低覆盖度防沙治沙体系研究取得重要突破

12.03.2015  02:46
   国家林业局政府网3月12日讯     土地荒漠化、土地沙化导致水土流失,吞噬人类生存空间,制约经济可持续发展,威胁生态安全,人们称其为地球的“癌症”。为了实现有效治沙,我国防沙治沙科技工作者长期以来转战沙漠、沙地,寻求良方。
  20世纪60年代始,我国遵循“密度大,治沙效果好”的原则,开展了大规模的防沙治沙工程。多年过去,所造固沙林出现了中幼龄林成片衰败死亡之现象,损失巨大。20世纪末,中国林科院荒漠化所防沙治沙专家杨文斌研究员率领课题组,按照植被覆盖度大于40%的原则,研究提出了乔木带间距小于等于10米、灌木带间距小于等于8米的“两行一带”的造林固沙模式,广泛应用于沙源治理工程中,效果较为明显,栽种的中幼龄林未出现成片衰败死亡的现象。但是,在极端干旱年份,如1998年、2001年等,上述规格的“两行一带”出现了严重的水分胁迫及衰败死亡现象。
  由此,杨文斌带领课题组开始探索近自然林业发展思路。2003年,杨文斌开始主持“低覆盖度防沙治沙体系”项目,系统研究乔木、灌木和半灌木不同分布格局的防风固沙、水分利用、生物固碳、促进沙地土壤发育和自然植被修复机理。经过10多年的研究,建立了低覆盖度(15%~25%)防风固沙体系模式。研究发现:采用近自然植被的覆盖度(覆盖度为15%~25%时),配置形成行带或者网格模式的固沙林,能够完全固定流沙。研究成果获得了多项国家专利权,并获得了2013年度内蒙古自治区科学技术进步一等奖(2014年底公布)。
  日前,笔者就此采访了杨文斌。采访中,杨文斌介绍了低覆盖度固沙林的概念。他说,低覆盖度行带式固沙林是由窄林带(占地面积15%~25%)与宽自然植被修复带(占地面积75%~85%)组合的一种复合固沙植被模式。“行”即将乔灌木栽种成一行或者多行,“带”是乔灌木之间的空土地(即植被修复带)。并从乔木、灌木、半灌木3种植被类型在野外所做实验向笔者进行了具体介绍。
  研究过程中,专家们以榆树、柠条、沙蒿等3种不同植被为实验对象,对覆盖度在15%~25%的行带式、均匀、随机分布格局的防风效果进行了比较测定。结果显示:行带式格局防风固沙效果最佳,能够完全固定流沙,均匀分布格局次之,随机分布格局效果最差,后二者的沙地均处于半流动状态。
  杨文斌解释说,由于沙地表面的流动性,浅根性的草本植物着生困难,即使能够生长一些草本植物且生长季覆盖度达到40%~55%,在没有发育良好的土壤形成之前,春季大风期正好是枯萎期,不仅不能防止风蚀,而且还将导致草本植物死亡。但是,固沙造林使得沙面稳定后,草本植被可以自然修复;修复后的草本植被的作用就显得尤为重要。而乔灌木是深根性植物,即使木质化枝干在休眠期也具有抗风蚀的作用;在低覆盖度时配置成为行带式格局,林木的边行生长优势非常明显,生物生产力显著增加;植被修复带具有减少降水截留量、增加土壤入渗水量、调节干旱年份土壤水量平衡等作用,能显著减缓干旱年份的水分胁迫,避免衰退或死亡现象的发生。
  因此,低覆盖度固沙林能够形成良好的乔灌混交结构和林草垂直结构,稳定性显著增加,目前,且能抵御20年一遇的中度干旱。因为人工固沙林(行)达到一定寿命“寿终正寝”后,已经形成了稳定的自然修复植被和土壤(带),确保了人工植被向自然修复植被的稳定过渡。
  据初步统计,自2005年始,项目分别在在内蒙古赤峰市、锡林浩特市、阿拉善盟,以及甘肃敦煌市等建立科研试验示范区近5000亩。在科研示范与辐射的基础上,结合内蒙古的京津风沙源治理等生态建设工程,广泛推广了低覆盖度行带式固沙林模式、低覆盖度生态林业体系和低覆盖度生物沙障模式,在内蒙古、甘肃、宁夏推广面积约3000万亩。在确保固沙效果的同时,能提高生物生产力8%~20%,带间植被和土壤修复速度加快2~5倍,与目前的造林规程相比,苗木用量减少50%~70%,造林用工量降低30%~50%,降低固沙造林成本40%~60%。在内蒙古自治区的浑善达克沙地,低覆盖度杨树行带式固沙林,带间的草本植被得到了良好的恢复,土壤已经开始发育,有机质含量显著增加,微生物发育良好,与植物根系组合,加速了土壤发育过程,形成了具有较强抗风蚀能力的表层。自项目实施后累计产生间接效益达26.44亿元;采用此模式可带来直接经济效益10亿元以上。
  目前,其模式在内蒙古、宁夏、甘肃省、宁夏建立了实验示范区,在京津风沙源治理工程中广泛推广应用,为京津风沙源治理工程等做出了重要贡献。(中国林科院)