西北干旱區(qū)氣候特點(diǎn)及城市樹種選擇

王志剛 劉 芳

中國林科院沙漠林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心 磴口 015200

隨著西部經(jīng)濟(jì)的快速增長和城市化進(jìn)程加快，城市森林建設(shè)受到前所未有的重視。城市森林建設(shè)對(duì)改善城市生態(tài)環(huán)境、弘揚(yáng)城市文化，提升城市品位、促進(jìn)人與自然和諧、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境建設(shè)相協(xié)調(diào)等方面具有重要意義[1-3]。然而，由于西北地區(qū)干旱少雨、日照強(qiáng)烈、溫差大，城市熱島效應(yīng)明顯等，其城市森林建設(shè)也具有區(qū)別于中東部地區(qū)的顯著特征。由于我國西北干旱地區(qū)城市森林建設(shè)起步較晚，城市森林建設(shè)的區(qū)域性自然地理特征尚未引起人們足夠的認(rèn)識(shí)，許多城市為了模仿中東部地區(qū)城市森林的景觀效果，在付出換土植樹、大樹移栽、人工草皮等高額代價(jià)的情況下，仍常見成活率不高、蟲害嚴(yán)重、土壤積鹽等問題，還有許多城市連市區(qū)內(nèi)的地面風(fēng)沙活動(dòng)都不能很好地阻滯，實(shí)為背本趨末?？傮w上看，西北干旱地區(qū)城市森林建設(shè)遠(yuǎn)未形成水資源合理利用、城市森林持續(xù)健康發(fā)展、人居環(huán)境不斷改善的良性循環(huán)。

文章試圖從西北干旱地區(qū)的自然地理特征入手，解析該地區(qū)與城市森林建設(shè)有關(guān)的特殊性問題，以供討論和參考。

1 干旱區(qū)的特殊氣候問題

1.1 沙塵問題

西北干旱地區(qū)多數(shù)城市處在風(fēng)沙活動(dòng)頻繁的綠洲邊緣區(qū)，在冬春季干燥多風(fēng)的氣候背景下，沙塵暴將大量沙物質(zhì)沉降在背風(fēng)部位參與城市近地面沙塵運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，隨著城市建設(shè)規(guī)模逐步擴(kuò)大、建筑工地開挖和沙土料運(yùn)輸不可避免地產(chǎn)生沙塵，粒級(jí)在0.05～1mm的松散沙塵在干燥多風(fēng)的氣象條件下極易形成近地面風(fēng)沙流，對(duì)居民的身心健康和交通安全產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p害。

利用旱生灌木建植地被風(fēng)障，可以有效控制地表風(fēng)沙活動(dòng)。適當(dāng)清理枯落物，可解決冬春季火險(xiǎn)問題，耗水量大大低于草被。較高的風(fēng)障體可以明顯降低體感風(fēng)速，還可以利用不同灌木樹種的樹姿特征適當(dāng)造景，是解決西北干旱地區(qū)城市風(fēng)沙問題的有效途徑。

1.2 溫差問題

西北干旱地區(qū)溫差大。日較差?？蛇_(dá)15℃以上，“早穿皮襖午穿紗，抱著火爐吃西瓜”。年較差也大，極端年份最高溫度較最低溫度高出65℃。

隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，城市熱島效應(yīng)也變得越來越明顯。城市熱島的形成，除人工熱源的影響外，主要是受城市下墊面特性的影響。與城市熱島效應(yīng)相對(duì)應(yīng)的是綠洲冷島效應(yīng)。城市森林的蒸騰作用消耗大量的熱能，從而具有良好的降溫效果。我們對(duì)農(nóng)田防護(hù)林緩解平流凍害的實(shí)地調(diào)查顯示，防護(hù)林健全的農(nóng)田凍害明顯輕于裸地或防護(hù)林不健全的地段，健全的防護(hù)林可提高最低溫度2℃[4]。樹木的防風(fēng)效應(yīng)還使人體在寒風(fēng)中的體感溫度較裸地顯著提高。總之，健全的城市森林可以營造出相對(duì)冬暖夏涼的城市小氣候，尤其對(duì)人的體感溫度改善更為明顯。

1.3 強(qiáng)日照問題

西北干旱地區(qū)云雨天氣稀少，日照時(shí)間長、強(qiáng)度大。過強(qiáng)的光線不僅對(duì)人的視覺有害，增加白內(nèi)障等眼病的發(fā)病率，長時(shí)間強(qiáng)陽光刺激還能干擾大腦中樞高級(jí)神經(jīng)的功能，表現(xiàn)為頭痛、失眠、注意力不集中，食欲下降等神經(jīng)衰弱樣癥狀。綠樹成蔭可以減少強(qiáng)太陽光線中有害成份的輻射，顯著提高視覺舒適度；還能降低陽光性皮炎、皮膚癌的發(fā)生率。

日本的青木陽曾于1987年提出“綠視率”概念。綠視率（Green Looking Ratio）：指人們視野中綠色植物所占的比例，它強(qiáng)調(diào)立體的視覺效果，代表城市綠化的更高水準(zhǔn)。綠色在人的視野中達(dá)到25%時(shí)，人感覺最為舒適。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上長壽地區(qū)的“綠視率”均在15%以上。與“綠化率”“綠地率”相比，“綠視率”更能反映公共綠化環(huán)境的質(zhì)量，更貼近人們的生活。垂直綠化對(duì)城市光污染具有一定程度的平衡作用，真正地實(shí)現(xiàn)了景觀綠化設(shè)計(jì)中“以人為本”的設(shè)計(jì)思想，具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。因此，只要有足夠大的空間，在不違背采光、電力線路安全、交通安全等要求的前提下，盡可能多地利用高大樹種是形成城市森林景觀的必要措施。這和城市森林防風(fēng)效應(yīng)、溫度調(diào)節(jié)功能的要求是一致的。

1.4 水鹽動(dòng)態(tài)問題

西北干旱地區(qū)城市森林營造和管理必須關(guān)注水鹽動(dòng)態(tài)問題，這是有別于中東部地區(qū)城市森林的最顯著特征。干旱地區(qū)降雨稀少，即使選用耐旱的植物材料、將建筑物和道路的雨水也全部用于灌溉，對(duì)于城市森林的需要而言仍然是微不足道的。綠洲型城市森林需要建立在綠洲型水循環(huán)的基礎(chǔ)之上。人工補(bǔ)灌無論在建設(shè)初期還是在后期養(yǎng)護(hù)過程中，都是必不可少的。

如果采用城區(qū)內(nèi)就地打井灌溉，則城區(qū)地下水位將下降，使地下水出現(xiàn)大面積漏斗，破壞應(yīng)有的灌排平衡。低壓漏斗區(qū)匯集鄰近高壓區(qū)地下水，抽取的地下水用于灌溉后，純水被大量地面蒸發(fā)和植物蒸騰消耗，濃縮的鹽分被滯留在土壤和植物體中，或隨滲漏水滲透到地下水中。以地下水含鹽量(0.8～1.8)g/L計(jì)，每蒸散1 000m3，就會(huì)有(0.8～1.8)t鹽分被濃縮。當(dāng)每次灌溉都掌握在田間持水量以內(nèi)，則土壤含鹽量持續(xù)增高，形成表聚鹽漬化；當(dāng)灌溉量大于田間持水量時(shí)，則濃縮的土壤鹽分淋溶到地下水漏斗，參與持續(xù)的水分消耗和鹽分濃縮過程，使地下水水質(zhì)進(jìn)入持續(xù)的積鹽惡化過程。因此，無論水量是否充足，就地打井灌溉城市森林只能在建設(shè)過程中作為應(yīng)急措施運(yùn)用，決非長久之計(jì)。

干旱區(qū)綠洲城市森林灌溉水應(yīng)來源于城區(qū)水系上游，只有外源水輸入灌溉才能保證城市地下水原有的供排關(guān)系。必須保證一定量的灌溉滲漏水才能保證土壤積鹽過程和脫鹽過程處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，這與花盆的灌溉原則是一致的。少給勤填的灌溉方式不但會(huì)導(dǎo)致土壤積鹽，也由于強(qiáng)烈的地表蒸發(fā)導(dǎo)致水分利用系數(shù)降低，造成水資源浪費(fèi)。

2 適宜樹（草）種簡評(píng)

西北干旱地區(qū)嚴(yán)酷的氣候條件決定了適生樹種選擇范圍狹窄。雖經(jīng)不斷引種栽培，可用于城市森林建設(shè)的樹種仍很單調(diào)。

2.1 廣域性樹種

廣域性常見種類雖然對(duì)干旱氣候有一定耐受性，但對(duì)土壤水肥條件的要求仍然比較高，一般都要求含鹽量較低的肥沃土壤。適合栽植的廣域性樹（草）種如下：

(1)落葉喬木類：高抗光肩星天牛的落葉大喬木僅見毛白楊、河北楊、北抗楊三種。其中以河北楊耐干旱最優(yōu)。

(2)常綠針葉樹類：較適應(yīng)的有樟子松、檜柏、側(cè)柏、青海云杉、白扦等。其中樟子松、檜柏適應(yīng)性較好。

(3)小喬木類：有小葉白蠟、杜梨、桃葉衛(wèi)矛、臭椿、刺槐、香花槐、海棠、國槐、皂角等。其中小葉白蠟、杜梨、桃葉衛(wèi)矛適應(yīng)性良好，長壽且無明顯缺陷。小葉白蠟三、四年生苗木造林成活率高，大苗移栽效果差；而杜梨、桃葉衛(wèi)矛則可大可小。臭椿、刺槐、香花槐、海棠、國槐、皂角等不同程度地存在抽梢、樹干日灼傷；刺槐、香花槐幼樹抗風(fēng)性較差，枝角處風(fēng)劈較常見；刺槐、國槐蚜蟲較重，不提倡作為行道樹栽植。桃葉衛(wèi)矛花期似對(duì)某些蠅類有招引作用，不提倡大量作為居住區(qū)綠化使用。

(4)花灌木類：較為適應(yīng)的有榆葉梅、丁香、黃刺玫、連翹、珍珠玫、玫瑰、金銀木、文冠果、火炬樹、醉魚木、蒙古蕕等。

(5)垂直綠化藤本：五葉地錦、山蕎麥。

(6)庭院果木類：葡萄、棗、蘋果、梨、桃、李、杏等。

(7)宿根耐旱草本花卉：萱草、蜀葵等。

2.2 鄉(xiāng)土樹（草）種

西北干旱地區(qū)城市森林建設(shè)中適宜使用的鄉(xiāng)土樹（草）種不多，但適當(dāng)利用可以降低維護(hù)成本、體現(xiàn)地區(qū)特色。可資利用的種類有：沙棗、檉柳、花棒、錦雞兒、沙拐棗、紫穗槐、沙地柏、沙冬青、沙柳、烏柳、馬藺等。

(1)沙棗有抗旱、抗風(fēng)沙、耐貧瘠等特點(diǎn)。耐鹽堿能力也較強(qiáng)，在硫酸鹽土全鹽量1.5%以下時(shí)可以生長，而在氯化鹽土上全鹽量超過0.4%時(shí)則不適于生長。沙棗的固氮根瘤菌還能改良土壤，在城市森林中的應(yīng)用主要基于其良好的適應(yīng)性。審美價(jià)值體現(xiàn)在夏季相為全株銀灰色，冬季相全株為栗褐色、紅褐色果實(shí)宿存期長，可作為色塊搭配樹種；花期香味濃郁，有“桂香柳”之美稱。沙棗木虱是沙棗樹的常見害蟲，該蟲受到驚擾會(huì)近距離集群飛撲，因此沙棗不宜作為行道樹栽植。

(2)檉柳屬植物資源在我國荒漠、半荒漠地區(qū)天然分布較廣。主要特點(diǎn)是耐干旱、耐鹽堿、耐瘠薄、抗水濕、耐風(fēng)蝕沙埋，是優(yōu)良的防風(fēng)固沙和鹽堿地造林樹種。其根部能大量吸收鹽分，葉子和嫩枝可以將吸收于體內(nèi)的鹽分排出。在含鹽量0.5%的鹽堿土上，插條能正常出苗；在含鹽量0.8%～1.2%的重鹽堿土上，能植苗造林；在含鹽量高達(dá)2.5%以上，仍可旺盛地生長；在多數(shù)北方樹種較難成活的瘠薄荒坡，仍能健壯生長而不衰；在河邊灘地和下濕溝底，即使排水不良，也能良好生長。是城市森林困難立地應(yīng)用前景十分廣闊的優(yōu)良樹種。

(3)檉柳屬植物部分種具有優(yōu)美的樹姿、美麗的花穗，花期長、花量大、花色美，耐修剪。檉柳的花色有白色、紅色、玫瑰色等，早春至深秋均有開花的種類，且花色妖嬈。喬木種類樹干蒼老堅(jiān)實(shí)、具松柏之質(zhì)；部分種類枝條色澤鮮紅光亮，有良好的冬季相觀賞價(jià)值。

(4)花棒為沙生、耐旱、喜光樹種，主、側(cè)根系均發(fā)達(dá)，在含水率僅為2%～3%的流沙上,干沙層厚達(dá)40cm時(shí)仍能正常生長?；ò羰俏鞅备珊祬^(qū)極為罕見的秋花型沙旱生大灌木，花量大、花期長、花色鮮艷、花枝柔美，適宜栽植于邊坡、林緣、灌溉困難的建筑物周圍等處。

(5)檸條錦雞兒、中間錦雞兒耐旱、耐瘠薄。繁殖栽培簡便、生長迅速。適宜干旱邊坡綠化、沙質(zhì)地綠化、綠籬刺墻建植。

(6)紅果沙拐棗抗風(fēng)力強(qiáng)、耐干旱，是優(yōu)良固沙植物。秋季果熟時(shí)有較好的觀賞性。

(7)紫穗槐喜光,耐寒、耐旱、耐濕、較耐鹽堿，萌芽性強(qiáng)，根系發(fā)達(dá)，枝葉繁密，根部有根瘤可改良土壤，枝葉對(duì)煙塵有較強(qiáng)的吸附作用，可用作綠籬、邊坡和工業(yè)區(qū)綠化。

(8)沙地柏是良好的地被樹種。適應(yīng)性強(qiáng)，宜護(hù)坡固沙，作水土保持及固沙造林用樹種，是華北、西北地區(qū)良好的綠化樹種。在干旱或水源不充足的地區(qū)，用沙地柏作地被栽培，節(jié)水省力。沙地柏小枝密集、封閉性好，不必除草。沙地柏抗性強(qiáng)、耐瘠薄、無病蟲、不用施肥、四季常青，具有良好的環(huán)保優(yōu)勢。

(9)沙冬青是我國溫帶荒漠地區(qū)唯一珍貴的常綠闊葉灌木，是觀賞價(jià)值極高的春花植物。目前沙冬青較少用于大面積造林，原因主要是沙冬青的育苗造林難度較大，生長也較為緩慢。育苗成活率低的原因可能是苗床土壤缺少根瘤菌，或種子消毒不凈造成的；把握好種子消毒環(huán)節(jié)、適當(dāng)控制土壤含水量、有條件時(shí)人工接種根瘤菌，可以提高育苗成活率。苗木移栽成活率低的原因，可能是沙冬青直根系特性以及常綠樹地上部分蒸騰面積過大造成的；采用容器育苗方式、帶土移栽可以保證移栽成活率。由于沙冬青生長較為緩慢，5年左右才能形成較大的冠幅并進(jìn)入盛花期，建植成本較高，目前只能在養(yǎng)護(hù)方便的重點(diǎn)景觀區(qū)作為繼代特色植物適當(dāng)配置。

(10)沙柳、烏柳等灌木柳易繁殖，生長快，萌芽能力強(qiáng)，建植成本低，可以在短時(shí)間內(nèi)迅速實(shí)現(xiàn)地面固沙的效果，可用于沙質(zhì)地表的快速綠化。也可形成低成本、免維護(hù)的綠籬和球冠景觀。

(11)馬藺抗逆性強(qiáng)，尤其耐鹽堿，是鹽化草甸的建群種。對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，長勢旺盛，管理粗放，是節(jié)水、抗旱、耐鹽堿、抗雜草、抗病、蟲、鼠害的優(yōu)良觀賞地被植物。馬藺耐踐踏，經(jīng)歷踐踏后無須培育即可自我恢復(fù)，在建植城市開放綠地、道路兩側(cè)綠化隔離帶中，馬藺是無可爭議的優(yōu)質(zhì)材料。

[1] 彭鎮(zhèn)華.城市森林[M].北京:中國林業(yè)出版社,2003.

[2] 彭鎮(zhèn)華,王成.我國城市林業(yè)發(fā)展總體規(guī)劃的研究[J].中國城市林業(yè),2006,4(1):13-17.

[3] 王成,彭鎮(zhèn)華,陶康華.中國城市森林的特點(diǎn)及發(fā)展思考[J].中國城市林業(yè), 2006,4(1):13-17.

[4] 王志剛.烏蘭布和沙漠東北部風(fēng)沙災(zāi)害與防護(hù)林帶參數(shù)探討[J].中國沙漠,1995（l5）:79-83.

[5] 王志剛,楊東慧.林帶冬季相立木疏透度及其設(shè)計(jì)方法的研究[J].中國沙漠,1998（18）:87-90

[6] 張景波,王志剛.綠洲防護(hù)林體系緩解霜凍作用的調(diào)查研究[J].防護(hù)林科技,2008（5）:14-16.

[7] 徐占平.巴彥淖爾市光肩星天牛防治之我見[J].內(nèi)蒙古林業(yè),2010(3):12-15.