村舍農莊的保護作用，將石羊河林場打造為甘肅省干旱荒漠區治沙示范工程，為石羊河林場未來長期可持續發展奠定基礎。