淺談華北駝絨藜灌木防護(hù)帶建植模式及防護(hù)效益

賽希雅拉，阿拉塔，孫海蓮

(1.中國科學(xué)院內(nèi)蒙古草業(yè)研究中心，內(nèi)蒙古呼和浩特 010031；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010031)

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淺談華北駝絨藜灌木防護(hù)帶建植模式及防護(hù)效益

賽希雅拉1,2，阿拉塔2，孫海蓮1,2

(1.中國科學(xué)院內(nèi)蒙古草業(yè)研究中心，內(nèi)蒙古呼和浩特 010031；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010031)

華北駝絨藜是一種耐寒、耐旱、耐瘠薄的多年生旱生半灌木。在荒漠草原區(qū)建植華北駝絨藜灌木防護(hù)帶，能夠有效改善草牧場微氣候、減少水土流失、增加草牧場生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的生產(chǎn)力與穩(wěn)定性。文章簡述了華北駝絨藜“四行一帶”防護(hù)帶建植模式，并對其防護(hù)效益做了綜合分析。

華北駝絨藜；灌木防護(hù)帶；建植模式；防護(hù)效益

內(nèi)蒙古荒漠草原是溫帶草原中最干旱的一個草原類型，自然條件嚴(yán)酷、植物生產(chǎn)力低、生態(tài)系統(tǒng)極為脆弱。隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展與人類對自然資源的無限索取，荒漠化成為當(dāng)今最嚴(yán)重的環(huán)境與社會問題之一，極大地限制了草原畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和農(nóng)牧民生活的改善。人工保護(hù)、恢復(fù)、建設(shè)植被是防治風(fēng)蝕荒漠化最有效和最根本的措施。但在降水稀少且蒸發(fā)強(qiáng)烈，水資源匱乏的干旱、半干旱地區(qū)，適宜植物品種的選擇成為制約荒漠草原區(qū)植被恢復(fù)和治理的重要因素。因此，如何在水資源有限的前提下，選擇適宜品種，合理配置，既保證植被的穩(wěn)定生長又能達(dá)到防風(fēng)固沙的效益，對荒漠化治理，促進(jìn)沙產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

1 草牧場防護(hù)林研究概況

草牧場防護(hù)林體系是以草牧場防護(hù)林為主體，包括草場防護(hù)林、牧場防護(hù)林、防風(fēng)固沙林、護(hù)渠林、護(hù)路林等的防護(hù)林體系建設(shè)〔1〕。國內(nèi)外草牧場防護(hù)林營造的生產(chǎn)實(shí)踐和眾多的科研成果表明，作為防護(hù)林特殊林種的草牧場防護(hù)林在改善草牧場微氣候、減免自然災(zāi)害、提高牧草和牲畜的產(chǎn)量和質(zhì)量、增加草牧場生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的生產(chǎn)力和穩(wěn)定性以及增強(qiáng)對有害因子的抵抗力等方面發(fā)揮著重要作用。B.C.KaBpNH(1987)在研究營造防護(hù)林提高牧場產(chǎn)量一文中指出，由胡頹子及榆樹組成的2～3行牧場防護(hù)林網(wǎng)與空曠地相比，平均減少風(fēng)速61%，進(jìn)而改善了空氣溫度、土壤溫度和空氣濕度，同時增加了積雪及土壤水分〔2〕。K.G.Mcnaughton(1988)綜述了防護(hù)林帶對湍流交換的影響，進(jìn)而對林帶附近的CO2濃度、空氣濕度、溫度、空氣飽和差及蒸發(fā)等小氣候要素的影響〔3〕。近些年，我國一些高等院校和科研院所對草牧場防護(hù)林的防護(hù)效益也進(jìn)行了研究。吳德東(2000)、李會科(1995，2000)、劉廣菊(2000)、段文標(biāo)(2002)、金旻(2006)、齊紹福(2008)、呂妍(2010)、史清等(2010)、柏方敏等(2010)、高函(2010)等都先后對草牧場防護(hù)林的防護(hù)效益進(jìn)行了報道〔4-14〕。杜秀賢(1989)的研究證實(shí)了林帶產(chǎn)量可使經(jīng)濟(jì)效益提高兩倍。據(jù)國外資料介紹，在牧區(qū)營造護(hù)牧林可使牧草增產(chǎn)40%～50%〔16〕。

20世紀(jì)以來，就有美國、前蘇聯(lián)、加拿大、日本、德國、意大利、英國、奧地利以及北非等國家開展了草牧場防護(hù)林的營造工作，并對草牧場防護(hù)林的效益進(jìn)行觀測和研究。建國以來，在我國東北西部、華北北部及西北地區(qū)(簡稱“三北”地區(qū))，應(yīng)用林業(yè)技術(shù)營建草牧場防護(hù)林17萬hm2，也是“三北”防護(hù)林工程體系的重要內(nèi)容。工程建設(shè)實(shí)施后，雖然風(fēng)沙危害和水土流失有不同程度的減輕，但由于干旱、半干旱草原特殊的自然條件，“草原無林”即草原地帶沒有天然分布的喬木林，導(dǎo)致草原上種植的喬木成活率和壽命均不高，可謂“年年種樹難成樹，歲歲造林難成林”。

然而，草原植被中廣泛分布的灌木也是特殊的草原地帶性生態(tài)景觀。具有耐旱、耐寒、耐土壤瘠薄的灌木防護(hù)林帶，不僅治沙速度快、投資少、而且在短期內(nèi)即可收到良好的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。因而，挖掘利用優(yōu)良的灌木品種，充分認(rèn)識和掌握其固沙特性，進(jìn)行灌木防護(hù)林的效益研究，如何從時間和空間上進(jìn)行最佳的科學(xué)配置已成為當(dāng)前荒漠化治理最迫切的現(xiàn)實(shí)問題。

2 華北駝絨藜防護(hù)帶建植模式

2.1 適宜建植區(qū)域概況

華北駝絨藜灌木防護(hù)帶適宜于我國北方干旱半干旱地區(qū)荒漠草原中度、輕度退化、農(nóng)牧交錯帶撂荒地以及礦區(qū)植被恢復(fù)的建植。干旱半干旱區(qū)荒漠草原處于大陸內(nèi)部，氣候干燥，少雨，屬于大陸氣候?；哪菰遣菰凶詈瞪念愋停ㄈ悍N由旱生叢生小禾草組成，?；焐罅亢瞪“牍嗄?，是草原向荒漠過渡的一類草原。在我國，荒漠草原主要分布于內(nèi)蒙古的集二線以西地區(qū)，如西蘇旗、四子王旗、達(dá)爾罕茂明安旗等地。這類草原年降水量一般只有200mm左右，生產(chǎn)力較低，平均每畝約455Kg。

2.2 灌木品種的選擇

華北駝絨藜(Ceratoides arborescens Tsien.et C.G.Ma)，藜科駝絨藜屬多年生旱生半灌木，根系發(fā)達(dá)，株高90～150cm。該品種抗旱、耐寒、耐瘠薄，其分布區(qū)≥10℃的年積溫為2000～3000℃，年降水量為150～250mm，適應(yīng)性較強(qiáng)，可耐受45℃的高溫和-40℃的嚴(yán)寒，喜沙，以土壤表層具淺覆沙的地塊生長最好。春季返青早，秋季枯黃晚，生長期長達(dá)180～200天。營養(yǎng)豐富，花果期粗蛋白含量17.24%，適口性好，是各種家畜四季喜食牧草。畝產(chǎn)干草500～700Kg，產(chǎn)籽34～40Kg，對家畜生產(chǎn)、補(bǔ)飼都具有重要意義。從20世紀(jì)80年代開始，內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院重點(diǎn)對駝絨藜植物從植物分類學(xué)、引種選育和栽培建植等方面進(jìn)行了深入的研究，1992年和2010年分別登記了野生栽培新品種“科爾沁型華北駝絨藜”和“烏蘭察布型華北駝絨藜”，系統(tǒng)提出了華北駝絨藜小面積育苗大面積移栽建植技術(shù)，在干草原、荒漠草原地區(qū)示范推廣，取得了良好的生態(tài)與社會效益。

2.3 灌木防護(hù)帶建植模式

2.3.1 建植模式

本文中“四行一帶”防護(hù)帶建植模式，即以四行造林為一帶，行距一般為1或1.5m，林帶間距一般為6m，帶間也可兼種植優(yōu)質(zhì)豆科牧草。建植模式關(guān)鍵是品種組合的選擇與行帶配置。林帶灌木品種選擇華北駝絨藜，帶間可種植蒙古冰草、沙打旺等優(yōu)質(zhì)牧草。建植第二年，帶內(nèi)華北駝絨藜實(shí)生苗迅速繁殖，覆蓋地表，帶間補(bǔ)播的牧草保苗率可達(dá)60%以上。華北駝絨藜移栽后隔3年進(jìn)行一次平茬，平茬高度控制在6～7cm，帶間補(bǔ)播種植的牧草為多年生植物，使其自然生長每年刈割一次即可，這樣即形成了“四行一帶”灌草結(jié)合的生態(tài)景觀。林帶發(fā)揮生態(tài)防護(hù)功能，借助植株高大的灌木帶降低近地面風(fēng)速和土壤風(fēng)蝕量，聚雪保墑、保持水土，有效促進(jìn)帶間播種牧草的生長與分蘗，快速提高干旱區(qū)植被覆蓋率與生產(chǎn)力，生態(tài)效益十分顯著。

2.3.2 栽植技術(shù)

目前，在生產(chǎn)利用中主要采用“華北駝絨藜小面積育苗大面積移栽”技術(shù)。小面積育苗采用撒播(播量每畝1.5公斤)或條播(播量每畝1公斤，行距20～30cm)，淺覆土，播深1cm。育苗六月齡以上植株即可移栽。起苗后在土壤化凍前進(jìn)行假植。春季(3月下旬或4月上旬)移栽或秋季(10月中下旬)移栽。為適宜機(jī)械移栽和雜草防除及牧草機(jī)械收獲等，移栽以株距0.5m，行距1或1.5m為宜。由于在年降水量200mm以下地區(qū)建植，移栽后必須澆一次水，并需要澆透。于春季返青前后移栽華北駝絨藜根苗，采用機(jī)械帶狀整地方式，即先開溝，后平整，長度根據(jù)地形確定。溝深20cm～25cm、寬50cm～60cm，移栽時坑直徑25cm～30cm，主根長度17cm～20cm，去掉側(cè)根，將苗木直立坑中，保持根系舒展，分層覆土，使根部全部埋入土中，華北駝絨藜苗木根頸部比較脆弱易斷裂，應(yīng)小心踩實(shí)，栽植后苗坑深15cm～20cm，易蓄水保墑，起到提高苗木成活率的作用。

3 防護(hù)效益

3.1 防風(fēng)蝕效應(yīng)

由于林帶改變氣流結(jié)構(gòu)，能夠有效降低通過林帶網(wǎng)的風(fēng)速。在防護(hù)帶背風(fēng)面，與退化草地的近地面風(fēng)速相比降低了近30%，因而產(chǎn)生了明顯的防風(fēng)效應(yīng)。同時，華北駝絨藜高大的植株可有效降低間作帶的土壤風(fēng)蝕量。與大面積退化草地相比，土壤風(fēng)蝕量降低幅度高于75%。

3.2 溫度水文效應(yīng)

防護(hù)帶防風(fēng)效應(yīng)的直接結(jié)果是削弱了防護(hù)帶背風(fēng)面的能量交換，從而引起空氣溫度的變化。防護(hù)帶對大范圍的空氣溫度的影響具有季節(jié)性變化，春秋季有增溫作用，平均增溫0.5～2.0℃左右，夏季具有降溫作用，平均降低氣溫3.0～6.0℃左右；冬季有升溫作用，幅度為1～3℃。另外，由于樹冠對雨雪有截留作用，因而能延緩地表水徑流速度，增加降水的滲透性，從而使地表徑流減少，也減少了泥土的流失，產(chǎn)生很好的水文效應(yīng)，水文效應(yīng)主要表現(xiàn)為減少徑流，減少蒸發(fā)量。

3.3 防護(hù)帶對牧草產(chǎn)量的影響

防護(hù)帶建設(shè)后由于自然環(huán)境條件的改善，促進(jìn)了牧草的生長和發(fā)育，使得草地的生物產(chǎn)量逐年提高。灌草結(jié)合草地將草地生產(chǎn)力提高了40%～60%，草地蓋度提高了40%～65%。

表1 “四行一帶”灌草結(jié)合防護(hù)帶建植效果 產(chǎn)量：Kg/hm2

注：數(shù)據(jù)來源為田間實(shí)測數(shù)據(jù)。

4 小結(jié)

灌木防護(hù)林帶是為改善草牧場小氣候、提高牧草產(chǎn)量和質(zhì)量、增加草原生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的承載能力和提高整個草原生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力和穩(wěn)定性而營造的防護(hù)林。由于其具有多種功能和效益，愈來愈受到人們的重視。植物固沙是治理荒漠化的根本措施，荒漠草原區(qū)雖然生態(tài)環(huán)境條件嚴(yán)酷，給植物的生存和適應(yīng)造成極大困難。但如果選擇適宜牧草品種和采取適當(dāng)措施進(jìn)行造林，不僅可以使植物在沙丘上成活保存，而且還可通過植物的防風(fēng)固沙和改善土壤作用使流沙逐步固定，沙地生態(tài)環(huán)境發(fā)生逆轉(zhuǎn)。灌木防護(hù)林帶是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益、社會效益三統(tǒng)一的重要途徑，對草地畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展及未來經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長具有重大意義。

〔1〕高洪義.試論三北生態(tài)經(jīng)濟(jì)型防護(hù)林體系〔J〕.應(yīng)用生態(tài)報,1991，2(4):273-278.

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Q949.745.1

A

2095—5952(2016)01—0028—04

2015-12-17

賽希雅拉(1984-)，女，蒙古族，內(nèi)蒙古赤峰市人，助理研究員，從事草原生態(tài)研究工作，E-mail:saixiyala@126.com。