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三北防护林建设的意义与作用

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  摘要:三北防护林是在中国北方三北地区(西北、华北和东北)兴建的大型人工工程,用以减缓日益加速的荒漠化和水土流失进程。由国家林业局西北华北东北防护林建设局(三北防护林工程管理办公室)负责实施。工程自1978年11月启动,分3个阶段、8期工程进行。预计于2050年完成。三北防护林号称世界上最大的生态工程。
  关键词:三北;防护林;建设
  北防护林又称修造绿色万里长城活动。1979年,国家决定在西北、华北北部、东北西部风沙危害、水土流失严重的地区,建设大型防护林工程,即带、片、网相结合的“绿色万里长城”。
  三北防护林体系工程是一项正在我国北方实施的宏伟生态建设工程,它是我国林业发展史上的一大壮举,开创了我国林业生态工程建设的先河。地跨东北西部、华北北部和西北大部分地区,包括我国北方13个省(自治区、直辖市)的551个县(旗、市、区),建设范围东起黑龙江省的宾县,西至新疆维吾尔自治区乌孜别里山口,东西长4480公里,南北宽560~1460公里,总面积406.9万平方公里,占国土面积的42.4%,接近我国的半壁河山。也是世界四大生物工程之首(美国的“罗斯福大草原工程”,苏联的“斯大林改造大自然计划”,北非五国(摩洛哥,阿尔及利亚,突尼斯,利比亚,埃及)的“绿色坝建设”和中国的“三北”防护林工程是世界上有名的四大生物工程)
  三北地区是中国林业发展的重点、难点地区,沙化土地总面积达148万平方千米,占全国沙化土地的85%;水土流失面积240万平方千米,占全国的67%。三北地区也是我国林业发展潜力最大的地区,三北地区13个省、自治区、直辖市现有宜林地面积3936万公顷,占全国宜林地面积的68.7%;全国近50万平方千米可治理的沙化土地,90%集中在三北地区;黄土高原45万平方千米的水土流失面积,基本上分布在三北地区。我国实现到2020年森林覆盖率达到23%和2050年26%的战略目标,增值空间重点在三北地区。三北工程对于改善三北地区的生态环境,提高农业生产力,增加农民收入,促进区域发展,发展现代林业,推进生态文明,提高我国在生态环保领域的地位具有十分重大的战略意义。
  一、三北防护林对区域气候的影响
  1、防风效益
  “三北”防护林体系由于明显地改变了下垫面性质,使平均风速廓线发生较大的改变,因而产生了明显的防风效应,造林后风速平均降低20%左右。据三北各地的测定,林带降低风速的有效距离约相当于林带高度的20~25倍,风速平均降低27%~40%。
  2、温度调节效应
  林带对大范围的空气温度的影响表现出季节性变化。春秋季有增温作用,平均增温0.5~2℃左右,夏季具有降温作用,平均降低6~10℃左右,冬季有升温作用,幅度为1~3℃。这种良性的调节作用为农作物生长提供了良好的农业环境。
  3、空气湿度调节效应
  由于湍流交换减弱,风速降低等原因使得被防护地区的蒸发量平均降低14%左右。这对以旱作农业为主的三北地区具有十分重要的意义。林网内相对湿度较空旷地高6%~10%。
  二、三北防护林对土壤的改造效应
  1、对土壤水分的调节作用
  在5~9月份(生长季),林带内0~20cm土层的水分比被防护对象低8%~50%,干旱季节最明显。在林带的背风面25H处的土壤水分最低。5H~15H处最高,比前者高10%~40%。在干旱多风季节,林网内各点间,土壤剖面水分垂直变化明显的土层在0~20cm之间,20 cm以下差异不大。农作物幼苗期的生长量与土壤水分含量呈显著正相关。在林网内,土壤蒸发比在林网外减少15%~20%,水面蒸发减少20%~40%。植物蒸腾因种类不同而异,一般减少20%~30%。
  2、对土壤物理性质的改良效应
  在半干旱的盐碱土区,林带庇护的土壤盐分向下迁移。一般杨树林下,土壤中碳酸钠盐多滞留在30cm上下。灌木林带下土壤中的硫酸盐及碳酸盐则往47cm以下的土层移动。防护林带对降低表层及耕作层的全盐量效果极为明显。杨树林带下0~20cm土层较旷野减少66%。1H~11H之间减少86%~90%:灌木林带下0~30cm土层比旷野减少65%,林带背风面5~20m处减少58%~75%。
  3、防护林的固沙和水土保持效应
  不同区域和不同环境状况,则导致水土流失的因素也有所不同,利用通用土壤流失方程可进行区域水土流失的定量描述。该方程为:A=RKSLCP,其中A为土壤流失量,R为降雨侵蚀力,K为土壤可侵蚀性因子,SL为坡度坡长因子,C为作物经营因子,P为土壤保持措施因子。
  三、三北防护林对农业生产的影响
  由于防护林的营造形成了以林网为主体的生态系统,改善了农田生态环境,因而促进了作物的生长发育和产量。
  此外,对于草原防护林,根据国内外经验,林地面积应占到5%左右,1hm2防护林可庇护20~25hm2草地。
  四、在生态效益方面
  1、涵养水源效益
  森林涵养水源的作用主要是森林使降水有效地转化为地下径流,补给枯水期河川的径流量,调节降水在时间和空间上分配的不均衡性。
  2、水土保持效益
  据测定,不同覆盖下的平均土壤流失量是:有林地0.8t/hm2,疏林及未成林地15.54t/hm2,坡耕地45.9t/hm2。有林地比坡耕地每年每公顷少流失泥沙45.1t。
  3、农业增产效益
  据研究,农田防护林的农业增产效益占产量的8%,据宋兆民的黄淮海平原研究,防护林每年每公顷可增产粮食319kg,
  4、防风固沙效益
  据王广钦等人的研究,防护林可使雹灾和风灾等灾害程度减轻30%,每公顷可减少灾害折算人民币131.96元。
  5、提高土壤肥力效益
  据测定,有林地有机质含量比无林地多10387.4kg/hm2,水解N比无林地多33.7kg/hm2。
  总之,三北防护林对整个三北地区的气候、土壤、农业生产等都具有重大的防护与调节作用,有着重要的意义。
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