摘要:? 十二師222團位于阜康市三工河流域下游,通過近10年地下水環(huán)境變化對其防風林建設(shè)影響分析得出,團場防風林為非充分灌溉,能夠維持團場防風林生存極低的灌溉定額是遵循了適地適樹的原則;區(qū)內(nèi)地下水埋深每下降1 m,團場防風林灌溉量就會增加20.51 m3/畝,地下水位持續(xù)下降和人工開采型動態(tài)加劇了防風林的危害作用。關(guān)鍵詞:? 防風林;? 地下水埋深;? 環(huán)境影響;? 適地適樹、節(jié)水;? 對策
中圖分類號:? ?S 727. 23? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼:? ?A? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號:1001 - 9499(2021)03 - 0030 - 03
新疆干旱區(qū)是水資源短缺、生態(tài)環(huán)境脆弱的區(qū)域。兵團農(nóng)場以農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)為主,防風林建設(shè)對保證兵團農(nóng)牧團場農(nóng)田生態(tài)環(huán)境具有重要作用,然而流域水資源長期開發(fā)利用嚴重擠占了生態(tài)流量,特別是對流域下游的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的不利影響是深刻的。本文對十二師222團地下水環(huán)境變化對防風林的影響進行分析,從適應(yīng)干旱區(qū)自然條件角度,結(jié)合團場水資源條件,提出團場在環(huán)境條件變化下的防風林建設(shè)對策,旨在為干旱區(qū)防風林建設(shè)提供依據(jù)。
1 區(qū)域概況
十二師222團處于準噶爾盆地沙漠南緣新疆阜康市三工河流域尾閭,長期受流域易溶鹽和污染物的積聚危害。區(qū)內(nèi)地形由東南向西北傾斜,海拔高480~455 m,地形坡降1‰~2.5‰,地勢較為平坦;土質(zhì)類型多為潮土、灰漠土、鹽土;流域平原區(qū)多年平均氣溫6.9 ℃,多年平均降水量189 mm,其中作物生育期(4~10月)降水133.9 mm,占全年降水量的71%;多年平均蒸發(fā)量1 850.7 mm,屬典型的大陸干旱區(qū)氣候。流域中上部平原是阜康市經(jīng)濟活動的核心區(qū)域,團場緊靠沙漠,自然條件劣于上游的阜康市山前綠洲平原,在60多年的墾荒、防風林建設(shè)等生產(chǎn)活動下,已形成人工綠洲與荒漠綠洲景觀并存的生態(tài)系統(tǒng),成為一個新興農(nóng)牧團場[ 1 ]。區(qū)內(nèi)人為環(huán)境改造力度較大,干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)對人類經(jīng)濟活動極為敏感和脆弱,出現(xiàn)了地下水位下降、植被退化、土地荒漠化等系列生態(tài)環(huán)境問題。
2 團場防風林狀況
團場北接沙漠,自然條件相對惡劣,改善生態(tài)環(huán)境的主要措施之一就是營造防風林木。從團場防風固沙、維護團場生態(tài)環(huán)境的實際功效看,除團場人工防風林外還應(yīng)包括農(nóng)田外圍的天然灌木林。
2. 1 人工防風林
2. 1. 1 防風林建設(shè)概況
團場防風林地的建設(shè)始終伴隨團場墾荒活動,至今已有近60多年的歷史。防風林樹種初期主要為楊樹、柳樹、榆樹、沙棗等,較為單一,主要沿各連隊道路兩側(cè)、渠邊、農(nóng)田條田以及居住區(qū)栽植,形成網(wǎng)格狀的林地覆蓋。有效降低了墾荒農(nóng)田的風沙危害,改善了團場環(huán)境條件。
1990年后團場防風林的種植結(jié)合團場所處環(huán)境,林地建設(shè)遵循適地適樹的原則,增大了檉柳、胡楊、沙棗等耐旱樹種的種植。2019年團場林地總面積18 675.6畝,其中防風林地17 810.6畝;城鎮(zhèn)綠化林865畝;林地占團場總灌溉面積13.96%?,F(xiàn)團場防風林耐旱樹種的種植比例為74.48%;柳樹、楊樹、榆樹、白蠟的種植比例僅為25.52%。
2000年后團部城鎮(zhèn)化建設(shè)興起,城鎮(zhèn)綠化林開始建設(shè),2010年為136畝,到2019年增加至865畝。其綠化林主要樹種為喬灌木混栽等主要觀賞植物,主要為榆樹、大葉白蠟、楊樹、柳樹、榆葉梅、丁香、復(fù)葉槭、榆葉梅、龍爪柳等。
2. 1. 2 防風林灌溉用水
目前防風林灌溉方式主要為淹灌,城鎮(zhèn)綠化林地為節(jié)水滴灌。據(jù)資料,團場2010年防風林面積19 389.8畝,到2019年降低為17 810.6畝,減少1 579.2畝。由表2可以看出,防風林灌溉用水量呈增加趨勢,用水量由2010年的111.76萬m3增加至2019年的190.9萬m3;其平均灌溉定額由2010年的57.6 m3/畝增加至2019年的107.2 m3/畝。團場防風林近年平均灌溉用水量165.15萬m3,僅占同期團場農(nóng)業(yè)灌溉平均水量8 100萬m3的2.04%。
222團防風林畝灌溉定額為45.8~107.2 m3/畝,平均灌溉水量為71 m3/畝。對照《新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉用水定額——自治區(qū)地方標準》,“林地”最低的微灌定額為265 m3/畝(p=50%)~295 m3/畝(p=75%);并參考“北疆瑪納斯流域平原區(qū)”紅柳生態(tài)用水定額[ 2 ]2 000.4 m3/hm2(133.4 m3/畝)、梭梭試驗蒸散量3 637.5 m3/hm2(242.5 m3/畝)按其50%覆蓋度下的生態(tài)用水定額為1 818.8 m3/hm2(121.3 m3/畝)。團場防風林畝灌溉定額極低,一方面是其利用生育期(4~10月)天然降水133.9 mm(89.3 m 3/畝),防風林利用水量達到135.1~196.5 m3/畝;另一方面團場防風林耐旱樹種比例為74.48%,具有自身需水量低特點。這說明團場防風林灌溉為非充分灌溉,這也是團場林地減少的一個因素,也說明能夠維持團場防風林生存極低灌溉定額是團場遵循了適地適樹的原則。
2. 2 天然灌木林
團場天然灌木林分散于農(nóng)田外圍荒地中,為自然生長狀態(tài),具有群落組成穩(wěn)定、適應(yīng)性強的特點,主要樹種為檉柳、白柳等耐旱植被。近年來,隨著生態(tài)環(huán)境保護意識的提高,天然灌木林得到有效保護,構(gòu)成了綠洲的天然防風屏障[ 3 ]。
3 地下水環(huán)境
3. 1 地下水環(huán)境特征
阜康市三工河流域是水資源利用率較高地區(qū),地下水逐漸成為主要的供水水源,昌吉州2018年水資源公報顯示,阜康市供水總量為2.669 2億m3,其中地下水供水量為1.627 5億m3,占全市總供水量的61%。另據(jù)2018年新疆維吾爾自治區(qū)水利廳《新疆地下水超采區(qū)劃定報告》,劃定阜康超采區(qū)為淺層地下水大型嚴重超采區(qū),超采區(qū)面積 2 415 km2。主要分布在阜康市平原區(qū)(含兵團第六師六運湖農(nóng)場、土墩子農(nóng)場和第十二師222 團)。長期以來處于流域下游的團場水資源供需矛盾、生態(tài)環(huán)境問題突出,水資源利用致使流域下游地下水位呈持續(xù)下降狀態(tài), 2010~2019年,團場地下水年平均埋深由5.04 m下降到8.00 m,累計下降2.96 m,期間地下水位年均下降速率為0.297 6 m/a(12×0.024 8),是地下水補給量長期小于排泄量的結(jié)果。
由圖1可見,團場區(qū)域地下水埋深年內(nèi)變化為“升—降—升”形式。高水位期一般出現(xiàn)在3、4月,最低水位期一般在8月前后,地下水年變幅位0.80~2.87 m。區(qū)內(nèi)地下水動態(tài)為人工開采型,一年當中夏、秋季節(jié)地下水位最低,不利于灌區(qū)內(nèi)外防風林和外圍天然植被利用地下水源。在此條件下地下水人工開采型動態(tài)加劇了對防風林木的危害作用。
3. 2 地下水環(huán)境對天然生態(tài)林和防風林的影響
干旱區(qū)天然植被主要靠地下水存活,地下水埋深>6 m定義為荒漠化地下水埋深[ 4 ],地下水位下降造成土壤含水率降低,天然植被根系利用地下水困難,生命活動受到限制,面臨退化衰敗或死亡,天然植被生態(tài)環(huán)境趨于惡化之中。
地下水位持續(xù)下降最先影響到的是埋深 6.0 m區(qū)域生態(tài)植被。由圖1可以看出,團場2012年前有一定的潛水蒸發(fā)蒸騰量,2012年后埋深下降6.0 m以下,地下水蒸發(fā)蒸騰量已不存在。受此因素影響,團場防風林畝平均年灌溉水量與地下水埋深呈顯著的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)R2=0.6 596,可以通過自由度為7,顯著水平a=0.01的相關(guān)性檢驗,線性方程為Q=20.508Ms-57.464。表示團場防風林畝平均年灌溉定額(Q)隨著區(qū)域地下水埋深(Ms)的下降而增大;即為保證防風林的生存,地下水埋深每下降1 m灌溉量就會增加20.51 m3/畝。
4 對 策
4. 1 防風林建設(shè)應(yīng)與干旱區(qū)自然環(huán)境相統(tǒng)一。團場60年來的防風林建設(shè)實踐表明,團場防風林建設(shè)必須從樹種適應(yīng)性和節(jié)水相結(jié)合。干旱荒漠區(qū)域生長的天然植被與人工林相比具有較強的適應(yīng)性和抗逆性, 這些植物不僅耗水量低,而且耐鹽堿,對灌溉水質(zhì)要求較低,具有用水量小和“水質(zhì)型”節(jié)水特性。未來團場防風林地建設(shè)應(yīng)遵循適地適樹的原則,增大耐旱樹種的比例,合理降低防風林灌溉水量,緩解水資源供需矛盾。
4. 2 樹立防風林是維持團場灌區(qū)生態(tài)環(huán)境的重要因素,改變灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水重于林業(yè)用水的現(xiàn)象。同時提高團場灌區(qū)的節(jié)水力度,一方面將節(jié)水補充于林地灌溉,另一方面實施林地節(jié)水灌溉,從而有效提高防風林的灌溉水量,改善防風林非充分灌溉的狀況。
4. 3 嚴格地下水開采,恢復(fù)地下水位,緩解流域灌區(qū)內(nèi)、外圍生態(tài)植被的生存環(huán)境,實現(xiàn)生態(tài)良性發(fā)展。
4. 4 加大對灌區(qū)外圍天然灌木林及植被的保護力度,維系荒漠植被種群正常生長,與人工防風林共同起到防風、固沙作用。
參考文獻
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第1作者簡介:? 賈雪麗(1977-),? 女,? 農(nóng)藝師,? 主要從事林業(yè)工作。
收稿日期: 2020 - 09 -? 20
(責任編輯:? ?張亞楠)