极旱荒漠戈壁地区客土造林的利与弊

2022-09-11

1 基本情况

1.1 地理位置

瓜州县位于河西走廊西端, 东邻玉门市, 西连敦煌市, 南北与肃北蒙古族自治县接壤, 西北毗邻新疆维吾尔自治区。介于东经94°45′~97°00′, 北纬39°52′~41°53′, 东西长250 km, 南北宽400 km, 总面积24 130 km2。

1.2 地形地貌

瓜州县位于疏勒河中上游, 南靠祁连山, 北依马鬃山, 南北高山峻岭, 呈喇叭状向全境辐射, 形成了南北高, 中间由东向西渐低的绿洲平原, 这种特殊的地形, 使来自西伯利亚的风系, 在此形成气流狭管效应, 常年多大东风, 素有“世界风库”之称。境内地势东南高逐渐向西北倾斜, 大致呈东西走向, 中部由截山子低山丘陵东西横穿, 分本县为南北两片[1]。疏勒河以北呈起伏不平的中低山残丘戈壁, 海拔1 800~2 400 m, 截山子以北为疏勒河中下游干三角绿洲盆地, 地势开阔平坦, 海拔1000~1 300 m, 绿洲南北两侧为广阔的绵延数百公里的戈壁地带。属疏勒河下游瓜州绿洲盆地, 地势自东向西南方向倾斜, 地形较平缓, 由疏勒河冲积物组成, 大部分地段属砾石戈壁。

1.3 自然气候

瓜州县地处荒漠内陆, 气候属典型的干旱荒漠气候, 总体特点是:降水少、日照长、昼夜温差大、冬季寒冷、夏季炎热、干旱多风。据瓜州县气象局近30 a的实测资料表明:全年最高气温为42.8 ℃, 最低气温为-29.3℃, 多年平均气温10.1 ℃, 大于和等于10 ℃的积温3 611.5℃, 平均无霜期146 d, 年日照时数为3 260 h, 日照率大于70%, 年平均风速3.7 m/s, 大于7级的大风日71 d, 最多达80.5 d, 平均沙尘暴日数为13.7次, 浮尘日数30.4 d。

全县多年平均降水量45.7~75.3 mm, 平均蒸发量3140.6 mm, 干燥度为16.01, 属于极干旱区。地表水主要为源于祁连山的疏勒河入境水。疏勒河每年流入瓜州境内的经流 (2.3~2.7) ×109 m3。地下水埋深小于8 m, 含水介质及富水性较差。总储量1.8×108 m3, 年补给量2.1×108 m3。

1.4 土壤

瓜州县主要土壤类型为荒漠草甸土、风沙土以及盐土。

1.5 植被

按气候、土壤和水热条件的差异, 植被分为以下几种类型。

1.5.1 天然植被

荒漠戈壁植被:主要有花棒、拐枣、梭梭和霸王等超旱生植物组成, 覆盖度不足15%, 分布在南北丘陵戈壁。

绿洲边缘沙漠植被:主要有柽柳、黑果枸杞等沙生植被组成, 覆盖度15%~20%, 分布在绿洲边缘的风蚀沙地上。

绿洲内部盐生植被:主要有盐爪爪、骆驼刺、甘草、苦豆子、芨芨草、花花柴、柽柳、黑果枸杞和西伯利亚滨黎, 还有部分胡杨林等, 覆盖度在20%~55%, 分布在绿洲内部盐土、盐化草甸土上。

1.5.2 人工植被 (林木资源)

林木资源主要是近年来人工种植的杨、柳和沙枣等防护林树种和苹果、桃、杏和葡萄等经济林树种, 植被覆盖度2.5%左右。现有的人工植被起不到大面积防风固沙和改善城乡生态环境的作用。

2 瓜州近年来营造林主要技术手段及成果

瓜州为世界著名风库之一, 因地处戈壁、沙漠周边, 受风沙侵袭较为严重, 瓜州湿地是瓜州当地重要的生态保护屏障, 是瓜州人民安居乐业的基础, 是极旱荒漠中的宝贵绿洲。自建国以来, 因当地工业、农业、畜牧业发展, 人类活动逐渐加剧, 尤其近年来两西移民、库区移民大量涌入, 大量开荒拓田活动加剧了生态环境恶化, 县城周边七大风沙口面积明显增加, 周边植被逐渐枯死、退化, 绿洲面积逐渐缩小。瓜州县恶劣的自然环境和复杂的立地条件, 是长期困绕造林绿化的难题。

近几年, 瓜州县县委和人民政府高度重视, 采取了一系列重点风沙口治理工程及环县城防护林建设工程。如1994年开始的石岗墩风沙口治理工程, 2000年开始的城东风沙口治理工程, 2009年开始的疏勒河城区段综合治理工程等重点工程的实施, 有效制止了瓜州县风沙肆虐的情况, 改善了瓜州城区人民的居住环境, 为瓜州县风电发展和风能资源开发利用奠定了基础[2]。

根据近20 a的防风固沙的探索, 瓜州防风固沙采用了设置沙障、压草治沙和营造防护林等多种技术手, 而采用客土造林工程措施营造防风固沙林是防风固沙的最有效途径之一。2000年, 瓜州县在石岗墩治沙站门前的沙砾石质地造林地上采取客土工程措施, 进行了造林试验, 取得了比较成功的经验。

3 极旱荒漠戈壁地区客土造林的优点

3.1 树木成活率较高。

客土栽培能够较好、较快地改变土壤盐碱、板结等问题, 有效改善土壤结构、减少盐碱和大风对树木的危害, 有效提高栽培植物的成活率。从1994年石岗墩风沙口综合治理初期开始, 瓜州县林业局陆续在瓜州县石岗墩地区栽植防风固沙林45 hm2, 因风大、沙多、土壤贫瘠、立地条件差等因素, 首年成活率不到80%, 次年成活仅仅不到50%。2000年初, 瓜州县林业部门通过客土栽培技术, 在瓜州县石岗墩地区进行造林试验, 植树4 hm2, 对新疆杨、胡杨、桃树和葡萄等树种进行了栽植, 当年成活率达到95%以上, 次年存活率达到85%以上。为瓜州县大面积推广客土栽培植树造林的可行性奠定了基础。

3.2 成林速度快, 绿化效果好。

2002年开始, 瓜州县林业部门在瓜州县城东风沙口综合治理工程全面采用了客土造林技术, 在瓜州县城东风沙口沿线营造防风林带14条, 共14 hm2。均采用二年生杨树苗, 年生长量1.5 m, 2 a后达到6 m以上, 胸径达到5cm以上, 形成了绿色生态屏障, 有效阻挡了风沙对县城的侵袭, 防风效果显著。

3.3 灌溉管理方便

瓜州县过去植树造林, 均采用河水漫灌和井水漫灌相结合的灌溉方式。这种灌溉方式, 用水数量大, 用工量多, 耗时长, 容易造成跑水, 对水资源浪费较大。从2007年开始, 瓜州县客土造林均采用喷灌、滴管、管灌等方式。乔木林采用管灌技术, 灌木林采用喷灌、滴管等灌溉方式, 共打灌溉用机井9眼, 灌溉管理方便, 又能有效抑制客土发生次生盐渍化, 保证了栽培林木的正常生长。

3.4 能尽快发挥防风固沙效益。

据瓜州县近30 a的气象资料表明, 2000年以前, 瓜州县年平均风速达3.7 m/s, 大于七级的大风约71 d, 最多达85.5 d, 平均年沙尘暴日数为13.7 d, 浮尘日数为30.4 d。瓜州曾有“一棵树一车沙, 一棵草一碗沙”, 因大风造成工人停工、学生断学, 市区停电、停水、交通阻断、树木倾倒、房屋倒塌以及人员伤亡等事故时有发生。通过近10 a来瓜州县委、县政府及当地林业部门的努力, 风沙已得到有效控制, 大风日数逐年下降, 至2010年, 全年大风日数17 d、沙尘天气16 d、无大沙尘暴天气发生。

4 极旱荒漠戈壁地区客土造林的缺点

瓜州县委县政府及当地林业部门经过多年努力, 利用客土栽培技术在植树造林、防风固沙方面取得了显著成效, 但客土栽培的一些隐性弊端也逐渐凸显出来。

4.1 造林成本较高。

瓜州县周边乡镇营造农田防护林单位成本在15 000元/hm2左右, 而在石砾戈壁上客土造林的单位成本在225000元/hm2左右, 其中包括土石方开挖、运输、耕作土回填、管道架设、打井架电和树木栽植等。1 hm2客土造林费用是就地造林的15倍。

4.2 对城市周边的农田破坏较为严重。

土地是一种不可再生资源, 但客土栽培对土壤条件要求高, 用土量大, 且需用农田耕作土。通过近10 a客土栽培植树造林, 县城周边乡镇10 km内超过1/3农田耕地取土深度超过70 cm。

4.3 地下水资源过量开采, 地表植被退化、湿地面积缩小。

瓜州县地表水资源较为贫瘠, 用于林业灌溉和生态保护的水资源极其有限, 大部分林业灌溉用水依靠地下水资源。地下水过度开采对生态环境破坏较为严重, 地表植被退化逐年加剧。由于工农业需要, 近年瓜州超采地下水和昌马拦河筑坝, 打井取水, 使地下水位下降, 原湿地露头泉眼干涸, 20世纪70年代全县打机井179眼, 90年代238眼, 到2002年各类机井达到1 037眼。据瓜州县湿地保护区二期本底调查, 由疏勒河深入地下, 以泉涌出地面形成地表水的量, 自1990-2003年, 年均减约0.049×108 m3, 年下降率为5.76%, 据资料计算每10 a地下水位下降0.73 m。许多湿地干涸或面积急剧缩小, 湿地面积由原来的10万hm2减少到不足现在的3.33万hm2。

4.4 盐渍化和荒漠化加剧

由于过度开采和气候干旱, 不仅导致湿地干涸、面积减少, 而强烈的蒸发, 使土壤中的盐分向地表聚集, 导致盐渍化加剧。湿地干涸基底裸出, 沉积的泥沙经干燥成为沙漠, 加速了荒漠化的进程。

摘要：瓜州县土地贫瘠, 水资源极其匮乏, 为世界著名风库之一, 因地处戈壁、沙漠周边, 受风沙侵袭较为严重。瓜州县委县政府及当地林业部门利用客土栽培技术, 通过10多年植树造林、防风固沙取得了显著成效。在长期实践过程中, 在充分认识到客土造林的成活率高、成林快、绿化美化效果好、防风固沙见效快的同时, 也认识到大面积客土造林所逐渐凸显的一些弊端。

关键词：客土造林,防风固沙,水土保持