遼西北風(fēng)沙區(qū)防風(fēng)固沙林保田增產(chǎn)效益研究

劉亞萍(遼寧省固沙造林研究所，遼寧 阜新 123000)

遼西北風(fēng)沙區(qū)防風(fēng)固沙林保田增產(chǎn)效益研究

劉亞萍
(遼寧省固沙造林研究所，遼寧 阜新 123000)

通過設(shè)立監(jiān)測樣地連續(xù)5年對遼西北風(fēng)沙區(qū)營造的楊樹+樟子松、楊樹+沙棘混交防護林防護區(qū)域和對照(農(nóng)田)的風(fēng)蝕情況進行調(diào)查，對受防護林保護的農(nóng)田和對照(周圍沒有防護林的農(nóng)田)農(nóng)作物產(chǎn)量進行調(diào)查，結(jié)果表明：造林能顯著減輕風(fēng)沙區(qū)風(fēng)蝕危害，5年期間，項目林內(nèi)風(fēng)蝕比對照減輕9.3%～55.5%；造林后，受防護林保護農(nóng)田產(chǎn)量比對照增產(chǎn)幅度為4.0%～15.3%。通過大量走訪風(fēng)沙區(qū)農(nóng)民可知，從20世紀60年代開始大量營造防風(fēng)固沙林后，遼西北風(fēng)沙區(qū)的農(nóng)作物產(chǎn)量增產(chǎn)幅度為10%～30%。

遼西北風(fēng)沙區(qū)；防護林；保田增產(chǎn)

遼寧西北部地區(qū)屬于科爾沁沙地南緣，處于我國北方典型的農(nóng)牧交錯帶內(nèi)，屬生態(tài)脆弱地區(qū)，是遼寧省土地沙化最為嚴重的地區(qū)，而植物固沙是目前最主要的防風(fēng)固沙措施之一[1]。該地區(qū)森林資源特點是總量小，森林覆蓋率低，林分質(zhì)量不高，低產(chǎn)低效林比例較大。為增加遼西北地區(qū)森林資源總量，提高森林覆蓋率及林分質(zhì)量，加快生態(tài)環(huán)境建設(shè)，遼寧省于2011年啟動了“世界銀行貸款林業(yè)綜合發(fā)展項目”，涉及在新民市、阜新縣、彰武縣、昌圖縣營造防風(fēng)固沙林9 499 hm2，其中楊樹+樟子松防風(fēng)固沙林7 667 hm2，楊樹+沙棘防風(fēng)固沙林1 832 hm2。人工造林增加了地表覆蓋率，改善了局部生態(tài)系統(tǒng)，而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是指人類從生態(tài)系統(tǒng)中獲得的效益[2]，關(guān)于荒漠生態(tài)系統(tǒng)防風(fēng)固沙功能價值評估研究少有報道[3,4]，遼寧省參加的世行貸款造林項目是第五期，以前四期項目從未對造林后生態(tài)效益進行過評價與評估，基于此，2012年造林項目第五期實施后，遼寧省固沙所作為遼寧省林業(yè)綜合發(fā)展項目防風(fēng)固沙監(jiān)測單位在其項目林和對照(農(nóng)田)地進行了風(fēng)蝕調(diào)查和農(nóng)作物產(chǎn)量調(diào)查等監(jiān)測工作，以其監(jiān)測確定該項目實施后是否能改變造林區(qū)域的生態(tài)環(huán)境和提高人民生活水平，為地區(qū)的生態(tài)安全、社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。關(guān)于遼西北風(fēng)沙區(qū)農(nóng)田防護林防風(fēng)蝕保田增產(chǎn)研究曾有過報道[5]，本文增加了造林初期對風(fēng)沙的影響研究及開展了走訪農(nóng)戶調(diào)查農(nóng)作物產(chǎn)量的研究內(nèi)容，是對以前研究的更進一步補充。

1 監(jiān)測點基本情況

監(jiān)測點設(shè)在彰武縣馮家鎮(zhèn)得力村古井子屯，地勢平緩，海拔188 m，立地類型為平坦沙地，林分類型為楊樹樟子松混交林。造林設(shè)計：穴狀整地，規(guī)格為60 cm×60 cm×60 cm，造林苗木楊樹為彰武小鉆楊1年生裸根苗，樟子松為3年生容器苗，造林密度2 m×6 m，混交比例7∶3(7行楊樹，3行樟子松)，帶狀混交，造林年度2012年。監(jiān)測點二設(shè)在昌圖縣三江口鎮(zhèn)莊稼窯村，地勢平緩，海拔116 m，立地類型為平坦沙地，造林類型為楊樹沙棘混交林。造林設(shè)計：全面整地，造林楊樹為小黑楊1年生裸根苗，沙棘為1年生裸根苗，混交比例6∶4(1行楊樹，1行沙棘)，行混，楊樹株距1.5 m，沙棘株距2.25 m，造林年度2012年。

2 監(jiān)測方法

2.1 風(fēng)蝕沙埋監(jiān)測

2.1.1 樣地設(shè)置 樣地1、樣地2設(shè)置在監(jiān)測點一的項目林內(nèi)，對照1、對照2設(shè)置在監(jiān)測點一項目林外的農(nóng)田內(nèi)，樣地3、樣地4設(shè)置在監(jiān)測點二的項目林內(nèi)，對照3、對照4設(shè)置在監(jiān)測點二項目林外的農(nóng)田內(nèi)。每個樣地內(nèi)設(shè)置2條基線，2條基線相距不少于30 m，基線長度50 m。

2.1.2 監(jiān)測指標與方法 指標：調(diào)查風(fēng)蝕或者沙埋的深度，最后算出風(fēng)蝕沙埋的平均值。對楊樹、樟子松、沙棘的保存率、胸徑、樹高、冠幅進行調(diào)查。方法：采用插釬法，在基線上每隔5 m插一根竹竿，在竹竿貼近地面的0 cm處劃上一條痕跡線，用直尺測量竹竿上相對于0 cm痕跡處埋入土里的深度或露出地面的高度，以觀測沙埋或風(fēng)蝕的深度。將埋入土里標記為+，即為沙埋，將露出地面標記為-，即為風(fēng)蝕，將風(fēng)蝕和沙埋的數(shù)據(jù)取平均值。對同一塊樣地不同基線的調(diào)查數(shù)據(jù)采取算術(shù)平均值。用Excel軟件對數(shù)據(jù)進行處理。調(diào)查時間為2012—2016年的3—5月。

2.2 農(nóng)作物產(chǎn)量監(jiān)測

2.2.1 樣地設(shè)置 樣地1設(shè)置在監(jiān)測點一項目林林外下風(fēng)向處，農(nóng)田地塊長度約180m，寬度約150m，在林緣50m以內(nèi)作為樣地1，為受保護農(nóng)田，50m以外作為對照1，為未受保護農(nóng)田，農(nóng)作物品種為花生。樣地2設(shè)置在監(jiān)測點二項目林林外下風(fēng)向處，農(nóng)田地塊長度約200m，寬度約100m，在林緣50m以內(nèi)作為樣地2，為受保護地塊，50m以外作為對照2，為未受保護農(nóng)田，農(nóng)作物為花生。

2.2.2 監(jiān)測指標與方法 指標：分別在距林緣30 m、70 m處調(diào)查帶皮花生產(chǎn)量(干重)，同時大量走訪風(fēng)沙區(qū)農(nóng)戶近幾十年來農(nóng)作物產(chǎn)量情況。采用對比法比較。調(diào)查時間為2012年、2013年、2014年、2016年的每年10月。

3 結(jié)果與分析

3.1 風(fēng)蝕程度對比

風(fēng)蝕監(jiān)測結(jié)果見表1。2012年風(fēng)蝕沙埋調(diào)查時已是4月下旬，數(shù)據(jù)不能完全反映當(dāng)年的風(fēng)蝕沙埋情況，進行數(shù)據(jù)比較時，忽略2012年數(shù)據(jù)。

表1 風(fēng)蝕沙埋監(jiān)測結(jié)果

圖1 項目林與對照風(fēng)蝕比較

圖1為項目區(qū)與對照風(fēng)蝕比較?？梢钥闯觯椖苛值娘L(fēng)蝕程度均比對照區(qū)低，但是沒有表現(xiàn)出隨著造林年限的延長，風(fēng)蝕減少的相關(guān)關(guān)系，原因可能是項目林行間內(nèi)每年都進行耕作，人為影響的差異比較大，相信隨著林分生長，郁閉度的增加，不再進行耕作時林內(nèi)風(fēng)蝕會消失；同時也可以看到，項目林比對照的風(fēng)蝕程度是明顯降低的。昌圖項目林風(fēng)蝕程度明顯小于對照區(qū)，彰武項目林風(fēng)蝕程度只是小于對照區(qū)，這是因為昌圖項目區(qū)造林成活率和保存率都要好于彰武項目區(qū)。用表1中的項目區(qū)(權(quán)重后)的數(shù)據(jù)，用公式：(項目林風(fēng)蝕沙埋-對照風(fēng)蝕沙埋)/(對照風(fēng)蝕沙埋)的結(jié)果表示造林地比未造林地的風(fēng)蝕降低比例，結(jié)果表明，2012年、2013年、2014年、2015年和2016年項目林內(nèi)風(fēng)蝕比對照分別降低21.3%、57.7%、39.0%、9.3%和55.5%。2016年春季風(fēng)大且次數(shù)多，項目林防風(fēng)蝕效果顯著。

無論是項目林地塊還是對照地塊，通過圍封都能自然生草，在1-2年內(nèi)地面蓋度即可達到75%-95%，這樣狀態(tài)下土壤不再受風(fēng)蝕危害，但是一旦人為破壞進行重新耕種作業(yè)，風(fēng)蝕現(xiàn)象又會發(fā)生。

3.2 增產(chǎn)效果分析

農(nóng)作物產(chǎn)量監(jiān)測結(jié)果見表2。

表2 農(nóng)作物產(chǎn)量監(jiān)測結(jié)果

2012年、2013年和2016年受保護地塊與對照相比，農(nóng)田作物產(chǎn)量增產(chǎn)幅度分別為0%、3.9%、和15.8%。造林4年后，項目林起到了明顯的增產(chǎn)作用。2012年造林，新植苗木弱小，未起到防風(fēng)固沙作用，受保護地塊與未受保護地塊農(nóng)作物產(chǎn)量幾乎沒有差別；另外，由于各年降水差異比較大，再加上人為等其他因素，農(nóng)作物產(chǎn)量只是進行受保護地塊與未受保護地塊當(dāng)年的比較。

在現(xiàn)地調(diào)查的基礎(chǔ)上，2016年春季對彰武縣和昌圖縣2個項目區(qū)的26戶農(nóng)民進行農(nóng)作物產(chǎn)量調(diào)查走訪，得知造林后能顯著降低風(fēng)沙危害，農(nóng)作物產(chǎn)量增加顯著，有林網(wǎng)保護農(nóng)田比無林網(wǎng)農(nóng)田增產(chǎn)10%～30%(沒有區(qū)分彰武縣昌圖縣的權(quán)重，只是算術(shù)平均值，農(nóng)民種地幾十年來總結(jié)的數(shù)據(jù)，農(nóng)作物主要指花生和玉米)。其中，近5年來，有防護林玉米產(chǎn)量平均為10 380 kghm-2，對照產(chǎn)量平均為8 370 kghm-2，增產(chǎn)23.9%，有防護林花生產(chǎn)量平均為2 625 kghm-2，對照產(chǎn)量平均為2 040 kghm-2，增產(chǎn)28.7%，有防護林豇豆產(chǎn)量平均為1 298 kghm-2，對照產(chǎn)量平均為848 kghm-2，增產(chǎn)53.1%，有防護林黑豆產(chǎn)量平均為2 175 kghm2，對照產(chǎn)量平均為1 523 kghm2，增產(chǎn)53.1%。

3.3 防風(fēng)固沙林對農(nóng)民的影響

防風(fēng)固沙林能減輕風(fēng)沙對農(nóng)田的危害，在農(nóng)田防護林庇護下，農(nóng)民可以栽植經(jīng)濟作物，增加收入。詳見表3。

表3 農(nóng)田在有無防風(fēng)固沙林狀況下比較

4 結(jié)論與建議

在遼西北風(fēng)沙區(qū)營造楊樹樟子松和楊樹沙棘混交防護林能顯著減輕當(dāng)?shù)仫L(fēng)沙危害，減少地表風(fēng)蝕，增加農(nóng)作物產(chǎn)量。5年期間，項目林風(fēng)蝕危害比裸地減輕9.3%～55.5%，自然生草地塊內(nèi)沒有風(fēng)蝕，只有積沙產(chǎn)生，裸露地塊可以產(chǎn)生連年風(fēng)蝕危害。營造防風(fēng)固沙林后，受保護農(nóng)田農(nóng)作物產(chǎn)量增加明顯，比周圍沒有防護林的農(nóng)田增產(chǎn)3.9%～15.8%。遼西北風(fēng)沙區(qū)從20世紀60年代就開始大量營造防風(fēng)固沙林，通過大量走訪當(dāng)?shù)剞r(nóng)民，證明造林后使農(nóng)作物多年平均增產(chǎn)10%～30%，特殊地段增產(chǎn)更多，還可以栽植經(jīng)濟作物，既增加了農(nóng)民收入，又改善和提高了農(nóng)民生活環(huán)境質(zhì)量。

林農(nóng)間作時，采取預(yù)留自然生草帶的方式可以達到既減少風(fēng)蝕又保護樹木的雙重效果。預(yù)留自然生草帶就是以林為中心，在栽植行邊上每邊留出0.6～1.0 m的自然生草帶，禁止間種花生、地瓜作物。小林網(wǎng)更適合當(dāng)?shù)?，林網(wǎng)結(jié)構(gòu)250 m×250 m比較好。

[1] 常兆豐，趙明.民勤荒漠生態(tài)研究[M].蘭州：甘肅科學(xué)技術(shù)出版社，2006：79-130

[2] 歐陽志云,王如松,趙景柱.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其生態(tài)經(jīng)濟價值評價[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,1999(5):635-640

[3] 李晶,任志遠.陜北黃土高原土地利用防風(fēng)固沙功能價值時空研究[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2011(7):183-187

[4] 韓永偉,拓學(xué)森,高吉喜,等.黑河下游重要生態(tài)功能區(qū)植被防風(fēng)固沙功能及其價值初步評估[J].自然資源學(xué)報,2011(1):58-65

[5] 曹文生,邢兆凱.風(fēng)沙區(qū)農(nóng)田防護林效益的研究[J].防護林科技,1999(1):7-8，13

Benefit of Increase Production by Field Conservation of Windbreak & Sand-fixation Plantation in Northwestern Liaoning Province

Liu Yaping
(Liaoning Provincial Dune-Fixation and Afforestation Institute，F(xiàn)uxin 123000,China)

The wind erosion ofPopulusspp.+Pinussylvestrisvar.mongolicaandPopulusspp. +Hippophaerhamnoidesforest and control (farmland) were investigated in wind and sand area of the northwestern Liaoning Province for five consecutive years by establishing monitoring plots. The farmland protected by protection forest and control were investigated. Result shows that afforestation can significantly reduce the wind erosion hazard in the sandstorm area. During the five years, the wind erosion in the project forest is reduced by 9.3% -55.5%. After afforestation, the yield of farmland protected by protection forest increase by 4.0-15.3% compared with the control. Through interviewing a large number of farmers who lived in the sandstorm area.The increase production of yield of farmland in wind and sand area of northwestern Liaoning Province is about 10% -30% after constructing wind break and sand fixation plantation since the 1960s.

sandy area in Northwestern Liaoning Province;protection forest;increase production by field conservation

1005-5215(2017)06-0004-03

2017-03-15

劉亞萍(1966-)，女，遼寧阜新人，大專，高級工程師，現(xiàn)從事荒漠化及土壤分析研究.

S727.23

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2017.06.002