我国旱区节水林业体系探讨，本文主要内容关键词为：林业论文,体系论文,我国论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
摘要 本文以旱区节水林业为依据，提出了我国旱区节水林业概念，并就旱区节水林业体系和林业的持续发展进行了探讨；根据目前旱区实际情况，提出了若干条具体建议。
关键词 旱区 节水林业 节水技术 持续发展
在我国，节水农业作为一门新兴的应用科学，已经初步建立了其理论体系，并形成了一定的发展规模；而节水林业直至目前尚未受到应有的重视，这是我国旱区林业持续发展所急需解决的问题。
1 我国旱区林业范围
我国旱区范围一般包括干旱区与半干旱区，约占国土总面积的52.5%。近年，农业部门从国内外生产实际出发，提出了旱地农业新见解，其要点之一是将干旱区范围由半干旱区扩展到半湿润偏旱地区，原因在于半湿润偏旱地区是我国主要农业生产地区之一， 虽然年降水量可达600mm左右，但多集中在6、7、8、9月份，其它时间降水少、 蒸发量大，因此，干旱对农业的影响大，必须用旱农措施保蓄降水，提高降水的利用率[1]。
这一见解与联合国环境规划署1991年给荒漠化所定义的区域相吻合，即：“荒漠化是在人类不良影响下，发生在干旱、半干旱和干旱半湿润地区的土地退化问题。”在这一区域范围，林业生产所面临的问题与农业相似，在某些情况下，干旱半湿润区的林业生产中，亦需要采取一定的抗旱保墒措施。这一划分，既与荒漠化发生地域相符，也是农林牧生产面临的主要问题——干旱、荒漠化相同的地区。
基于此点，北方旱区是指沿昆仑山——泰岭——淮河一线以北的北方干旱、半干旱和半湿润易旱地区。包括17（又说16）个省、市、自治区，占国土总面积的74%，全国耕地的一半以上在这里，其中，无灌溉条件旱地约占六成以上；东北、华北和西北旱区面积约为国土总面积的47%，且各区内旱区面积超过各区土地总面积的80%，如华北仅占全国土地面积的9.8%，但旱区却占本区面积的94%。
2 旱区水资源利用现状
我国旱区面临的主要问题，一是水资源量不足，二是资源浪费严重。
2.1 水资源缺乏
这是我国旱区农林牧业生产长期低而不稳的本质原因。
2.1.1 降水 全国约有43%的国土面积降水不足400mm，其中，小于200mm的地区约占国土面积的35%，全分布在北方[2]。旱灾频率达到50%～80%，每年农牧业受灾面积1 334～2 667万hm[2]， 成灾面积约667万hm[2][3]。
2.1.2 径流 旱区河川径流量仅占全国的40%， 但土地和耕地分别占全国的45%和38%，且分布不均匀。黄淮海耕地约占全国的40%，但年径流仅占全国6.6%，海滦河与辽河流域，水资源约占全国总量的1.6%，但人口和耕地却分别是全占13.1%和16.5%；西北地区土地、耕地面积均占全国的1/3，但河川径流量只占全国的1/10； 华北缺水量已达200亿m[3]；据1989年资料，我国旱区有效灌溉面积约3 000万hm[2]，占全国的62.4%，但实灌面积仅为2 467万hm[2]，尚有近534万hm[2]无水灌溉[4]。
2.2 资源浪费
在水资源使用上，我国是世界上仅次于印度的费水国家。由于水利工程老化、陈旧，损坏和失修严重，灌排系统不配套，管理水平低，土地不平整，大水漫灌，用水量过多，没有严格的用水法规，旱地造林树种选择和密度不合理等，造成旱区60%～70%水资源浪费。
2.2.1 渠系 目前，北方灌区渠系利用系数一般为0.35左右； 井灌区利用率约0.6～0.8。据河南人民胜利渠实测，渠道渗漏损失占总损失量的80%；甘肃河西灌区某些渠道损失竟达60%～80%；陕西泾洛渭三大灌区，每年仅因渠道损失的水量就可灌溉10万hm[2]。
2.2.2 田间 我国2 万hm[2]以上的灌区， 年平均每公顷用水量为11490m[3]，但西北灌区则达16 500m[3]，是全国均值的1.4倍，其中，宁夏高达32 550m[3]/hm[2]·a，是全国均值的2.8倍； 甘肃河西灌区每公顷净灌溉量，较实际需要多约1.5倍；北方灌溉区的一般作物灌水定额为1 500～3 000m[3]/hm[2]，高出作物实际需要2～5倍；有些高达7 500～12 000m[3]/hm[2]，东北、西北的某些灌区甚至超过12 000m[3]/hm[2]， 如新疆的毛灌定额为16 500～30 000m[3]/hm[2]，每方水的出值仅为0.15kg粮食。
2.3 栽植
干旱区不灌溉造林所利用的是土壤水库水。不合理的造林密度，造成土壤水库补与用的失衡，表现为植被大面积死亡，这也是对水资源的一种浪费。甘肃临泽北部梭梭造林后，林下沙丘0～2m土层含水量、 有效贮水量大幅度下降，6～7年后土壤含水量降到中生植物凋萎湿度以下，6～7年生单株可使周围8m远沙层含水率降低，影响深度为2m[5]。 甘肃武威石羊河林业总场，乔木造林密度已由70年代的4 950株/hm[2]调整到现在的840株/hm[2]，灌木由3 300株/hm[2]调整到1 245株/hm[2]。荒漠、半荒漠无灌溉条件下造林宜林极限，乔木地下水埋深极限是4～6m，灌木为5～10m[6]。
3 旱区节水林业体系
节水林业主要包括节水灌溉造林和不灌溉节水造林两部分。节水灌溉造林就是在天然降水不能满足树木需要时，采用灌溉技术措施，从农林牧灌溉制度、造林地灌水技术和灌溉管理等各方面，力求以尽可能少的水量投入，进行适水种植，获得尽可能大的林木高产（产材、产薪和覆盖度等）、优质和高效的产出。不灌溉节水造林就是在无灌溉条件下，一方面根据土壤水库用补平衡的原则进行造林，另一方面充分汇集径流水、露水等进行造林。所谓节约，既有量上的节约，也有质上的高效利用，是旨在提高水的利用率和转化率，减少水资源无效损耗的造林技术。它是以植物生理机制与水分胁迫机理为理论基础，以减少或尽量避免水量损失和浪费为前提的。体系主要包括：节水灌溉制度、节水灌溉技术、节水保墒技术（耕作、覆盖）、深浅井结合扩源技术、水肥配合化学物质应用技术、适水选种造林技术、集水造林技术和适度规模造林技术。
3.1 节水灌溉造林
3.1.1 节水灌溉制度 根据植物实际需要，改革传统灌溉制度，达到节水目的。如陕西省关中灌区， 实行“节水高产灌溉制度”后的4年内，粮食减少灌水2.5次，灌水定额减少1 780.5m[3]/hm[2]， 产量却提高56.9%。
3.1.2 节水灌溉技术 包括计划用水、渠道防渗、管道输水、 低压管灌、喷灌、微灌、膜孔灌和优化栽培制度等。
（1）计划用水 针对多种植物的水分利用率， 对水资源进行优化配置，适水种植，建立优化种植结构，在保证水资源利用的前提下，使本区水资源发挥最大的经济、社会和生态效益。甘肃武威灌区实施计划用水后，使渠系水利用率由过去的0.38提高到0.56， 灌溉水利用率由0.35提高到0.52；陕西关中灌区水利用率由0.25～0.43提高到0.44 ～0.56。
（2）渠道防渗 新疆塔里木垦区采用渠道防渗措施后， 自渠首至斗门的水利用率由0.5～0.62提高到0.75～0.81， 所节约水量每年可扩灌7 334hm[2]耕地，且使地下水位下降约1m，碱害面积缩减10%。
（3）管道输水
采用管道输水可有效地避免输水过程中的水资源浪费和渠道两旁土地次生盐渍化，但在干旱区也存在沿原输水渠道两侧植被由于得不到水量补充而死亡的问题。我国目前管道设计主要采用软硬管相结合，地下主管道在方田中通过，出水口接软管，双向控制，直接输水到田的方法。
（4）低压管灌 又称渗灌，水在地下封闭的低压管网内运行， 湿润根系层土壤，与明水灌溉相比，可节水约80%；在井灌区，同样灌溉面积可少采地下水4/5。投资额为1 500元/hm[2]，平均每公顷节水1 800m[3]左右，节能30%～50%，少占耕地1.5%～3.5%，由于免去了护渠，每公顷年可省工3 180个，可增产20%～30%， 我国现在采用这一技术的农灌区约234万hm[2]，山东、河南和河北三省均超过66.7万hm[2]。1989 年山东大旱，但85.9万hm[2]管灌区反而增产粮食9.35亿kg；现正以每年33.3万hm[2]的速度推广。内蒙赤峰科泰公司新近推销的钙塑105 强力柔性水管，使管材成本大大降低，较喷灌、微灌和滴灌费用降低2/3～4/5。
（5）喷灌 全国喷灌面积约73.4万hm[2]，其中85 %布局在北方旱区，仅山东就占全国的38%；北京市约10多万hm[2]，占全市有效灌溉面积的30%，每年比畦灌少开采地下水4.12亿t，土地利用率提高近20%， 计划1994年再增加1.4万hm[2]。
（6）滴灌 主要有露天及膜下铺设2种形式。我国于1974年引进这一技术，1981年提出了我国的燕山滴灌技术，使投资较国外同类工程降低80%，现已在国内10多个省市试点推广，比传统地面灌溉节水80%，比喷灌节水40%，节能60%以上，投资为1 800～3 750元/hm[2]。
（7）微灌4 目前在我国该项技术主要用于苗圃育苗， 国外如澳大利亚已经用于大规模粮食生产。
（8）膜孔灌 是近年农业部门创造的灌溉技术， 节水效果也在50%以上。
（9）优化栽培制度 根据当地主要种植制度，调整播期、 树种（品种）搭配、科学施肥和浇关键水等一系列技术措施，进一步发挥植物种、气候和水资源潜力，既可提高产量和水分利用率，也可错开农时，缓解劳动力紧张问题。
3.1.3 节水保墒技术
（1）虚实并存节水保墒耕作技术
是目前受到国内外学术界普遍重视的一套农机农艺结合实用技术，也适用于林业。是指耕松土壤与免耕土壤立体并存的一种独特耕层结构。 在河南南皮试验表明：降水100mm时，可多蓄水8mm，土壤含水量提高1.3%～3.2%， 水浇地含水量增加5.8%～7.3%[7]。
（2）覆盖节水技术 覆盖可抑制株间土壤水分蒸发， 从而间接达到节水目的。覆盖材料多种多样，主要分为散碎状与层片状两种。散碎材料如：沙、砾石、碎岩石、锯末、木屑、刨花、树皮、枯枝落叶、堆肥、秸秆、草和碎纸屑等；层片状如：塑料布（膜）、废旧塑料板、报纸、纸板、麻袋等；第一类铺盖厚度7～15cm， 第二类铺盖要将边角压实压严。中科院上海有机化学研究所等研制的新产品——光解地膜，由于具有光分解性能，经50余天光照后自行分解，不造成土壤污染，防护效果好，正日益受到重视。但使用时需要配合施用除草剂氰乐灵，以防杂草刺穿地膜。
3.1.4 深浅井结合扩源技术
在某些地区可将深层淡水与浅层咸水混合作用，既节水又扩源。在黄淮海等中低产农业试验区应用效果良好。
3.1.5 水肥配合化学物质应用技术
北方一般旱地每毫米降水产粮7.5～13.5kg/hm[2]，但实际产粮仅1500kg/hm[2]左右，与降水潜力值差异很大；化肥的有效利用在30 %以下，与世界上发达国家平均60%的水平相比有很大差距。林木同粮作一样水分转化率不高，因此，配合良好的水肥施用，采取一定保水措施，有利于提高旱区水资源转化率。保水剂如：醋酸乙烯——丙烯酸醋共聚物、异丁酸——酸酐共聚物、聚丙烯酸盐类、环氧乙烷聚合物和羧甲基纤维素等，保水性能是其自重的几百倍至1000倍，吸水后生成凝胶，就是加压水也不会离析出去，温差变化对其吸水无影响，因此保水性能优异，所吸取水分的利用率可达95%。抗蒸腾剂主要是一些高岭土和生物抑制剂等，通过气孔阻力，有效减少水分消耗。 常用的有脱落酸（ABA）和人工合成的矮壮素（CCC）、青鲜素（MH）等。此外， 有机硅和“液态水泥”（台湾产）也具有良好的保水性能，有机硅在黄土区造林中应用效果良好。
3.2 不灌溉节水造林
3.2.1 适水选种造林技术
根据干旱区不灌溉造林区土壤水库状况和土壤水库补与供的平衡原则，选择耗水量少的植物种和可维持土壤水库水平的造林密度，以有效地提高水利用率。
3.2.2 集水造林 相对径流水与露水等流失与蒸发而言， 是一种节约利用水资源的造林方法。旱区的梯田、水平条、水平沟和鱼鳞坑等整地，都是对径流水的有效利用方式；据新疆莫素湾沙漠丘间地等高集水沟造林试验，径流系数0.44的一条沟，每年可汇集8742L水[8]。黄土区通过建造不透水层铺面等，使集水效果提高150倍。 在灌溉造林地应用，可省水70%左右。利用塑料膜铺盖还可在干旱区汇集大量露水，是另一种节水扩源途径。
3.3 适度规模造林技术
是指在一定生产力水平和水资源等限制条件下，某地区经营造林达到最佳投入产出时的最大土地面积。以达到经营目标能否使所投入的生产、资源要素组合最合理，而且能充分发挥作用为适度的标准。衡量指标主要有生产率、利用率、商品率或社会生态效益。
此外，淡水先养鱼后灌溉、浇磁化水等也是有效的节水措施。山东人均占有淡水资源量不足全国人均占有量的1/6， 现为全国最大的节水灌溉地区，有各种节水灌溉面积180万hm[2]，占全省有效灌溉面积的40 %，平均每公顷节水6 000多m[3]，年节水量达50亿m[3]。
4 旱区林业持续发展
旱区林业同农业一样，其出路在于节水型发展。在旱区，林业发展需要坚持合理性、持续性、和谐性、需求性、高效性和发展性的原则。合理是指要对各种资源合理开发利用，在发展中创造更好的生产生活环境；持续主要指生产力的持续发展，资源、环境与社会协调发展；和谐是指产业间在资源分配上合理，社会安定；需求是指人类对环境、经济利益、发展等方面的广泛需求，它应该建立在生存环境不断改善充实的基础上；高效既指资源的高效利用与产品优质产出，也指人的素质提高和社会环境良好；发展既指现有绿洲范围内的改善和扩大，也指创造新绿洲。由于水是制约该地区进一步发展的重要原因，所以，发展节水型产业是该区农林牧持续发展的原动力。以色列是水资源贫乏国家，所拥有的水资源量仅为16.5亿m[3]，为了生存和持续发展，80年代以来其农田灌溉普遍采用由电脑控制的滴灌和喷灌节水技术，使农用水减少了30%，同时将全国近70%的废水进行处理后又用于农业灌溉，1990年每立方水的农业出值为2.084美元，比1950年几乎翻了两番， 处于世界领先地位。解决我国旱区水资源不足，也可通过节水技术革命来实现，提高水的重复利用率和转化率，还可通过调水节水工程解决。
5 旱区节水林业发展措施建议
5.1 拟定我国旱区节水灌溉林业分区
应根据各旱区缺水实际情况和经济技术水平，因地制宜地推广现有农业节水增产措施和技术。
5.2 研究建立我国林业节水技术的理论体系
同农业一样，节水林业也需要建立具有本行业特点的节水理论体系。
5.3 将节水林业纳入国家重点研究推广规划
有必要从现在起，将节水林业建设纳入我国国民经济发展计划，推动旱区林业事业的发展。
5.4 建立旱区水资源信息系统
同建立国家土地、森林蓄积资源信息库一样，有必要尽快建立起我国水资源、尤其是旱区水资源信息库，加强对水资源的科学管理。
5.5 建立旱区水市场体制
改革现有水价制度，因为水价在使用效率和公平合理方面是决定性的。在美国、以色列和英国，水价提高10%导致需求降低7%。
5.6 对旱区实施以节水为目标的技术改造工作
这可极大促进我国旱区农林牧各业生产，加快旱区人民脱贫致富的速度。
5.7 实现节水灌溉设备标准化、系列化、通用化和优质化
改变目前节水设备生产上的混乱状况，解决质次价高、设备不配套等问题。我国现以采用轻小型移动式喷灌机为主，虽说投资少，易掌握，但喷灌质量差，且耗能高。因此，应在品种、质量和性能上与发达国家看齐。
收稿日期：1994—05—11。
On the Water Saving Forestry in Arid Areas in China
Luo Bin
Abstract Based on the experience of water saving agriculturein arid areas an idea of water saving forestry is developed,the problem concerning water saving forestry system and thesustainable
development
of
forestry
are
discussed,suggestions are put forward in accordance with the localconditions of arid areas.
Mr.Luo Bin works in the Research Institute of Forestry,Chinese Academy of Forestry.