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摘要： 十二师222团位于阜康市三工河流域下游，通过近10年地下水环境变化对其防风林建设影响分析得出，团场防风林为非充分灌溉，能够维持团场防风林生存极低的灌溉定额是遵循了适地适树的原则;区内地下水埋深每下降1 m，团场防风林灌溉量就会增加20.51 m3/亩，地下水位持续下降和人工开采型动态加剧了防风林的危害作用。关键词： 防风林; 地下水埋深; 环境影响; 适地适树、节水; 对策
中图分类号： S 727. 23 文献标识码： A 文章编号：1001 - 9499（2021）03 - 0030 - 03
新疆干旱区是水资源短缺、生态环境脆弱的区域。兵团农场以农牧业生产为主，防风林建设对保证兵团农牧团场农田生态环境具有重要作用，然而流域水资源长期开发利用严重挤占了生态流量，特别是对流域下游的生态环境产生的不利影响是深刻的。本文对十二师222团地下水环境变化对防风林的影响进行分析，从适应干旱区自然条件角度，结合团场水资源条件，提出团场在环境条件变化下的防风林建设对策，旨在为干旱区防风林建设提供依据。
1 区域概况
十二师222团处于准噶尔盆地沙漠南缘新疆阜康市三工河流域尾闾，长期受流域易溶盐和污染物的积聚危害。区内地形由东南向西北倾斜，海拔高480～455 m，地形坡降1‰～2.5‰，地势较为平坦;土质类型多为潮土、灰漠土、盐土;流域平原区多年平均气温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%;多年平均蒸发量1 850.7 mm，属典型的大陆干旱区气候。流域中上部平原是阜康市经济活动的核心区域，团场紧靠沙漠，自然条件劣于上游的阜康市山前绿洲平原，在60多年的垦荒、防风林建设等生产活动下，已形成人工绿洲与荒漠绿洲景观并存的生态系统，成为一个新兴农牧团场[ 1 ]。区内人为环境改造力度较大，干旱区生态环境系统对人类经济活动极为敏感和脆弱，出现了地下水位下降、植被退化、土地荒漠化等系列生态环境问题。
2 团场防风林状况
团场北接沙漠，自然条件相对恶劣，改善生态环境的主要措施之一就是营造防风林木。从团场防风固沙、维护团场生态环境的实际功效看，除团场人工防风林外还应包括农田外围的天然灌木林。
2. 1 人工防风林
2. 1. 1 防风林建设概况
团场防风林地的建设始终伴随团场垦荒活动，至今已有近60多年的历史。防风林树种初期主要为杨树、柳树、榆树、沙枣等，较为单一，主要沿各连队道路两侧、渠边、农田条田以及居住区栽植，形成网格状的林地覆盖。有效降低了垦荒农田的风沙危害，改善了团场环境条件。
1990年后团场防风林的种植结合团场所处环境，林地建设遵循适地适树的原则，增大了柽柳、胡杨、沙枣等耐旱树种的种植。2019年团场林地总面积18 675.6亩，其中防风林地17 810.6亩;城镇绿化林865亩;林地占团场总灌溉面积13.96%。现团场防风林耐旱树种的种植比例为74.48%;柳树、杨树、榆树、白蜡的种植比例仅为25.52%。
2000年后團部城镇化建设兴起，城镇绿化林开始建设，2010年为136亩，到2019年增加至865亩。其绿化林主要树种为乔灌木混栽等主要观赏植物，主要为榆树、大叶白蜡、杨树、柳树、榆叶梅、丁香、复叶槭、榆叶梅、龙爪柳等。
2. 1. 2 防风林灌溉用水
目前防风林灌溉方式主要为淹灌，城镇绿化林地为节水滴灌。据资料，团场2010年防风林面积19 389.8亩，到2019年降低为17 810.6亩，减少1 579.2亩。由表2可以看出，防风林灌溉用水量呈增加趋势，用水量由2010年的111.76万m3增加至2019年的190.9万m3;其平均灌溉定额由2010年的57.6 m3/亩增加至2019年的107.2 m3/亩。团场防风林近年平均灌溉用水量165.15万m3，仅占同期团场农业灌溉平均水量8 100万m3的2.04%。
222团防风林亩灌溉定额为45.8～107.2 m3/亩，平均灌溉水量为71 m3/亩。对照《新疆维吾尔自治区农业灌溉用水定额——自治区地方标准》，“林地”最低的微灌定额为265 m3/亩（p=50%）～295 m3/亩（p=75%）;并参考“北疆玛纳斯流域平原区”红柳生态用水定额[ 2 ]2 000.4 m3/hm2（133.4 m3/亩）、梭梭试验蒸散量3 637.5 m3/hm2（242.5 m3/亩）按其50%覆盖度下的生态用水定额为1 818.8 m3/hm2（121.3 m3/亩）。团场防风林亩灌溉定额极低，一方面是其利用生育期（4～10月）天然降水133.9 mm（89.3 m 3/亩），防风林利用水量达到135.1～196.5 m3/亩;另一方面团场防风林耐旱树种比例为74.48%，具有自身需水量低特点。这说明团场防风林灌溉为非充分灌溉，这也是团场林地减少的一个因素，也说明能够维持团场防风林生存极低灌溉定额是团场遵循了适地适树的原则。
2. 2 天然灌木林
团场天然灌木林分散于农田外围荒地中，为自然生长状态，具有群落组成稳定、适应性强的特点，主要树种为柽柳、白柳等耐旱植被。近年来，随着生态环境保护意识的提高，天然灌木林得到有效保护，构成了绿洲的天然防风屏障[ 3 ]。 3 地下水环境
3. 1 地下水环境特征
阜康市三工河流域是水资源利用率较高地区，地下水逐渐成为主要的供水水源，昌吉州2018年水资源公报显示，阜康市供水总量为2.669 2亿m3，其中地下水供水量为1.627 5亿m3，占全市总供水量的61%。另据2018年新疆维吾尔自治区水利厅《新疆地下水超采区划定报告》，划定阜康超采区为浅层地下水大型严重超采区，超采区面积 2 415 km2。主要分布在阜康市平原区（含兵团第六师六运湖农场、土墩子农场和第十二师222 团）。长期以来处于流域下游的团场水资源供需矛盾、生态环境问题突出，水资源利用致使流域下游地下水位呈持续下降状态， 2010～2019年，团场地下水年平均埋深由5.04 m下降到8.00 m，累计下降2.96 m，期间地下水位年均下降速率为0.297 6 m/a（12×0.024 8），是地下水补给量长期小于排泄量的结果。
由图1可见，团场区域地下水埋深年内变化为“升—降—升”形式。高水位期一般出现在3、4月，最低水位期一般在8月前后，地下水年变幅位0.80～2.87 m。区内地下水动态为人工开采型，一年当中夏、秋季节地下水位最低，不利于灌区内外防风林和外围天然植被利用地下水源。在此条件下地下水人工开采型动态加剧了对防风林木的危害作用。
3. 2 地下水环境对天然生态林和防风林的影响
干旱区天然植被主要靠地下水存活，地下水埋深>6 m定义为荒漠化地下水埋深[ 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，生命活动受到限制，面临退化衰败或死亡，天然植被生态环境趋于恶化之中。
地下水位持续下降最先影响到的是埋深< 6.0 m区域生态植被。由图1可以看出，团场2012年前有一定的潜水蒸发蒸腾量，2012年后埋深下降6.0 m以下，地下水蒸发蒸腾量已不存在。受此因素影响，团场防风林亩平均年灌溉水量与地下水埋深呈显著的线性关系，相关系数R2=0.6 596，可以通过自由度为7，显著水平a=0.01的相关性检验，线性方程为Q=20.508Ms-57.464。表示团场防风林亩平均年灌溉定额（Q）随着区域地下水埋深（Ms）的下降而增大;即为保证防风林的生存，地下水埋深每下降1 m灌溉量就会增加20.51 m3/亩。
4 对 策
4. 1 防风林建设应与干旱区自然环境相统一。团场60年来的防风林建设实践表明，团场防风林建设必须从树种适应性和节水相结合。干旱荒漠区域生长的天然植被与人工林相比具有较强的适应性和抗逆性， 这些植物不仅耗水量低，而且耐盐碱，对灌溉水质要求较低，具有用水量小和“水质型”节水特性。未来团场防风林地建设应遵循适地适树的原则，增大耐旱树种的比例，合理降低防风林灌溉水量，缓解水资源供需矛盾。
4. 2 树立防风林是维持团场灌区生态环境的重要因素，改变灌区农业用水重于林业用水的现象。同时提高团场灌区的节水力度，一方面将节水补充于林地灌溉，另一方面实施林地节水灌溉，从而有效提高防风林的灌溉水量，改善防风林非充分灌溉的状况。
4. 3 严格地下水开采，恢复地下水位，缓解流域灌区内、外围生态植被的生存环境，实现生态良性发展。
4. 4 加大对灌区外围天然灌木林及植被的保护力度，维系荒漠植被种群正常生长，与人工防风林共同起到防风、固沙作用。
参考文献
[1] 樊自立， 艾里希尔， 王亚俊， 等. 新疆人工灌溉绿洲的形成和发展演变[J]. 干旱区研究， 2006， 23（3）： 410 - 418.
[2] 贾宝全， 慈龙骏. 新疆生态用水量的初步估算[J]. 生态学报， 2000， 20（2）： 243 - 250.
[3] 熊黑钢， 韩茜. 新疆绿洲可持续发展研究[M]. 北京： 科学出版社， 2008.
[4] 樊自立， 马英杰， 张宏， 等. 塔里木河流域生态地下水位及其合理深度确定[J]. 干旱区地理， 2004， 57（1）： 8 - 13.
第1作者简介： 贾雪丽（1977-）， 女， 农艺师， 主要从事林业工作。
收稿日期： 2020 - 09 - 20
（责任编辑： 张亚楠）
中图分类号： S 727. 23 文献标识码： A 文章编号：1001 - 9499（2021）03 - 0030 - 03
新疆干旱区是水资源短缺、生态环境脆弱的区域。兵团农场以农牧业生产为主，防风林建设对保证兵团农牧团场农田生态环境具有重要作用，然而流域水资源长期开发利用严重挤占了生态流量，特别是对流域下游的生态环境产生的不利影响是深刻的。本文对十二师222团地下水环境变化对防风林的影响进行分析，从适应干旱区自然条件角度，结合团场水资源条件，提出团场在环境条件变化下的防风林建设对策，旨在为干旱区防风林建设提供依据。
1 区域概况
十二师222团处于准噶尔盆地沙漠南缘新疆阜康市三工河流域尾闾，长期受流域易溶盐和污染物的积聚危害。区内地形由东南向西北倾斜，海拔高480～455 m，地形坡降1‰～2.5‰，地势较为平坦;土质类型多为潮土、灰漠土、盐土;流域平原区多年平均气温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%;多年平均蒸发量1 850.7 mm，属典型的大陆干旱区气候。流域中上部平原是阜康市经济活动的核心区域，团场紧靠沙漠，自然条件劣于上游的阜康市山前绿洲平原，在60多年的垦荒、防风林建设等生产活动下，已形成人工绿洲与荒漠绿洲景观并存的生态系统，成为一个新兴农牧团场[ 1 ]。区内人为环境改造力度较大，干旱区生态环境系统对人类经济活动极为敏感和脆弱，出现了地下水位下降、植被退化、土地荒漠化等系列生态环境问题。
2 团场防风林状况
团场北接沙漠，自然条件相对恶劣，改善生态环境的主要措施之一就是营造防风林木。从团场防风固沙、维护团场生态环境的实际功效看，除团场人工防风林外还应包括农田外围的天然灌木林。
2. 1 人工防风林
2. 1. 1 防风林建设概况
团场防风林地的建设始终伴随团场垦荒活动，至今已有近60多年的历史。防风林树种初期主要为杨树、柳树、榆树、沙枣等，较为单一，主要沿各连队道路两侧、渠边、农田条田以及居住区栽植，形成网格状的林地覆盖。有效降低了垦荒农田的风沙危害，改善了团场环境条件。
1990年后团场防风林的种植结合团场所处环境，林地建设遵循适地适树的原则，增大了柽柳、胡杨、沙枣等耐旱树种的种植。2019年团场林地总面积18 675.6亩，其中防风林地17 810.6亩;城镇绿化林865亩;林地占团场总灌溉面积13.96%。现团场防风林耐旱树种的种植比例为74.48%;柳树、杨树、榆树、白蜡的种植比例仅为25.52%。
2000年后團部城镇化建设兴起，城镇绿化林开始建设，2010年为136亩，到2019年增加至865亩。其绿化林主要树种为乔灌木混栽等主要观赏植物，主要为榆树、大叶白蜡、杨树、柳树、榆叶梅、丁香、复叶槭、榆叶梅、龙爪柳等。
2. 1. 2 防风林灌溉用水
目前防风林灌溉方式主要为淹灌，城镇绿化林地为节水滴灌。据资料，团场2010年防风林面积19 389.8亩，到2019年降低为17 810.6亩，减少1 579.2亩。由表2可以看出，防风林灌溉用水量呈增加趋势，用水量由2010年的111.76万m3增加至2019年的190.9万m3;其平均灌溉定额由2010年的57.6 m3/亩增加至2019年的107.2 m3/亩。团场防风林近年平均灌溉用水量165.15万m3，仅占同期团场农业灌溉平均水量8 100万m3的2.04%。
222团防风林亩灌溉定额为45.8～107.2 m3/亩，平均灌溉水量为71 m3/亩。对照《新疆维吾尔自治区农业灌溉用水定额——自治区地方标准》，“林地”最低的微灌定额为265 m3/亩（p=50%）～295 m3/亩（p=75%）;并参考“北疆玛纳斯流域平原区”红柳生态用水定额[ 2 ]2 000.4 m3/hm2（133.4 m3/亩）、梭梭试验蒸散量3 637.5 m3/hm2（242.5 m3/亩）按其50%覆盖度下的生态用水定额为1 818.8 m3/hm2（121.3 m3/亩）。团场防风林亩灌溉定额极低，一方面是其利用生育期（4～10月）天然降水133.9 mm（89.3 m 3/亩），防风林利用水量达到135.1～196.5 m3/亩;另一方面团场防风林耐旱树种比例为74.48%，具有自身需水量低特点。这说明团场防风林灌溉为非充分灌溉，这也是团场林地减少的一个因素，也说明能够维持团场防风林生存极低灌溉定额是团场遵循了适地适树的原则。
2. 2 天然灌木林
团场天然灌木林分散于农田外围荒地中，为自然生长状态，具有群落组成稳定、适应性强的特点，主要树种为柽柳、白柳等耐旱植被。近年来，随着生态环境保护意识的提高，天然灌木林得到有效保护，构成了绿洲的天然防风屏障[ 3 ]。 3 地下水环境
3. 1 地下水环境特征
阜康市三工河流域是水资源利用率较高地区，地下水逐渐成为主要的供水水源，昌吉州2018年水资源公报显示，阜康市供水总量为2.669 2亿m3，其中地下水供水量为1.627 5亿m3，占全市总供水量的61%。另据2018年新疆维吾尔自治区水利厅《新疆地下水超采区划定报告》，划定阜康超采区为浅层地下水大型严重超采区，超采区面积 2 415 km2。主要分布在阜康市平原区（含兵团第六师六运湖农场、土墩子农场和第十二师222 团）。长期以来处于流域下游的团场水资源供需矛盾、生态环境问题突出，水资源利用致使流域下游地下水位呈持续下降状态， 2010～2019年，团场地下水年平均埋深由5.04 m下降到8.00 m，累计下降2.96 m，期间地下水位年均下降速率为0.297 6 m/a（12×0.024 8），是地下水补给量长期小于排泄量的结果。
由图1可见，团场区域地下水埋深年内变化为“升—降—升”形式。高水位期一般出现在3、4月，最低水位期一般在8月前后，地下水年变幅位0.80～2.87 m。区内地下水动态为人工开采型，一年当中夏、秋季节地下水位最低，不利于灌区内外防风林和外围天然植被利用地下水源。在此条件下地下水人工开采型动态加剧了对防风林木的危害作用。
3. 2 地下水环境对天然生态林和防风林的影响
干旱区天然植被主要靠地下水存活，地下水埋深>6 m定义为荒漠化地下水埋深[ 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，生命活动受到限制，面临退化衰败或死亡，天然植被生态环境趋于恶化之中。
地下水位持续下降最先影响到的是埋深< 6.0 m区域生态植被。由图1可以看出，团场2012年前有一定的潜水蒸发蒸腾量，2012年后埋深下降6.0 m以下，地下水蒸发蒸腾量已不存在。受此因素影响，团场防风林亩平均年灌溉水量与地下水埋深呈显著的线性关系，相关系数R2=0.6 596，可以通过自由度为7，显著水平a=0.01的相关性检验，线性方程为Q=20.508Ms-57.464。表示团场防风林亩平均年灌溉定额（Q）随着区域地下水埋深（Ms）的下降而增大;即为保证防风林的生存，地下水埋深每下降1 m灌溉量就会增加20.51 m3/亩。
4 对 策
4. 1 防风林建设应与干旱区自然环境相统一。团场60年来的防风林建设实践表明，团场防风林建设必须从树种适应性和节水相结合。干旱荒漠区域生长的天然植被与人工林相比具有较强的适应性和抗逆性， 这些植物不仅耗水量低，而且耐盐碱，对灌溉水质要求较低，具有用水量小和“水质型”节水特性。未来团场防风林地建设应遵循适地适树的原则，增大耐旱树种的比例，合理降低防风林灌溉水量，缓解水资源供需矛盾。
4. 2 树立防风林是维持团场灌区生态环境的重要因素，改变灌区农业用水重于林业用水的现象。同时提高团场灌区的节水力度，一方面将节水补充于林地灌溉，另一方面实施林地节水灌溉，从而有效提高防风林的灌溉水量，改善防风林非充分灌溉的状况。
4. 3 严格地下水开采，恢复地下水位，缓解流域灌区内、外围生态植被的生存环境，实现生态良性发展。
4. 4 加大对灌区外围天然灌木林及植被的保护力度，维系荒漠植被种群正常生长，与人工防风林共同起到防风、固沙作用。
参考文献
[1] 樊自立， 艾里希尔， 王亚俊， 等. 新疆人工灌溉绿洲的形成和发展演变[J]. 干旱区研究， 2006， 23（3）： 410 - 418.
[2] 贾宝全， 慈龙骏. 新疆生态用水量的初步估算[J]. 生态学报， 2000， 20（2）： 243 - 250.
[3] 熊黑钢， 韩茜. 新疆绿洲可持续发展研究[M]. 北京： 科学出版社， 2008.
[4] 樊自立， 马英杰， 张宏， 等. 塔里木河流域生态地下水位及其合理深度确定[J]. 干旱区地理， 2004， 57（1）： 8 - 13.
第1作者简介： 贾雪丽（1977-）， 女， 农艺师， 主要从事林业工作。
收稿日期： 2020 - 09 - 20
（责任编辑： 张亚楠）