陳啟民，劉康，朱玉偉，武衛(wèi)疆，褚奮飛，王永紅

（新疆林業(yè)科學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830063）

農(nóng)田防護(hù)林是區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要生態(tài)屏障，是為了防止自然災(zāi)害、改善氣候、土壤、水文條件和塑造農(nóng)田景觀為目的的特殊防護(hù)林種［1，2］，在新疆準(zhǔn)噶爾盆地南緣，農(nóng)田防護(hù)林對(duì)于改善生態(tài)環(huán)境、保障工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)做出了巨大貢獻(xiàn)。過去對(duì)農(nóng)田防護(hù)林的研究主要集中在其作用和功能的研究，如其保證農(nóng)牧業(yè)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)［1，3，4］，改善土壤水熱狀況和對(duì)農(nóng)田土壤的物理性質(zhì)和肥力產(chǎn)生的影響［5－8］，以及農(nóng)田防護(hù)林網(wǎng)適宜規(guī)格等方面。20世紀(jì)80年代以來，由于新疆氣候由暖干向暖濕發(fā)展，綠洲及荒漠植被得以恢復(fù)，沙塵暴和大風(fēng)發(fā)生日數(shù)減少［9，10］，人們對(duì)農(nóng)田防護(hù)林重視程度降低，加之農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度提高和膜下滴灌技術(shù)的大規(guī)模推廣應(yīng)用，造成準(zhǔn)噶爾盆地南緣農(nóng)田防護(hù)林林網(wǎng)規(guī)格擴(kuò)大、水分條件惡化，導(dǎo)致農(nóng)田防護(hù)林退化，給該區(qū)生態(tài)安全埋下極大的隱患。

本文通過對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地南緣地方和兵團(tuán)的防護(hù)林網(wǎng)進(jìn)行抽樣調(diào)查及分析，以期揭示準(zhǔn)噶爾盆地南緣農(nóng)田防護(hù)林經(jīng)營(yíng)現(xiàn)狀及存在的問題，為該區(qū)綠洲防護(hù)林建設(shè)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和決策依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

準(zhǔn)噶爾盆地南緣是天山北坡與古爾班通古特沙漠交界的東西狹長(zhǎng)地帶，包括新疆首府烏魯木齊市和昌吉地區(qū)、塔城部分地區(qū)、博州的精河縣以及兵團(tuán)農(nóng)六、七、八師等農(nóng)牧團(tuán)場(chǎng)，是新疆現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、工業(yè)、文化、科教的重要基地，其政治、經(jīng)濟(jì)和文化戰(zhàn)略地位舉足輕重。該區(qū)平均海拔500～1 500m，年均氣溫6～7.3℃，年降水量160～200mm，年蒸發(fā)量1 800～2 300mm，年平均大風(fēng)日數(shù)4～10d。準(zhǔn)噶爾盆地南緣沙丘多數(shù)為固定、半固定沙丘，由于主風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，沙丘向東南緩慢移動(dòng)，但不明顯。

2 調(diào)查研究方法

2.1 調(diào)查方法、范圍及內(nèi)容

采用現(xiàn)地調(diào)查，結(jié)合北疆二類資源清查資料和衛(wèi)星影像資料，對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地南緣精河縣、烏蘇縣、奎屯市、沙灣縣、石河子市、瑪納斯縣、呼圖壁縣、昌吉市、阜康市、吉木薩爾縣、奇臺(tái)縣以及兵團(tuán)農(nóng)六、七、八師的典型鄉(xiāng)鎮(zhèn)及農(nóng)牧團(tuán)場(chǎng)農(nóng)田防護(hù)林進(jìn)行隨機(jī)抽樣，調(diào)查區(qū)林網(wǎng)共計(jì)3 500個(gè)，隨機(jī)抽取207個(gè)林網(wǎng)，抽樣比為5.91%。調(diào)查內(nèi)容包括主林帶方向、主林帶間距、副林帶間距、林帶寬度、行數(shù)、防護(hù)林樹種、林網(wǎng)完整性、林帶狀況等，共調(diào)查林網(wǎng)207個(gè)，其中地方117個(gè)，兵團(tuán)90個(gè)。

2.2 數(shù)據(jù)處理

調(diào)查數(shù)據(jù)采用SPSS數(shù)理統(tǒng)計(jì)軟件和Excel進(jìn)行分析。

3 農(nóng)田防護(hù)林現(xiàn)狀及存在的問題

3.1 農(nóng)田斑塊不斷擴(kuò)大

調(diào)查結(jié)果顯示，目前準(zhǔn)噶爾盆地南緣林網(wǎng)網(wǎng)格面積主要在8～48hm2之間，占總體的74.9%，平均為28.11hm2，最大面積90.16hm2；主林帶間距主要在200～440m，占68.1%，平均383.89m，最大980m；副林帶間距主要在400～850m，占71.5%，平均711.57m，最大1 130m。地方和兵團(tuán)分類統(tǒng)計(jì)，地方林網(wǎng)網(wǎng)格面積主要在10～30hm2，平均為23.71hm2，最大面積69.30hm2；主林帶間距主要在200～450m，平均342.56m，最大760m；副林帶間距主要在400～1 050m，平均670.26m，最大1 050m。兵團(tuán)林網(wǎng)面積主要在13～47hm2范圍內(nèi)，平均33.83hm2，最大90.16hm2；主林帶間距主要在270～530m，平均437.61m，最大980m；副林帶間距主要在500～1 100m，平均765.28m，最大1 130m。在網(wǎng)格面積、主林帶間距和副林帶間距3項(xiàng)指標(biāo)中兵團(tuán)林網(wǎng)網(wǎng)格皆大于地方林網(wǎng)網(wǎng)格，見表1、圖1～圖3。

表1 準(zhǔn)噶爾盆地南緣農(nóng)田防護(hù)林林帶間距及林網(wǎng)面積調(diào)查統(tǒng)計(jì)

圖1 準(zhǔn)噶爾盆地南緣林帶間距及林網(wǎng)面積（總體）

圖2 準(zhǔn)噶爾盆地南緣林帶間距及林網(wǎng)面積（地方）

圖3 準(zhǔn)噶爾盆地南緣林帶間距及林網(wǎng)面積（兵團(tuán)）

新疆農(nóng)田防護(hù)林建設(shè)之初，主要學(xué)習(xí)蘇聯(lián)營(yíng)建“寬林帶、大網(wǎng)格”模式，后結(jié)合新疆實(shí)際，歷經(jīng)20余年的觀測(cè)、研究形成“窄林帶、小網(wǎng)格”模式研究成果，為此獲得1978年全國(guó)科技大會(huì)獎(jiǎng)，并大規(guī)模在三北地區(qū)推廣。20世紀(jì)80年代，北疆應(yīng)用該項(xiàng)成果廣泛采用主林帶間距250～300m，副林帶間距500～1 000m，面積13～20hm2的“窄林帶、小網(wǎng)格”農(nóng)田防護(hù)林網(wǎng)。北疆曾營(yíng)建最大林網(wǎng)面積為50 hm2，但林帶成林后防護(hù)效率僅為50%～60%［11，12］。目前，準(zhǔn)噶爾盆地南緣農(nóng)田防護(hù)林建設(shè)和保存情況，不論地方還是兵團(tuán)，其林網(wǎng)網(wǎng)格面積、主林帶間距和副林帶間距均大于新疆防護(hù)林建設(shè)技術(shù)規(guī)程中“窄林帶、小網(wǎng)格”規(guī)定的規(guī)格（主林帶間距200～300m；副林帶間距400～600m）。

由于氣候變化，準(zhǔn)噶爾盆地南緣多年未遇惡劣的災(zāi)害天氣，人們重視程度下降，加之機(jī)械化程度的提高和膜下滴灌技術(shù)的應(yīng)用，開始主動(dòng)營(yíng)造大網(wǎng)格農(nóng)林網(wǎng)，或伐除網(wǎng)格中間的副林帶，或?qū)r(nóng)田防護(hù)林疏于管理，甚至為避免脅地而人為破壞，造成該區(qū)農(nóng)田林帶間距變寬，斑塊面積擴(kuò)大，為農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)埋下隱患。雖然自1996年以來沙塵暴年日數(shù)無明顯增加，但大風(fēng)發(fā)生日數(shù)卻呈增加的趨勢(shì)［10］，以目前農(nóng)田防護(hù)林的防護(hù)效能，遭遇沙塵暴來襲，將造成該區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)嚴(yán)重?fù)p失。

3.2 農(nóng)田防護(hù)林混交比例低

在農(nóng)田防護(hù)林混交程度調(diào)查中，兵團(tuán)和地方情況相似，混交比例均較低，分別為23.3%和24.8%。樹種主要有楊類（俄羅斯楊、斯大林楊、箭桿楊、胡楊和新疆楊）、白榆和沙棗，還有少量的柳樹、白蠟、海棠等（表2）。

表2 準(zhǔn)噶爾盆地南緣農(nóng)田防護(hù)林混交比例及樹種

喬木混交的農(nóng)田防護(hù)林防護(hù)效應(yīng)好于喬木純林，其中，農(nóng)田防護(hù)率較純林提高43.8%，脅地指數(shù)降低0.27，農(nóng)作物減產(chǎn)率降低57.5%［13］。且由2種以上樹種組成易形成較好的林帶結(jié)構(gòu)，并具有生物、生態(tài)學(xué)穩(wěn)定性較強(qiáng)的特點(diǎn)［14］。準(zhǔn)噶爾盆地南緣農(nóng)田防護(hù)林樹種較為單一，混交比例偏低，勢(shì)必造成其防護(hù)效應(yīng)低且抵抗自然干擾的能力弱。遇鹽漬化、干旱等環(huán)境惡化或黃斑星天牛等有害生物的侵襲可能造成滅頂之災(zāi)。

3.3 防護(hù)林網(wǎng)不完整，林帶殘破

對(duì)農(nóng)田防護(hù)林網(wǎng)及林帶完整性進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)：準(zhǔn)噶爾盆地南緣防護(hù)林網(wǎng)，不論保存優(yōu)劣，四面有林的林網(wǎng)僅123個(gè)，占調(diào)查林網(wǎng)的59.4%，其中兵團(tuán)63.3%，略好于地方56.4%；林帶整齊優(yōu)良的林網(wǎng)16個(gè)，僅占調(diào)查林網(wǎng)的7.7%，兵團(tuán)10%略好于地方的6%；而缺行斷帶、生長(zhǎng)不良、病老枯死以致林帶殘破的林網(wǎng)共有66個(gè)，占調(diào)查林網(wǎng)的31.9%，地方21.4%低于兵團(tuán)的45.6%（表3、表4）。

表3 準(zhǔn)噶爾盆地南緣農(nóng)田林網(wǎng)完整性

表4 準(zhǔn)噶爾盆地南緣農(nóng)田防護(hù)林林帶狀況 個(gè)

準(zhǔn)噶爾盆地南緣（兵團(tuán)和地方）四面有林的林網(wǎng)比例均不高，部分區(qū)域雖主林帶建設(shè)規(guī)格合理，保存良好，但由于缺副林帶，使防護(hù)功能不全，不能起到防護(hù)林設(shè)計(jì)效能。加之多數(shù)林網(wǎng)已達(dá)到成過熟期，由于不能及時(shí)更新，林帶斷帶、殘破現(xiàn)象明顯，防護(hù)效益顯著下降。

3.4 農(nóng)田防護(hù)林經(jīng)濟(jì)效益低下

準(zhǔn)噶爾盆地南緣農(nóng)田防護(hù)林樹種主要為楊樹、白榆、沙棗，由于楊樹材質(zhì)一般，價(jià)值不高，目前價(jià)格為800～1 000元·m－3，楊樹林帶年均收益僅22 500元·hm－2左右；而白榆無論是生長(zhǎng)速度還是木材價(jià)格均不如楊樹，效益更差；沙棗由于成材率低，一般僅作薪材使用，基本無經(jīng)濟(jì)收益可言；此外，雖然我國(guó)林權(quán)制度改革使林權(quán)逐漸歸屬個(gè)人和集體所有，但各地由于受采伐限額的限制，林木不能在防護(hù)成熟齡和經(jīng)濟(jì)成熟齡的最佳結(jié)合點(diǎn)進(jìn)行采伐更新，造成林木材質(zhì)下降，經(jīng)濟(jì)收益損失，致使農(nóng)戶對(duì)農(nóng)田防護(hù)林的經(jīng)營(yíng)熱情不高，疏于管理，不灌溉甚至挖斷根壕溝以避免林木根系脅地，導(dǎo)致農(nóng)田防護(hù)林嚴(yán)重衰退，功能下降。

3.5 防護(hù)林水分補(bǔ)給條件惡化

隨著節(jié)水技術(shù)推廣，研究區(qū)棉田改為膜下滴灌后，原本與林帶平行的渠系大多被廢棄，致使林帶灌溉困難或無法灌溉，導(dǎo)致林帶嚴(yán)重衰敗，林木大量死亡。此外林地水分補(bǔ)給狀況惡化導(dǎo)致林帶林木根系主要分布向表層提升，在水平方向向農(nóng)田迅速蔓延，根脅地情況日益嚴(yán)重。

4 對(duì)策與建議

在準(zhǔn)噶爾盆地南緣，農(nóng)田防護(hù)林對(duì)于保護(hù)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用，具有不可替代的地位，為使農(nóng)田防護(hù)林持續(xù)、穩(wěn)定地發(fā)揮防護(hù)功能，必須轉(zhuǎn)變觀念，加強(qiáng)管理，合理布局。

4.1 合理布局林網(wǎng)大小，增強(qiáng)防護(hù)效益

農(nóng)田防護(hù)林是以抵御干擾為目的的防護(hù)系統(tǒng)，其防護(hù)效益隨林網(wǎng)的增大而減小。研究證明，在風(fēng)速降低35%～50%時(shí)，林帶的有效防護(hù)距離為0～20倍樹高［15］，因此，大風(fēng)頻發(fā)的準(zhǔn)噶爾盆地南緣在進(jìn)行農(nóng)田防護(hù)林建設(shè)和更新改造時(shí)應(yīng)設(shè)計(jì)大小合適的防護(hù)林網(wǎng)網(wǎng)格，主林帶間距應(yīng)低于20倍樹高。鑒于準(zhǔn)噶爾盆地南緣農(nóng)田防護(hù)林帶造林樹種以俄羅斯楊和白榆為主，其防護(hù)成熟期平均樹高為20m和15m左右，建議該區(qū)設(shè)計(jì)林網(wǎng)規(guī)格時(shí)，以主林帶間距不超過300m，林網(wǎng)網(wǎng)格面積不超過50hm2為宜。

4.2 保證林地灌溉，加強(qiáng)撫育管理

由于農(nóng)田防護(hù)林抗逆性和穩(wěn)定性不如天然林，不能脫離人工撫育而獨(dú)立存活，因此人工撫育措施必不可少，尤其要保證灌溉。準(zhǔn)噶爾盆地由于膜下滴灌技術(shù)大面積推廣應(yīng)用，水分側(cè)滲微不足道，針對(duì)這種情況應(yīng)對(duì)林帶建立獨(dú)立的灌溉系統(tǒng)，保證林地灌溉。此外，隨著林業(yè)生態(tài)建設(shè)資金逐年增加，在農(nóng)田防護(hù)林建設(shè)中應(yīng)轉(zhuǎn)變思想，改變粗放管理經(jīng)營(yíng)模式，加大投入，對(duì)防護(hù)林林帶加強(qiáng)水肥投入，使防護(hù)林盡快步入防護(hù)成熟期，并使材積快速增長(zhǎng)。

4.3 營(yíng)造混交林，提高林帶穩(wěn)定性

在防護(hù)林建設(shè)規(guī)劃中，應(yīng)大力提倡營(yíng)建混交林，遵循異質(zhì)斑塊理論和技術(shù)，改變林帶的界面結(jié)構(gòu)，保持小規(guī)模異質(zhì)斑塊，促進(jìn)天敵的發(fā)展，建立生物制衡機(jī)制。如在防護(hù)林樹種選擇上可以考慮選用胡楊和沙棗混交，不僅具有較強(qiáng)的抗旱性，而且其防護(hù)效益上佳，是綠洲邊緣防護(hù)林建設(shè)的較好的選擇。通過比選，篩選出適宜準(zhǔn)噶爾盆地南緣的防護(hù)林樹種，營(yíng)建防護(hù)功能良好、經(jīng)濟(jì)效益上佳、生態(tài)穩(wěn)定、景觀優(yōu)美的多功能生態(tài)系統(tǒng)。

4.4 補(bǔ)植林帶，使林網(wǎng)完整

林帶防風(fēng)作用的大小與是否形成網(wǎng)狀體系有很大的關(guān)系［16］。對(duì)不健全的林網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)植，健全防護(hù)林功能，使其構(gòu)成閉合網(wǎng)格體系，達(dá)到較好的防護(hù)效能。隨著機(jī)械化程度的提高，為保證機(jī)械效率充分發(fā)揮，部分林網(wǎng)可適當(dāng)增加副林帶間距，但不宜超過1 000m。

4.5 營(yíng)造生態(tài)經(jīng)濟(jì)型防護(hù)林

在準(zhǔn)噶爾盆地南緣，農(nóng)田防護(hù)林建設(shè)應(yīng)積極引入適宜的經(jīng)濟(jì)樹種營(yíng)建副林帶，如蘋果、海棠、文冠果等。除可收到防護(hù)效益外，還可產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)收益。在林帶向陽(yáng)面可以栽種夏橡、水曲柳、黑核桃等硬闊葉樹種，營(yíng)建混交林帶，不僅可與楊樹等鄉(xiāng)土樹種交替形成防護(hù)效益，還由于其材質(zhì)優(yōu)良、壽命長(zhǎng)，而獲得可觀的經(jīng)濟(jì)收益。

［1］曹新孫.農(nóng)田防護(hù)林學(xué)［M］.北京：中國(guó)林業(yè)出版社，1983

［2］朱廷曜，關(guān)德新，周廣勝，等.農(nóng)田防護(hù)林生態(tài)工程學(xué)［M］.北京：中國(guó)林業(yè)出版社，2001

［3］SUBBAN F.Financia1analysis of selected shelterbelts systems in Pakistan［J］.Pakistan Journal of Forestry，1990（3）：247－252

［4］BEANDLE J R，JOHNSON B B，AKESON T.Field windbreaks：are they Economical［J］.J Prod Agric，1992，5（3）：393－398

［5］孟平，張勁松，樊巍.中國(guó)復(fù)合農(nóng)林業(yè)研究［M］.北京：中國(guó)林業(yè)出版社，2003

［6］阿迪力·吾彼爾，袁素芬，趙萬羽.準(zhǔn)噶爾盆地新建防護(hù)林對(duì)林下土壤理化性狀的影響［J］.干旱區(qū)地理，2007，30（3）：420－425

［7］賈宏濤，蔣平安，陳冰，等.新疆塔城老風(fēng)口工程區(qū)防護(hù)林立地土壤化學(xué)特征［J］.土壤，2001（6）：305－308

［8］王葆芳，王志剛，江澤平，等.干旱區(qū)防護(hù)林營(yíng)造方式對(duì)沙漠化土地恢復(fù)能力的影響研究［J］.中國(guó)沙漠，2003，23（3）：236－241

［9］施雅風(fēng)，沈永平，胡汝驥.西北氣候由暖干向暖濕轉(zhuǎn)型的信號(hào)、影響和前景初步探討［J］.冰川凍土，2002，24（3）：219－226

［10］徐貴青，魏文壽.新疆氣候變化及其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響［J］.干旱區(qū)地理，2004，27（1）：14－18

［11］劉鈺華.新疆綠洲防護(hù)林體系［J］.干旱區(qū)資源與環(huán)境，1995，9（4）：187－192

［12］慈龍駿，陳仲元，劉鈺華，等.新疆防護(hù)林體系的建設(shè)［M］.烏魯木齊：新疆人民出版社，1980

［13］朱教君，姜風(fēng)岐，范志平.林帶空間配置與布局優(yōu)化研究［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2003，4（8）：1205－1212

［14］王葆芳，趙英銘，王志剛，等.干旱區(qū)人工綠洲不同農(nóng)田防護(hù)林模式防護(hù)效應(yīng)及相關(guān)性［J］.林業(yè)科學(xué)研究，2008，21（5）：707－712

［15］陳亞寧，潘存德，尹林克，等.干旱荒漠區(qū)生態(tài)保育恢復(fù)技術(shù)與模式［M］.北京：科學(xué)出版社，2010

［16］范志平，孫學(xué)凱，王瓊，等.農(nóng)田防護(hù)林帶組合方式對(duì)近地面風(fēng)速作用特征的影響［J］.遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，29（2）：320－323