新疆昌吉州荒漠化防治造林樹種適宜性評價

摘要：為篩選出適宜樹種，對新疆昌吉回族自治州北部荒荒漠化防治樹種適宜性進行了評價，在適地適樹的基礎上，從生態適應性、生態功能、經濟性及觀賞性四個方面開展了調查和研究。結果表明：①建議選取梭梭、沙拐棗、多枝檉柳、胡楊、黑果枸杞、沙棘作為中度以上荒漠化區的首選樹種，建議選取白蠟、白榆、新疆楊、寧夏枸杞作為輕度以下荒漠化區的首選樹種。②防風固沙樹種建議選擇排名靠前的梭梭、沙拐棗、多枝檉柳，其生態適應性強，防風固沙性能優良，水土保持林建議選擇梭梭、檉柳、沙拐棗和檸條錦雞兒，農田防護林建議選擇白蠟、白榆、新疆楊、梭梭。③經濟林樹種建議選取梭梭接種肉蓯蓉、寧夏枸杞和沙棘為主栽樹種，黑果枸杞、文冠果、細枝巖黃耆可作為試驗推廣樹種。

關鍵詞：昌吉州；荒漠化；造林樹種；適宜性；評價

Suitability evaluation of afforestation trees for desertification control in Changji Prefecture， Xinjiang

MA Jing^1，3， SUN Guili^1，2， ZHOU Jianhui³

（1. College of Forestry and Horticulture， Xinjiang Agricultural University， Urumqi "830052， Xinjiang， China; 2. Key Laboratory of Forestry Ecology and Industrial Technology in Arid Areas， Urumqi "830052， Xinjiang， China; 3."Changji Hui Autonomous Prefecture Forestry and Grassland Technology Extension Center， Changji 830001， Xinjiang， China）

Abstract：This study evaluated the suitability of desertification control tree species in the north of Changji Hui Autonomous Prefecture， Xinjiang. Based on the suitability of land and trees， combined with the desert characteristics in the north of Changji Prefecture， the desertification control tree species suitable for planting in the study area were selected from four aspects： ecological adaptability， ecological function， economy and ornamental value. The results showed that： ①"It is recommended to select Haloxylon， jujube， Tamarix， populus euphratica， Lycium barbarum and sea buckthorn as the preferred tree species in the moderate desertification area， and ash， white elm， Xinjiang poplar and Ningxia Lycium barbarum as the preferred tree species in the mild desertification area. （2） It is recommended to choose the top wind and sand fixation tree species， which have strong ecological adaptability and excellent wind and sand fixation performance. It is recommended to choose Haloxell， Tamarisk， jujube and Caragana koragana for soil and water conservation forest， and it is recommended to choose white wax， white elm， Xinjiang poplar and Haloxell for farmland shelterbelt forest. ③"It is suggested to choose cistanche inoculated with Halossalis， Wolfberry and sea buckthorn as the main tree species for economic forest， and Wolfberry， Wenguan fruit and Acanthus leptocladus can be used as the experimental tree species.

Key words："Changji Hui Autonomous Prefecture; Desertification; Afforestation species; suitability; Evaluation;

樹種的選擇是荒漠化防治工程建設的關鍵一步。樹木的生物學特征、生態功能和景觀特征是樹木選擇的主要根據，決定了荒漠化防治工程能否發揮應有的生態效益和經濟效益。樹木的選用不但要遵循適地適樹準則，而且還要遵循適時適樹的準則，由于立地是由各種自然環境條件所組成的天然綜合體，由于氣候變化、自然災害等環境因素的影響，立地條件也隨之變化，從而根據不同的立地條件選用合適的樹木，根據自然條件的演替及時更新替換樹種非常重要。

昌吉州北部荒漠和大戈壁地帶，為古爾班通古特沙漠，植物資源稀少，以旱生及超旱生的荒漠植物居多，土壤砂礫化、次生鹽漬化現象突出，受自然原因和人為因素的綜合影響，林地、草地功能顯著下降，土壤喪失很多，資源貧乏，生物多樣性受到破壞，是昌吉州生態環境最脆弱的區域之一。近年來。立足準東經濟技術開發區發展需求，和準噶爾盆地南緣全面保護森林、草原、荒漠等生態系統，昌吉州政府決定實施準噶爾盆地東部生態保護和修復工程，通過人工植樹造林、封沙育林育草、工程固沙、退化草原修復等措施治理沙化土地，并利用森林撫育、退化林修復使森林質量有所改善，同時，繼續推進水土流失綜合治理、風沙源頭治理等工作，修復荒漠林草植被，提升防沙固沙、水土保持、生物多樣性等功能，增強自然生態系統質量和穩定性，筑牢昌吉州北部生態安全屏障。根據昌吉州林草管理部門2021年6至9月的實地調查數據顯示，昌吉州全域發生防護林枯死14.46 km²，經初步分析，枯死主要原因是近年來氣候變化、地下水位的下降及農業灌溉系統的破壞，導致以楊樹和榆樹為主要樹種的農田防護林發生了大面積枯死、瀕死，嚴重導致防護功能下降、病蟲害加重、林木損失，影響林業生態建設作用的充分發揮。因此，在荒漠化防治過程中，樹種的選擇尤為重要。

陳艷瑞等^[1]通過專家打分法、層次分析法和指數和法對準噶爾南緣區域11種防護林樹種開展適宜性評估，篩選出適宜用于該區域生態防護林建設的優良樹種五種。王偉等^[2]采用層次分析法，建立了重慶九龍坡區石漠化樹種選擇綜合評估系統，并構建了樹種選擇數量化評價模型，綜合評估出了43 個初選樹種，運用最優分割法將入選樹種劃分成三個等別。高帆等^[3]對黃河三角洲河口區樣地開展問卷調查，利用層次分析法（AHP）以森林營建主體樹種適應性評價為總目構建了評價指標框架，再采用線性加權法構建數學模型劃分樹種等別，給出了黃河三角洲河口區森林營建主體樹種的設計原則和選擇方式，共篩選得到了主要樹種40 個。侯婉晴等^[4]"從抗逆性，適應性，觀賞特性3 個準則層和抗寒性，抗旱性等18 個評價指標因子構建層次分析法評價體系，對伊寧市92 種園林樹種進行綜合評價及篩選，篩選出適宜在伊寧市及周邊地區推廣應用的園林樹種67 種。任余艷等^[5]應用綜合評估法，對毛烏素沙地七種不同立地類別上的各類樹木進行適宜性評估，篩選出七種適宜種植在固定沙地上的最優樹種，為毛烏素沙地的防沙治沙造林樹種的選用和資源合理配置提供依據。

目前，樹種的適應性評價研究已經有很多成果。有學者從形態習性、生長速度、土壤適應性、抗病蟲性等12 個指標對生態景觀林樹種選擇做出適宜性評價^[6-8]；有學者通過專家打分法選出參試樹種，由生態適應性、生態功能和經濟性狀3 個評價因素及10 個評價因子構成防護林樹種適宜性評價指標體系；并利用層次分析法確定指標權重，利用指數和法進行適宜性評價，確定樹種的綜合排序^[9-13]。本研究對昌吉州北部荒荒漠化防治樹種適宜性進行評價，在適地適樹的基礎上，結合昌吉州北部荒漠特點從生態適應性、生態功能、經濟性及觀賞性四個方面篩選出適宜研究區栽植的荒漠化防治樹種，為昌吉州北部荒漠防治提供有利參考，使研究區在今后的樹種選擇上有據可依，降低防護工程的風險，為荒漠化防治樹種選擇提供科學依據具有深遠意義。

1 研究區概況

昌吉回族自治州地處新疆維吾爾自治區天山山脈北麓，準噶爾盆地東南部。昌吉州被新疆首府烏魯木齊市從南、東、西三面環抱^"[14]。地貌北低南高，由東南方向西北方偏斜，南面為天山山地，北面為準噶爾盆地和古爾班通古特沙漠，中間地域則位于天山山地和沙漠盆地之間，由地表徑流沖積、洪積等組成，整體地貌相對平緩、水土環境比較良好。昌吉州東部可分為4 個地貌單元：天山山地、傾斜平原、沙漠盆地、北塔山山地。最高點位于南部天山山地，海拔5 022 m，最低點位于北部盆地中心丘河， 海拔241 m^[15]。

昌吉州為典型的大陸性干旱氣候。具有冬季嚴峻、夏季酷暑、晝夜溫差變化大的特點。往年平均氣溫為6.9 ℃，最高極端氣溫44.4 ℃，出現在7 月，極端最低氣溫-42.6 ℃，出現在1 月。1 月平均溫度為-15.0 ℃，7 月平均溫度為23.3 ℃。自然降水分布不均，年降水較少，在217.2 mm，主要集中在4-8 月。春夏季日照充足，多大風，氣候干燥，年平均蒸發量為1 834.2 mm，年日照時數在2 550.6 h，無霜期為176 d。昌吉州地形復雜，氣候差異大，從空間分布來看，氣溫是中西部高于東部，平原高于山區；降水是北部少于沿天山，平原少于山區。天山山區年平均氣溫2.3～5.7 ℃，年降水量344～572 mm，10 月至次年的4 月為積雪期，山區春夏季大降水或劇烈升溫能造成山洪暴發。平原冬冷夏熱，年平均氣溫5.5～8.0 ℃；年降水量154～238 mm，受季節影響，5 月、7 月份降水量為全年最多，占全年降水量的26～30 ％。年平均蒸發量1 607～2 162 mm，蒸發最大的6、7 月份在190～340 mm之間，12 月、1 月份最小，為6～28 mm。年日照時數2 342～2 680 h，日照時數以5～8 月份最多，月平均日照時數在300～320 h之間。霜凍在秋、冬、春三季都會出現，昌吉州各縣市每年在春秋轉換季節均會出現霜凍天氣，通常情況下，昌吉州中西部、北部等農業區及低洼地段受害相對較重，平均無霜期為161～189 d^[16]。

昌吉州常年有水的河流共35 條，地表水資源量29.3×10⁸"m³，地表水資源可以利用量24.78×10⁸"m³，其中昌吉州屬地表水資源可利用量19.567×10⁸"m³占79 %，兵團屬地表水資源可利用量5.214×10⁸"m³占21 %，地域分布為西多東少；地下水補給量14.86×10⁸"m³，可開采量11.927×10⁸"m³，其中昌吉州屬開采量9.14×10⁸"m³。昌吉州全部為內陸水系，數量少且分布不均勻，全部河流從高山區流出，在盆地區流失，流程短，水量小。除木壘縣外，昌吉州其他各縣市在海拔3 800 m以上的南部高山區都常年分布有冰川以及積雪。昌吉州境內有較少天然湖泊分布，面積比較大是阜康市南部山區的天池。根據昌吉回族自治州近年來國民經濟和社會發展統計公報顯示，2016 年、2017 年、2018 年、2019 年、2020 年實際用水量總量分別是30.46×10⁸"m³、28.83×10⁸"m³、27.73×10⁸"m³、26.22×10⁸"m³、25.48×10⁸"m³。2021 年全州水資源可利用量25.20×10⁸"m³，實際用水量達到25.28×10⁸"m³，其中用于人工生態環境補水的僅有0.74×10⁸"m³。全州建有水庫92 座，總庫容量為6.05×10⁸"m³，主要用于農業、工業和生活用水，生態用水主要依靠開采地下水^[17]。

2 研究方法

2.1 實地調研法

2021 年3至9 月，分別前往7 個縣市進行實地調查。主要調查荒漠化防治造林樹種種植情況：在7 個縣市開展調查，調查每個縣市種植情況，主要調查指標有：種植種類、種植面積、各縣市分布情況等。確定昌吉州荒漠化防治主要造林樹種，于2021 年4至9 月，固定樣株，各樹種選取典型樣株5 株，實地觀測在研究區的生長狀況，分別對不同樹種的生態適應性指標（耐旱性、耐寒性、抗蟲害能力）、生態功能指標（滯塵功能）、觀賞性指標（樹形、葉形及葉色、花形及花色、果形及果色）進行調查。按照各指標功能大小的弱、中、強分別賦值1、2、3。

2.2 評價指標選擇與確定方法

本研究根據文獻閱讀分析初步篩選的評價指標，制定“昌吉州北部荒漠區荒漠化防治適宜樹種評價指標體系專家調查表”，選擇請昌吉州林業技術推廣中心和昌吉州各縣市林業技術推廣中心專家及新疆農業大學相關專業的專家采用填寫調查表的形式對初選的評價指標篩選。另外，請當地林農填寫“對昌吉州荒漠化防治與沙產業發展的調查問卷”，以此了解制約人工種植的制約指標。

2.3 層次分析法

采用層次分析法確定荒漠化防治造林樹種適宜性評價指標權重。綜合相關文獻資料和實地走訪調查得到的大數據分析，并結合近10 年間昌吉州的荒漠化發展趨勢，選擇請昌吉州林業技術推廣中心和昌吉州各縣市林業技術推廣中心專家及新疆農業大學相關專業的專家，將“對昌吉州荒漠化防治造林樹種適宜性評價打分表”發給專家，請各位專家給出指標的權重值，在回收表格后再計算各指標均值和標準差，獲得各指標的權重值。

2.4 指數和法

通過指數和法進行樹木的生長適宜性評估構建模式，通過測量和統計資料的綜合權重得到各指數的評分，最后再得出對各樹種的綜合評分和等級排名，將評估系統建立在量化的數學模型上，并充分考察了各指數的相互作用，富有科學性^[18-27]。指數和法模型：

（1）

式中：N為荒漠化防治樹種適宜度指數，W_i為第i個指標的權重值，Y_ij為第j種樹木的i指標的對應分值，n為評價指標的個數。

3 結果與分析

3.1主要造林樹種調查

根據調查結果，昌吉州北部荒漠區域人工造林樹種約有27 種以上，本研究選取主要的造林樹種，共21 種。在昌吉州北部荒漠人工造林生態建設中，經濟林的建設主要由沙棘、枸杞和梭梭接種肉蓯蓉組成。防風固沙林的樹種主要由梭梭、檉柳和沙拐棗組成；其它防護林主要包括楊樹和榆樹，如表1所示。

3.1.1評價指標篩選

經專家研判，昌吉州北部荒漠區域主要生態問題表現為風沙危害嚴重、森林覆蓋度低、草原退化、林草植被質量不高，遠低于昌吉平均水平。從立地條件看，該區域是典型的暖溫帶大陸性干旱荒漠氣候，固定、半固定或流動沙地廣布，水資源匱乏，大部分地區年降水量在130 mm 以下。因此，考慮到植物對這些特殊自然環境的適應性，應考察植物的耐旱性、耐寒性、耐鹽性和抗病蟲害能力這4 項指標。經專家研判，該區域是準噶爾盆地南緣荒漠化防治重點生態功能區，需要增強防沙固沙、水土保持、提高生物多樣性等功能，從而提高自然生態系統質量和穩定性。因此，應重點考察防風能力、滯塵功能、抗污染能力這3 項指標。經調研走訪，種植成本、每公頃管護成本、每畝收入是直接影響當地林業部門和林農種植積極性的3 項指標，另外，考慮到沙漠旅游業發展需要，還需考察樹種的樹形、葉形及葉色、花形及花色、果形及果色4 項指標。

"走訪種植企業、合作社和林農，咨詢當地專業技術人員確定各樹種經濟性指標（種植成本、每畝管護成本、每畝收入），計算各指標平均值，通過查閱文獻資料結合相關專家意見，確定各樹種生態適應性指標（耐鹽性）、生態功能指標（防風能力）的強弱。昌吉州荒漠化防治主要造林樹種經濟指標如表2所示。

3.1.2指標權重

經過專家咨詢法，確定最終評價指標及權重，如表3所示。

從表中來看，一級指標中，生態適應性指標最為重要，故權重值較大；生態功能指標權重值次之；經濟性指標直接影響到林農種植積極性；觀賞性在荒漠化防治造林過程中的作用并不明顯，故其權重值最低。昌吉州北部沙漠及戈壁區域，水資源匱乏，耐旱性直接影響到樹種能否正常生長，其權重值相對較高；作為昌吉州防風固沙功能區，防風能力是首要考慮的生態功能指標，故其權重值相對較高。

3.1.3指標賦值結果

各指標量化標準及量化賦值結果見表4。

3.2 樹種排序結果

評價指標確定后，請昌吉州林業技術推廣中心和昌吉州各縣市林業技術專家及新疆農業大學相關專業的專家分別對參選樹種進行打分，匯總最終得分結果，得到中度以上荒漠化區適合選擇的樹種排序并見表5。

綜合考慮樹種的生態適應性、生態功能、觀賞性和經濟性四方面的指標，中度以上荒漠化區適合選擇的樹種排序結果表明，梭梭、沙拐棗、多枝檉柳、胡楊綜合性狀表現良好，其次為黑果枸杞、沙棘、四翅冰藜、膜果麻黃，建議選取梭梭、沙拐棗、多枝檉柳、胡楊、黑果枸杞、沙棘作為中度以上荒漠化區的首選樹種。

匯總最終得分結果，得到輕度以下荒漠化區適合選擇的樹種排序并見表6。

綜合考慮樹種的生態適應性、生態功能、觀賞性和經濟性四方面的指標，輕度以下荒漠化區適合選擇的樹種排序結果表明，白蠟、白榆、新疆楊、寧夏枸杞綜合性狀表現良好，其次為尖果沙棗、大果沙棗、文冠果、葡萄，建議選取白蠟、白榆、新疆楊、寧夏枸杞作為輕度以下荒漠化區的首選樹種。

在防護林樹種排序見表7，得分高的樹種有梭梭、沙拐棗、白蠟、多枝檉柳、白榆、胡楊、新疆楊，建議選擇排名靠前的梭梭、沙拐棗、白蠟、多枝檉柳，其生態適應性強，防風固沙性能優良，沙拐棗前期生長較梭梭快，防護性能優良，新疆楊、白榆的抗旱性較梭梭差，目前栽植面積逐漸減少，梭梭抗旱性強，目前種植較廣泛，推薦用做主要防護林樹種。

在經濟林樹種排序見表8，得分高的樹種有梭梭接種肉蓯蓉、寧夏枸杞、黑果枸杞、沙棘、大果沙棗、文冠果、葡萄，建議首選排在前三名的經濟林樹種：梭梭接種肉蓯蓉、寧夏枸杞、沙棘，這些樹種在北部荒漠生態適應性強，經濟性好，經過長期的栽植實踐，積累了豐富的經驗，且現階段栽植面積具有絕對優勢，與本研究結果相符；在調查過程中了解到，文冠果和大果沙棗因在當地產量不高，目前還屬于試種階段，葡萄在當地具有較長時間的栽培歷史，但因品種更新快、管護成本高、市場需求達到飽和等原因，種植面積逐年下降。

4 結論

分析各樹種的生態學特性，昌吉州荒漠化防治主要造林樹種均有較強的生態適應性，昌吉州北部荒漠沙漠性氣候特征顯著，加之地下水位連年下降，首要考慮的是樹木抗旱性能，其次是樹木順利越冬的問題，冬季寒冷、夏季炎熱、晝夜溫差大，年平均氣溫在6.9 ℃，極端最高氣溫44.4 ℃，出現在7 月，極端最低氣溫-42.6 ℃，出現在1 月，在昌吉州北部荒漠順利越冬，宜廣泛栽培抗寒性強的樹種。

荒漠區的防風固沙林樹種，當地主栽樹種為梭梭、檉柳、沙拐棗和胡楊，具有一定耐旱性和耐寒性，且抗性強，防風固沙效果優良。水土保持林主栽樹種為梭梭、檉柳、沙拐棗和檸條錦雞兒。農田防護林主栽樹種為楊樹和榆樹，但近幾年由于環境變化、造林和經營不當、遭受自然災害、林業有害生物危害等因素影響，林分提前或加速進入生理衰退階段，楊樹、榆樹出現枯死、瀕死、生長不良等現象，穩定性降低，生態防護功能退化甚至喪失。梭梭、檉柳、沙拐棗、胡楊等樹種耐旱性相對較強，白榆、新疆楊、箭桿楊、鉆天楊等耐旱性相對較弱，梭梭是抗旱力極強，根系發達，在氣溫高達43 ℃而地表溫度高達60-70 ℃甚至80 ℃的情況下，仍能正常生長，為當地大面積栽種樹種。

經過適宜性評價，建議選取梭梭、沙拐棗、多枝檉柳、胡楊、黑果枸杞、沙棘作為中度以上荒漠化區的首選樹種，建議選取白蠟、白榆、新疆楊、寧夏枸杞作為輕度以下荒漠化區的首選樹種。

防風固沙樹種建議選擇排名靠前的梭梭、沙拐棗、多枝檉柳，其生態適應性強，防風固沙性能優良，水土保持林建議選擇梭梭、檉柳、沙拐棗和檸條錦雞兒，農田防護林建議選擇白蠟、白榆、新疆楊、梭梭。新疆楊、白榆的抗旱性較梭梭差，目前栽植面積逐漸減少，梭梭抗旱性強，目前種植較廣泛，推薦用做主要防護林樹種。

經濟林樹種建議選取梭梭接種肉蓯蓉、寧夏枸杞和沙棘為主栽樹種，這三大樹種在生態適應性、生態功能、經濟性和觀賞性四方面的評分均較高，且在當地已經有豐富的栽培經驗。黑果枸杞、文冠果、細枝巖黃耆可作為試驗推廣樹種，在保證經濟效益和生態效益的基礎上不斷探索和豐富當地的經濟林適宜樹種。

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資助項目：中央財政林草推廣項目（新[2022]TG09號）；2021年三區人才項目資助

作者簡介：馬靖（1986-），女，新疆阜康人，碩士，主要從事荒漠化防治研究。郵箱：290677807@qq.com；

通信作者：孫桂麗（1979-），女，教授，主要從事風險評估與生態恢復等方面的研究."E-mail：sxfgl@126.com