黃土丘陵溝壑區(qū)林草間作種植效益評(píng)估

王致萍 周文濤 張曉霞

摘要：為了評(píng)估黃土丘陵溝壑區(qū)近10年來退耕還林還草工程實(shí)施過程中林草間作模式產(chǎn)生的實(shí)際效益，對定西市部分地區(qū)隨機(jī)抽樣調(diào)查，選取5種典型的林草復(fù)合植被系統(tǒng)進(jìn)行定量分析，結(jié)果表明：林草間作種植模式兼顧了生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)3大效益，達(dá)到了農(nóng)民增收致富，同時(shí)改變土地利用結(jié)構(gòu)、恢復(fù)植被、減少水土流失、改善生態(tài)環(huán)境的目的。林草間作模式的經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在草畜轉(zhuǎn)化上，生態(tài)效益主要為水土保持與改良土壤結(jié)構(gòu)，社會(huì)效益主要表現(xiàn)為林草牧業(yè)統(tǒng)一協(xié)調(diào)發(fā)展。林草間作模式培育初期經(jīng)濟(jì)效益較低，后期生態(tài)效益和社會(huì)效益較高。

關(guān)鍵詞：效益評(píng)估；林草間作；種植模式；黃土丘陵溝壑區(qū)

中圖分類號(hào)：S157.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-5500(2009)06-0062-05

黃土高原丘陵溝壑區(qū)受地理位置的過渡性、氣候變化的劇烈性、地形和地貌的復(fù)雜性、土壤的易蝕性以及人類活動(dòng)對植被的破壞等多種因素的影響，已成為我國水土流失最嚴(yán)重和生態(tài)環(huán)境最脆弱的地區(qū)之一。位于黃土高原丘陵溝壑干旱半干旱區(qū)的甘肅省定西地區(qū)，面臨生態(tài)惡劣和經(jīng)濟(jì)貧困的雙重危機(jī)。近10年來，定西市全面實(shí)施退耕還林還草，在治理和恢復(fù)生態(tài)環(huán)境方面取得了顯著的成效。黃土丘陵溝壑區(qū)的立地條件決定了林草復(fù)合種植成為退耕還林還草中的重要經(jīng)營管理模式，也成了解決中國西部草原生態(tài)問題的有效途徑。目前，對植被恢復(fù)與生態(tài)環(huán)境治理方面的研究很多，但針對黃土丘陵溝壑區(qū)退耕還林還草工程實(shí)施效果的定量分析較少，尤其是對不同復(fù)合植被系統(tǒng)的長期效應(yīng)研究尚未見報(bào)道。本研究選取黃土丘陵溝壑區(qū)退耕還林還草工程中典型的林草間作植被系統(tǒng)，評(píng)估10年來該立體種植模式的整體效益，為該區(qū)域退耕還林還草及生態(tài)補(bǔ)償后續(xù)政策的制定提供可參考的依據(jù)。

1研究區(qū)概況

研究區(qū)位于黃土丘陵溝壑區(qū)的典型地區(qū)定西市(E103°27′～105°38′，N34°07′～36°02′)，屬南溫帶半濕潤向中溫帶半干旱過渡氣候區(qū)，年均降水量425～596mm，主要集中在7～9月，且多以暴雨的形式出現(xiàn)，年蒸發(fā)量1400mm以上。全市水土流失面積16727km²，占總土地面積的82.3％；年均徑流模數(shù)81346113m／km²，土壤年均侵蝕模數(shù)為5252.7t／km²，年均剝蝕土壤3.9mm，流失氮、磷、鉀養(yǎng)分190多萬t，是世界上水土流失最嚴(yán)重的地區(qū)之一。水資源短缺和生態(tài)環(huán)境脆弱的雙重壓力阻礙了農(nóng)村生產(chǎn)力的發(fā)展，加大了脫貧致富的難度，嚴(yán)重制約了全區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展。植被稀疏、干旱少雨、水土流失嚴(yán)重、生態(tài)環(huán)境酷劣，是長期制約當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)健康發(fā)展的主要“瓶頸”，長期以來定西市是黃土高原生態(tài)貧困地區(qū)的典型代表。

2林草種植模式選擇

對適宜當(dāng)?shù)胤N植的苜蓿、紅豆草、沙打旺、草木樨、高粱等牧草進(jìn)行調(diào)查，結(jié)合不同立地條件下的牧草生長狀況，綜合分析生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，選取綜合效益最高的苜蓿作為林草間作的牧草品種。對國內(nèi)外20個(gè)苜蓿品種材料連續(xù)進(jìn)行了2年(2005～2007)的田間篩選試驗(yàn)，通過對株高、生長速度、分枝數(shù)、刈割次數(shù)、草產(chǎn)量等指標(biāo)的測定及權(quán)重分析，結(jié)果表明：隴東苜?？购的蜔?，出苗率達(dá)87％，成苗率達(dá)82％，越冬率95％，可刈割2.5茬，青干草產(chǎn)量10.2t／hm²；其次阿爾岡金苜?？购敌院?，出苗率達(dá)86％，成苗率達(dá)83％，越冬率92％以上，可刈割2.5茬，青干草產(chǎn)量達(dá)9.25t／hm²。

根據(jù)定西市開展的小流域地形小氣候、土壤水分特征與治理措施對位配置研究和水土保持治理措施對位配置推廣與深化研究項(xiàng)目提出的黃土丘陵區(qū)水土保持綜合治理植物措施對位配置模式，結(jié)合植被生長狀況和生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)收益選擇典型的林草間作模式進(jìn)行研究(表1)。

3結(jié)果與分析

3.1生態(tài)效益

在黃土丘陵地區(qū)，農(nóng)田、草地和人工林地均存在不同程度的水分虧缺，形成土壤干層，限制了農(nóng)作物的生產(chǎn)，并導(dǎo)致了許多人工植被因水分虧缺而衰敗，甚至成片死亡，嚴(yán)重制約了黃土高原的生態(tài)環(huán)境建設(shè)。同時(shí)，定西地區(qū)土壤侵蝕面積占總土地面積的82.3％，平均侵蝕模數(shù)5252.7t／km²，年平均流失泥沙總量約8786×104t。土壤侵蝕的惡果造成土地貧瘠，生態(tài)環(huán)境不斷惡化，“三料”俱缺，人民生活困難，經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后。

不同的植被類型在不同的地區(qū)對土壤的性狀影響不同，因此不同的植被類型將直接影響到土壤的特性。土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體的含數(shù)是土壤好壞的關(guān)鍵，決定著土壤抗沖蝕性的好壞。以粗粉沙為主的黃土丘陵地區(qū)，水穩(wěn)性團(tuán)聚體的含量普遍較低，可能是退耕年限時(shí)間較短的緣故。本文采用純水分散的濕篩法測定土壤團(tuán)聚體含量，儀器使用Ft-3型土壤團(tuán)粒分析儀。振蕩頻率30次／min，時(shí)間選定30min，將篩分出的0.25、0.5、1.0、2.0及5.0mm以上的水穩(wěn)性團(tuán)粒烘干，稱重，除砂，計(jì)算各粒級(jí)的相對含量。對研究區(qū)典型的5種林草間作種植模式區(qū)土壤進(jìn)行水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量分析表明(表2)，不同林草間作種植模式的土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量明顯高于天然草地和農(nóng)田，各樣地表層、亞表層土壤的結(jié)構(gòu)性能有所提高，團(tuán)聚度、團(tuán)聚狀況、結(jié)構(gòu)性顆粒指數(shù)大體呈上升趨勢。這是由于不同種植模式下土壤有機(jī)質(zhì)的數(shù)量、組成、性質(zhì)，根系作用狀況和分泌產(chǎn)物及其土壤酸度的不同所致。在0～20cm土層檉柳＋苜蓿林草種植模式區(qū)域水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量較高，在20～40cm土層沙棘＋苜蓿林草種植模式區(qū)域水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量相對較高。

林草間作的立體植被結(jié)構(gòu)通過冠層截留降水，降低水滴勢能，調(diào)節(jié)降水分配，通過種草增加地表粗糙度和表層土壤根系，降低地表徑流量和土壤侵蝕量，從而達(dá)到土壤一植被系統(tǒng)保持水土的生態(tài)效能。張?jiān)磁嫱ㄟ^對黃土丘陵區(qū)坡地林草間作土壤水分動(dòng)態(tài)監(jiān)測，結(jié)果表明：苜蓿地土壤水分變化主要在0～40cm；山杏林地土壤水分變化主要在60～100cm。

通過分析5種林草間作種植模式有效提高干旱山區(qū)的水源涵養(yǎng)能力，對土壤保水保墑、防止水土流失有明顯促進(jìn)作用。

結(jié)合退耕還林還草工程，定西地區(qū)大面積推廣林草間作模式，全區(qū)2000～2005年退耕還林3.2萬hm²荒山造林3萬hm²，造林保存面積由1999年的3.8萬hm²增加到2005年的10萬hm²，森林覆蓋率提高到10.2％，流域內(nèi)水土流失得到有效控制，生態(tài)環(huán)境惡化的趨勢已有緩解跡象。

3.2經(jīng)濟(jì)效益

定西地區(qū)耕地中山坡旱地占68.4％，有效灌溉面積比例不到12％。加之旱災(zāi)、冰雹等自然災(zāi)害頻繁和

降水時(shí)空分布不均等不利因素的影響，糧食產(chǎn)量低而不穩(wěn)，干旱欠收絕收年份頻繁發(fā)生。選擇耐干旱耐貧瘠的林草品種進(jìn)行立體種植，可較好地安排農(nóng)林牧項(xiàng)目短、中、長期的結(jié)合，不同時(shí)期可獲得不同產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益。

研究區(qū)試驗(yàn)表明，經(jīng)過3～5年的林草間作種植，可使牧草產(chǎn)量提高5～7倍，近期可獲得草牧業(yè)收益，遠(yuǎn)期有林果業(yè)收益，能夠僅發(fā)揮出長短期相結(jié)合的經(jīng)濟(jì)效益，幫助農(nóng)民早日脫貧致富。林草間作種植模式，既可除莠施肥、改良土壤、提高林果單位面積產(chǎn)量，又可收獲牧草飼養(yǎng)家畜發(fā)展畜牧業(yè)。研究區(qū)山桃+苜蓿種植模式，3年可積累干物質(zhì)2.8萬kg／hm²，折合蛋白質(zhì)3000kg／hm²，無氮營養(yǎng)物8000kg／hm²；3年可固氮400kg／hm²，保磷85kg／hm²，相當(dāng)于1000kg尿素或15萬kg優(yōu)質(zhì)廄肥，土坡有機(jī)質(zhì)增加0.004％，團(tuán)粒結(jié)構(gòu)增長1.3倍。試驗(yàn)區(qū)山杏林間種植紫花苜蓿，年刈割3次，鮮草產(chǎn)量3.1kg／hm²，牧草控制了雜草，節(jié)省了除草工時(shí)，增加了土壤氮素，同時(shí)提高了山杏的產(chǎn)量和品質(zhì)。

結(jié)合退耕還林還草補(bǔ)貼政策，定西市大面積推廣適應(yīng)該區(qū)的林草間作種植模式。對位于定西市北山的隨機(jī)抽取的有代表性的30戶入戶調(diào)查，該地山地和川地面積相當(dāng)，主要種植模式是沙棘＋隴東苜蓿、側(cè)柏＋隴東苜蓿。其中隴東苜蓿的種植面積比沙棘和側(cè)柏的多，每人有0.27hm²或0.33hm²地主要種植隴東苜蓿，可收獲干草150～200kg，純收入均在100～430元，收益遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)模式下的種植。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)該區(qū)有很多農(nóng)戶進(jìn)行小規(guī)模的牧草經(jīng)營，以捆形式出售(草葉也可打入捆，所以浪費(fèi)較少)，每捆50kg，干草收購價(jià)0.8元／kg，每捆收入有100～200元。主要支出有，機(jī)械投入3萬元、人工費(fèi)投入每人每天50元～60元、草繩10元／t、油10元／t。對小規(guī)模農(nóng)戶經(jīng)營商來說最高收入為1100元／t，平均收入為1000元／t。草捆主要銷往河北、內(nèi)蒙、上海、四川等地的奶牛場。較好的是大型收購商會(huì)上門收購草捆，并且運(yùn)費(fèi)由收購商承擔(dān)，主要是汽車運(yùn)輸，這很大程度減少了小規(guī)模經(jīng)營農(nóng)戶的成本支出。對農(nóng)戶來說隴東苜蓿草的收入最高達(dá)到3000～4000元。林草間作模式不僅增加了林草的種植面積，也促進(jìn)了牧草加工業(yè)的形成和發(fā)展，而且給農(nóng)戶帶來很大的經(jīng)濟(jì)利益。

對定西市南山的隨機(jī)抽取的有代表性的50戶入戶調(diào)查，其主要種植模式有：檉柳+隴東苜蓿、沙棘＋隴東苜蓿、山桃＋隴東苜蓿、山杏＋隴東苜蓿。調(diào)查發(fā)現(xiàn)單一種植小麥、玉米、披堿草和無芒雀麥的純收入均在50～270元，而采取山杏＋隴東苜蓿、山桃＋隴東苜蓿和側(cè)柏＋隴東苜蓿等林草間作模式的純收入在85～520元。退耕還林還草補(bǔ)貼每年每畝2700元／hm²，其中一半直接發(fā)給農(nóng)戶，一半用于政府統(tǒng)籌發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)。如果再將生態(tài)效益、社會(huì)效益計(jì)入其中，所產(chǎn)生的綜合效益將非常明顯。

3.3社會(huì)效益

林草結(jié)合種草養(yǎng)畜的林草牧一體化發(fā)展模式不僅吸納了更多的農(nóng)村剩余勞動(dòng)力，還有效的促進(jìn)了定西地區(qū)畜牧業(yè)的發(fā)展，2004年該區(qū)畜牧業(yè)總產(chǎn)值為109368.63萬元，到2007年增加至161562.7萬元。林草間作模式的推廣，使農(nóng)民在種草養(yǎng)畜、使用沼氣、草畜產(chǎn)品加工等生產(chǎn)中掌握了新的先進(jìn)技術(shù)，改變了農(nóng)民的傳統(tǒng)意識(shí)觀念，有利于增強(qiáng)廣大農(nóng)民的科技意識(shí)、生態(tài)意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展意識(shí)。

黃土丘陵溝壑區(qū)發(fā)展林草結(jié)合、種草養(yǎng)畜、林草牧一體化模式，建立水土保持型營養(yǎng)體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系，是解決山區(qū)林牧矛盾，充分發(fā)揮土地生產(chǎn)潛力，以草促林，制止濫墾亂伐、破壞生態(tài)植被，實(shí)現(xiàn)林草牧業(yè)統(tǒng)一協(xié)調(diào)發(fā)展并向高層次、高效益循環(huán)和可持續(xù)發(fā)展的必然途徑，在多種因素的作用下，定西地區(qū)林業(yè)生產(chǎn)總值由2006年的5578.73萬元增加至2007年的5656.98萬元。林區(qū)發(fā)展草業(yè)的潛力大，林間種草和林區(qū)空地種草一方面通過種草灌木，早生植物為生長喬木創(chuàng)造條件；另一方面通過草灌喬結(jié)合改土造林，可有效控制風(fēng)沙危害和水土流失，解決群眾所需的飼料、肥料、燃料問題，從而提高群眾造林的積極性和造林成活率，有利于達(dá)到治理國土、脫貧致富的目的。林草牧一體化綜合發(fā)展模式是運(yùn)用生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)和系統(tǒng)工程原理指導(dǎo)農(nóng)業(yè)區(qū)域綜合開發(fā)的有益嘗試，該模式成功地把綠色植物的第一級(jí)生產(chǎn)和動(dòng)物養(yǎng)殖的第一級(jí)生產(chǎn)有機(jī)地聯(lián)系起來，把林草植被建設(shè)成果的一部分以商品的形式表現(xiàn)出來。通過林草間作模式的探索研究，推進(jìn)黃土丘陵溝壑區(qū)傳統(tǒng)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，促進(jìn)農(nóng)民增收和新農(nóng)村建設(shè)，可實(shí)現(xiàn)更大的社會(huì)效益。

3討論

研究表明，立地條件較差的黃土丘陵溝壑區(qū)進(jìn)行林草間作種植，比傳統(tǒng)的單一種植模式有更高的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。但在特定立地條件下針對不同林草間作模式，要進(jìn)行分類經(jīng)營、分類管理。從市場導(dǎo)向原則考慮，開發(fā)利用退耕地生產(chǎn)的林特產(chǎn)品、畜產(chǎn)品應(yīng)是適銷對路的經(jīng)濟(jì)價(jià)值高、品質(zhì)好的產(chǎn)品。開發(fā)利用退耕地采用產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營的形式，即有龍頭企業(yè)牽引、以退耕地為生產(chǎn)基地、實(shí)行公司＋農(nóng)戶(承包使用退耕地農(nóng)戶)，或公司＋基地形式。產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營可以實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)營，便于采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，便于政府的支持與引導(dǎo)。

在林草間作種植模式推廣過程中，營造商品林(經(jīng)濟(jì)林、薪炭林、用材林)或種草養(yǎng)畜，主要依靠集體和個(gè)人投資，以市場為導(dǎo)向，自主經(jīng)營，自負(fù)盈虧；營造生態(tài)公益林(防護(hù)林)，由于生態(tài)效益的外部性與共享性，以及經(jīng)濟(jì)效益低下，投資主體應(yīng)以國家和地方政府為主，農(nóng)民以工代賑出勞動(dòng)力。生態(tài)經(jīng)濟(jì)型防護(hù)林則應(yīng)在保持生態(tài)平衡的前提下，以市場為導(dǎo)向，實(shí)行產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營，國家給予適當(dāng)?shù)难a(bǔ)貼，集體或個(gè)人投資為主。

定西地區(qū)按照不同地貌類型和生態(tài)條件，采取水平梯田、隔坡梯田、水平溝、魚鱗式、漏斗式集流坑等不同形式的工程節(jié)水技術(shù)，根據(jù)不同的立地條件選擇適宜的草、樹種進(jìn)行種植，既有效利用了水土資源，又實(shí)現(xiàn)了生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)收益。但一些科技含量較高的先進(jìn)技術(shù)，如高性能防滲蓄水技術(shù)、節(jié)水灌溉技術(shù)以及保水保肥技術(shù)、抗旱品種篩選等農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)，由于本身投資大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作不便等原因，推廣應(yīng)用受到很大限制，許多先進(jìn)技術(shù)還處于試驗(yàn)推廣階段。