瓜州縣胡楊林退化原因及保護(hù)措施

摘 要 近年來，甘肅省瓜州縣胡楊林退化問題逐漸加重。為有效遏制胡楊林退化趨勢，保護(hù)和恢復(fù)其生態(tài)功能，分析導(dǎo)致退化的原因，包括氣候變化導(dǎo)致水源減少、土壤鹽漬化及養(yǎng)分失衡、人為干擾與利用壓力、病蟲害侵襲等，提出優(yōu)化水資源配置；改良土壤，恢復(fù)植被；構(gòu)建科學(xué)管理制度；綜合防治病蟲害等保護(hù)措施。

關(guān)鍵詞 胡楊林；退化；水資源配置；土壤改良；甘肅省瓜州縣

中圖分類號：S718.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.16.064

近年來，瓜州縣作為甘肅省和新疆交界地帶重要的生態(tài)功能區(qū)，胡楊林退化問題尤為典型和嚴(yán)重。因此，筆者在分析瓜州縣胡楊林退化成因的基礎(chǔ)上，探討科學(xué)的保護(hù)與恢復(fù)措施，以期為西北地區(qū)胡楊林資源的可持續(xù)利用和生態(tài)功能的有效發(fā)揮提供參考。

1 資源現(xiàn)狀及其退化特征

瓜州縣位于甘肅省西部，屬于干旱和半干旱氣候區(qū)。該縣胡楊林面積約為0.49萬hm2，主要分布在海拔1 100～1 900 m的山區(qū)[1]。受全球氣候變暖、人口增長等因素影響，瓜州縣胡楊林普遍出現(xiàn)干枯、衰退、死亡等退化現(xiàn)象，林分存活率較低[1]。資料顯示，退化胡楊林樹木樹干枯死嚴(yán)重，樹冠枯枝率較高，樹高和胸徑與同齡健康樹木相比呈顯著縮減態(tài)勢；退化林下灌木、草本植被覆蓋度低，土壤裸露嚴(yán)重；土壤pH值過高，土壤容重增加而總孔隙度減小，土壤養(yǎng)分如氮、磷、鉀含量存在不足。此外，通過在瓜州縣不同海拔梯度的胡楊林樣地設(shè)置紅外熱像儀和蒸騰皿進(jìn)行逐月監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，低海拔林分的水分蒸散量和日均水分蒸散速率顯著高于高海拔林分[1]。綜合上述分析，瓜州縣胡楊林退化的主要特征：1）樹木枯死率高，存活率低；2）下層植被遮蓋度差；3）土壤質(zhì)地變差，養(yǎng)分貧乏；4）低海拔林分水分消耗量大。這些特征從多個方面反映了胡楊林的健康狀況和生存環(huán)境正在逐漸變差。

2 原因剖析

2.1 氣候變化導(dǎo)致水源減少

近30年來，受全球氣候變化和區(qū)域尺度大氣環(huán)流異常的共同影響，瓜州縣年均氣溫持續(xù)升高，降水量呈減少趨勢，導(dǎo)致地下水補(bǔ)給量減少。根據(jù)氣象站數(shù)據(jù)和樣地監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，近年來，瓜州縣胡楊林所處區(qū)域的生長季平均氣溫呈現(xiàn)上升趨勢，同時(shí)降水量有所減少[2]。這導(dǎo)致胡楊林的實(shí)際蒸散量持續(xù)增大而有效降水量減少，形成了生態(tài)需水與水源供給的嚴(yán)重矛盾。同時(shí)，隨著當(dāng)?shù)厝丝谠黾雍徒?jīng)濟(jì)發(fā)展，榆林河、雙塔水庫等水源地的蓄水量不斷減少，河流徑流和山地泉水的水勢也大大減弱。水資源衰減直接導(dǎo)致地下水位降低，是胡楊林大面積枯死的重要誘因。例如，監(jiān)測資料顯示低海拔胡楊林帶土層枯水期開始早、結(jié)束晚，持續(xù)時(shí)間長達(dá)180 d，明顯長于高海拔林分的120 d[2]。因此，水源供給的變化是導(dǎo)致瓜州縣胡楊林退化的主要生態(tài)學(xué)原因。

2.2 土壤鹽漬化及養(yǎng)分失衡

瓜州縣分布廣泛的黃灰色土主要發(fā)育于第三紀(jì)紅層之上，土壤母質(zhì)以風(fēng)積沉積物為主，土壤質(zhì)地較輕，易水土流失。近年來，隨著降水量的減少和高溫日數(shù)的增加，當(dāng)?shù)赝寥佬钏肯陆?，表層土壤趨于干燥。監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，胡楊林0～20 cm土壤中的氮、磷、鉀等養(yǎng)分含量呈明顯減少趨勢，樣地土壤全氮含量下降幅度最大，表層含量不足100 cm處的1/2。這主要是土壤干燥導(dǎo)致養(yǎng)分向深層遷移和土壤表層微生物活性下降引起氮素?fù)p失所致[3]。此外，土壤剖面分析顯示，在中層土壤（20～80 cm）普遍存在可溶性鹽分累積現(xiàn)象，即鹽漬化程度較高。隨著時(shí)間的推移，嚴(yán)重和極其嚴(yán)重的堿化土壤占比顯著增加，進(jìn)而加劇了土壤肥力流失的問題。鹽漬化作用會使土壤肥沃度下降，阻礙植物正常吸收水分和養(yǎng)分[4]。因此，土壤鹽漬化和養(yǎng)分失衡是導(dǎo)致胡楊林生長衰退的重要土壤學(xué)原因。

2.3 人為干擾與利用壓力

瓜州縣胡楊林主要分布在縣域內(nèi)的祁連山余脈兩側(cè)的沖擊扇面和疏勒河兩岸地帶。此前，這些區(qū)域人煙稀少，靠近林區(qū)的村鎮(zhèn)分散分布。然而隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，遷入人口數(shù)量呈快速增加態(tài)勢，聚居地人口密度的增加使得胡楊林地被過度開墾和開發(fā)利用，生態(tài)環(huán)境壓力不斷加大[5]。資料顯示，當(dāng)?shù)鼐用駷榻鉀Q生活和生產(chǎn)問題，長期在林草地上私挖亂采甘草、黑果枸杞等經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的植物，對周邊胡楊林的生存環(huán)境也造成較大破壞；同時(shí)為發(fā)展畜牧業(yè)，不少村民選擇在林區(qū)放牧牛羊，過度放牧對胡楊林生境造成一定的影響。調(diào)查結(jié)果顯示，接近村鎮(zhèn)的胡楊林中，平均每公頃有15～20棵成活樹遭到人為破壞，林下和林間放牧?xí)茐耐寥澜Y(jié)構(gòu)，造成養(yǎng)分流失[4]。這些人為活動對胡楊林造成了一定程度的干擾和破壞，削弱了樹木的自然更新能力。

2.4 病蟲害侵襲

受氣候變暖和人類活動頻繁等因素影響，外來病蟲害和當(dāng)?shù)厣植∠x害發(fā)生率明顯上升，成為導(dǎo)致瓜州縣胡楊林衰退的重要生物學(xué)因素之一。受多年干旱天氣的影響，當(dāng)?shù)睾鷹盍值牡挚沽ο陆?，而春夏季?jié)溫濕度條件的變化又為一些外來和當(dāng)?shù)夭∠x害的暴發(fā)創(chuàng)造了有利環(huán)境，使其發(fā)生率增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018—2021年，林區(qū)蔡氏胡楊長斑狹個木虱、天幕毛蟲等外來和當(dāng)?shù)叵x害的發(fā)生面積較十幾年前有大幅增長；楊樹潰瘍病、胡楊銹病等外來和當(dāng)?shù)夭『σ苍谥饾u蔓延擴(kuò)散[5]。這些病蟲害的高發(fā)性流行，給胡楊生長帶來了巨大的壓力，加快了其衰亡的進(jìn)程，成為導(dǎo)致胡楊林衰退的重要誘因。林業(yè)部門應(yīng)高度重視此問題，加強(qiáng)監(jiān)測預(yù)警，采取積極有效的防治措施，遏制病蟲害的蔓延，保護(hù)好珍貴的胡楊資源。

3 保護(hù)措施

3.1 優(yōu)化水資源配置

針對瓜州縣胡楊林長期受限的生態(tài)水文狀況，必須優(yōu)化和調(diào)控水資源配置，實(shí)施科學(xué)的生態(tài)補(bǔ)水工程以保障林木用水充足。1）縣水利和林業(yè)部門可組建聯(lián)合工作組，依托縣氣象站和設(shè)置在不同海拔梯度樣地的氣象儀器，監(jiān)測記錄胡楊林生長季的氣溫、降水、濕度、光照等數(shù)據(jù)。同時(shí)，在樣地布設(shè)土壤水分檢測儀和蒸散量測定系統(tǒng)，記錄林木的實(shí)際耗水量和土壤水分動態(tài)變化。將這些數(shù)據(jù)輸入生態(tài)水文模型，結(jié)合數(shù)字高程模型提取的地形地貌數(shù)據(jù)，模擬月尺度和年尺度不同海拔區(qū)域胡楊林的水量平衡情況，評估水源對林木生長的影響程度。以模型結(jié)果為依據(jù)，科學(xué)確定生態(tài)補(bǔ)水的優(yōu)先區(qū)域和工程量。2）在模型判斷出的生態(tài)水量虧缺較大的低洼谷地和中低山區(qū)域，建設(shè)高效節(jié)水的生態(tài)供水工程。例如，在斷面積較寬的山溝地帶，利用現(xiàn)澆混凝土材料建造攔河堰，截流和蓄水；在林區(qū)較為聚集的小流域，設(shè)置太陽能水泵取水系統(tǒng)，通過地埋管網(wǎng)將水源輸送到林地。這些工程的水源可選擇小型水庫、涵洞和附近河流等。同時(shí)，充分發(fā)揮當(dāng)?shù)卮迕竦淖园l(fā)性，發(fā)放膜材，指導(dǎo)其在林區(qū)溝谷等地開展流袋堵塞的小型水源蓄水工程建設(shè)。3）在海拔1 500 m以下較為干燥的區(qū)域帶，選擇生長旺盛的檸條、棗、香梨等耐旱鄉(xiāng)土植物，在退化胡楊林間隔依次套種。并在樹冠間隙較大處和林緣，高密度栽植紅豆杉等旱生樹種，形成立體的混交林相。這可提高單位面積水資源的利用效率，實(shí)現(xiàn)區(qū)域生態(tài)用水優(yōu)化配置，保證胡楊林帶的需水量。

3.2 改良土壤，恢復(fù)植被

為應(yīng)對瓜州縣胡楊林分布區(qū)域土壤質(zhì)量下降的現(xiàn)狀，可采取土壤改良和植被恢復(fù)的技術(shù)手段。1）對白堿化和鹽漬化嚴(yán)重的退化林土壤，縣林業(yè)和水利部門可聯(lián)合開展中和鹽漬的土壤改良試驗(yàn)。在變性膨潤土中添加適量焦炭粉和硫黃粉，充分混勻后施于0～20 cm

的土層，通過礦物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)的相互作用，生成無定形氫氧化鋁或硫酸鹽類化合物，從而溶解和吸附土壤中的鈉離子等，達(dá)到淋濾鹽分的效果。同時(shí)，可在林內(nèi)分散堆放豆科綠肥植物，翻壓腐熟后全量還田；或在疏林地、林緣表層撒施當(dāng)?shù)丶s養(yǎng)殖場產(chǎn)生的有機(jī)肥，逐步改善土壤理化性質(zhì)。2）針對養(yǎng)分流失嚴(yán)重的退化林土壤，有選擇性地施用鎂肥、鉀肥、尿素等水溶性無機(jī)肥，并結(jié)合腐植酸、復(fù)合氨基酸等含量較高的有機(jī)肥，增加氮、磷、鉀元素的供應(yīng)量。同時(shí)，縣農(nóng)技推廣中心應(yīng)指導(dǎo)當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶在林下和疏林地帶的空曠處，利用溝壑等地形栽植相思子、大豆等特定的固氮綠肥作物，秋季將落葉與豆科植物地上部分翻壓于土壤中，作為天然的生物氮肥，以減少化肥的使用量。3）在部分林區(qū)試驗(yàn)引入檉柳、細(xì)枝羊柴等鄉(xiāng)土灌木及遍地黃金等抗寒型草本植物，采用小坑或溝壑造林的方式恢復(fù)灌草層。并針對胡楊的特性，選育抗瘠性強(qiáng)的種源，在疏林帶和衰敗樹木缺隙處，采用近自然的低密度人工輔助更新方式，促進(jìn)次生林培育。

3.3 構(gòu)建科學(xué)管理制度

針對瓜州縣胡楊林遭受人為干擾和過度利用的現(xiàn)狀，需要構(gòu)建科學(xué)管理和可持續(xù)利用的技術(shù)制度體系。1）縣自然資源局（林業(yè)和草原局）會同縣政府，明確以退化程度較輕的二類和三類林分為主的近期經(jīng)營區(qū)，實(shí)行封禁保護(hù)措施，封禁保護(hù)期不少于15年。同時(shí)，以存活率低于10%的重度退化林為主確定遠(yuǎn)期經(jīng)營區(qū)，實(shí)行退化林修復(fù)補(bǔ)植補(bǔ)栽，采取管護(hù)撫育措施人工促進(jìn)恢復(fù)。并在林區(qū)主要入口處設(shè)置告示牌，公示兩類區(qū)域范圍，宣傳保護(hù)政策。2）建立胡楊林生態(tài)補(bǔ)償制度，任何集體和個人有破壞或占用胡楊林的違法行為后，必須在指定的區(qū)域按照伐一栽五的規(guī)定完成胡楊苗木的栽植。采用人工挖穴定植，栽植經(jīng)過縣林果中心檢驗(yàn)檢疫合格的抗瘠胡楊苗木，發(fā)揮政府指導(dǎo)與村民自主參與的互動機(jī)制作用。3）對靠近村莊而受破壞嚴(yán)重的胡楊林地，建議采取圍欄式管理，嚴(yán)格限制人員和牲畜的進(jìn)入，必要時(shí)可設(shè)置紅外報(bào)警系統(tǒng)，并安排林區(qū)巡護(hù)員加強(qiáng)日常監(jiān)測。4）充分利用互聯(lián)網(wǎng)和移動通信技術(shù)建設(shè)智慧林業(yè)體系，在主要經(jīng)營區(qū)和遠(yuǎn)期經(jīng)營區(qū)的代表樣地，布設(shè)氣象站、土壤監(jiān)測儀器和視頻設(shè)備，構(gòu)建實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警系統(tǒng)。一旦發(fā)現(xiàn)違法砍伐等其他破壞行為，或檢測到泥石流等自然災(zāi)害，應(yīng)立即啟動應(yīng)急預(yù)案，派遣執(zhí)法人員到現(xiàn)場進(jìn)行處理，最大限度減輕生態(tài)破壞風(fēng)險(xiǎn)。

3.4 綜合防治病蟲害

針對瓜州縣胡楊林病蟲害高發(fā)的問題，應(yīng)采取綜合防治策略，將治標(biāo)與治本有機(jī)結(jié)合。1）切實(shí)加強(qiáng)林區(qū)病蟲害監(jiān)測預(yù)警體系建設(shè)。充分利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)手段，在關(guān)鍵區(qū)域布設(shè)監(jiān)控和電子誘捕器，實(shí)時(shí)采集和分析蟲情動態(tài)，做到早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早處置?？商剿骼美ハx雷達(dá)等先進(jìn)設(shè)備，結(jié)合氣象、林區(qū)特征等數(shù)據(jù)，構(gòu)建病蟲害發(fā)生發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型，提升預(yù)警的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。2）強(qiáng)化誘木監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，在胡楊林周邊選擇合適地點(diǎn)，放置新伐枝干作為誘餌，誘集害蟲產(chǎn)卵，及時(shí)收集和集中銷毀蟲卵，降低林區(qū)蟲源基數(shù)。3）注重生物防治與化學(xué)防治相結(jié)合，既要發(fā)揮生物天敵的作用，又要科學(xué)使用環(huán)保型藥劑。例如，針對蔡氏胡楊長斑狹個木虱等重點(diǎn)害蟲，可從周邊養(yǎng)蠶場、菜園等環(huán)境中收集寄生蜂等有益昆蟲，進(jìn)行適度繁育，在蟲口峰值期及時(shí)釋放到林間，通過捕食控制害蟲種群數(shù)量。對暴發(fā)的病蟲害，選擇高效、低毒的生物農(nóng)藥，采用無人機(jī)超低量噴霧等精準(zhǔn)施藥技術(shù)，在最佳防治期進(jìn)行統(tǒng)防統(tǒng)治，提高防治效果。

4 結(jié)語

瓜州縣胡楊林退化的成因復(fù)雜，涉及氣候變化、土壤演替、人口增長及生物入侵等多方面因素。筆者從水源供給、土壤營養(yǎng)、人為利用及病蟲害等角度深入剖析了瓜州縣胡楊林退化機(jī)理，并在此基礎(chǔ)上提出了實(shí)施生態(tài)補(bǔ)水工程、改良土壤和恢復(fù)植被、建立科學(xué)管理制度及培育健康林分等技術(shù)策略與措施。這些對策強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)治理和可持續(xù)經(jīng)營的理念，充分考慮了地區(qū)生態(tài)和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，能為西北地區(qū)胡楊林資源的保護(hù)與合理利用提供重要參考和借鑒。

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（責(zé)任編輯：劉寧寧）