莫索湾无（低）灌溉造林治沙模式

一、模式背景

古尔班通古特沙漠位于新疆准噶尔盆地中部，面积约 4.88 万 km2，是我国面积最大的固定、半固定沙漠。该区年降水量为 100~200mm，冬季有稳定积雪，春季沙漠表层可形成一定厚度的悬湿沙层，滋养着区域内的天然植被，同时也影响着周边绿洲的农牧业生产。

莫索湾垦区位于古尔班通古特沙漠西南缘，是新疆生产建设兵团第八师的四大垦区之一。它深入沙漠约 60km，东、西、北三面被沙漠包围，20 世纪 50 年代以来，因无节制的樵采、过度放牧和大规模垦荒引发的沙漠化问题十分突出，导致局部沙丘活化、弃耕地就地起沙、流沙入侵绿洲，风沙给农业生产带来了极大危害。20 世纪 80 年代始，中国科学院生物土壤沙漠研究所莫索湾沙漠研究站开始在垦区边缘开展治沙造林技术试验研究。

通过 30 多年的试验研究，依托秋季农用闲水、地表径流、沙丘悬湿沙层水三种非常规水资源，开发出秋季农用闲水灌溉造林、秋冬集水造林及悬湿沙层水造林等治沙造林技术体系，并在古尔班通古特沙漠南缘沙漠化土地治理中得到大规模推广，为北疆沙漠化防治和生态建设提供了重要的科技支撑 [1]。

二、模式要点

（一）秋灌造林

技术背景：沙漠边缘耕地因沙漠化和渠水供应困难而弃耕，沙化严重，急需快速恢复植被。秋季农闲时期，有少量农闲水可用于生态建设，只要对渠系和田 块稍作休整，即可利用有限的农闲水灌溉人工种植荒漠植物。

技术参数：造林前一年平畦整地，秋季（10 月）利用原有沟渠浇灌弃耕地，灌溉量为 80m3/ 亩。第二年春季（3 月）栽植梭梭当年实生苗，株行距为 2m×3m，每亩用苗量 111 株。种植后 3 年内，秋季（10 月）畦灌一次，灌水量仍为 80m3/亩，春夏两季不用灌，3 年之后停止灌溉。在该地区造林适宜带状造林，带宽一般在 15~20m。

造林效果：造林第三年 9 月调查，梭梭造林保存率达到95%，平均株高2.5m，平均冠幅 1.6m×1.8m，平均林地植被覆盖率 56%，单株地上生物量 9.55kg，折合每亩生物量约 1.6t。1986 年造林成本约 8.69 元 / 亩，管护及抚育成本 0.01 元 /亩·年。在停止灌溉的第 34 年对该人工梭梭林进行调查（1987 年停灌，2021 年调查），该造林区梭梭林龄已达 37 年，造林保存率 74.8%，株高平均 2.02m，平均冠幅 1.5m×1.7m，但受区域农业井水灌溉影响，地下水位下降明显，梭梭有衰退迹象，枯枝率可达 41.15%[2]。

应用状况：利用秋季农闲水低灌溉治沙造林技术，在弃耕地连灌 3 年，较好

地改善了土壤水分状况，梭梭可以迅速生长，3 年即可成林。34 年间，仅靠自然降水维持生存至今，具有长期稳定的生态效益。该技术后在 150 团、149 团等团场相继推广，生态防护效果显著 [3]。

（二）集水造林

技术背景：据观测，20 世纪 80 年代莫索湾垦区降水量约 110~120mm，在表面光滑、土质黏重的龟裂性灰漠土地块，降水 3mm 以上时，就会形成地表小股径流，但这些径流小而分散，无法直接用于造林，但通过人工进行微地形整理，将小股径流汇聚起来，可以种植少量耐旱植物。

技术参数：集水造林原理是将较大面积的降水集中到小面积上使用。1983年进行微地形整理，5.5m 沟距，垄沟最深处 20~30cm，两侧坡面坡度为 5°-7°；垄沟内间隔 4m 打一横埂，1984 年春季在每个横埂内种植 1 株梭梭。集水面积和地面坡度可以人为控制，径流系数大，水分利用率高；对土质要求不严，除了流沙地外的龟裂土、龟裂性土、沙质碱土等均可利用外，暂无水可利用的弃耕地也

可采用集水技术造林。集水造林是莫索湾垦区造林应用最广且效果最好的一种造林模式。

图1  地形改造集水示意图

造林效果：在沙丘间平地进行集水造林试验。1984-1986 年 13 次径流观测结果表明，在 22m2 的集水区，所截留降水 1616kg，获得径流量 702kg，径流系数为 43.5%。按此径流系数计算，丰水年可集水 1354kg，中水年可集水850kg，而少水年也有 450kg[4-5]。对于单株梭梭而言，这样的径流水补给是非常可观的。集水区造林当年，梭梭平均株高可达 84.2cm，第二年株高达 100.9cm。3 年后统计结果显示，林木保存率在 80% 以上。2022 年林分调查显示，在垄沟里有很多自我更新长大的梭梭植株，外貌与当初种植的梭梭已无法区分。当年梭梭种植密度为 30 株 / 亩，而 37 年后，梭梭密度增加到了 43 株 / 亩。由此可以证明，这种种植模式不仅能有效保存种植植物，林地还具有自我更新的能力。

应用状况：集水造林技术即利用降水和冬季降雪，有效补充梭梭所需生态水，前 3 年由于不如秋灌造林灌溉水多，加之龟裂性灰漠土黏重、渗水慢等特性导致很多径流水蒸发较多，苗木由于有效水补给相对少而生长缓慢。但从长远来看，37 年后该模式种植的梭梭长势较秋灌造林要好。

（三）悬湿沙层造林

技术背景：古尔班通古特沙漠冬季有稳定积雪，春季沙土表层会形成稳定的悬湿沙层。据 1982-1986 年研究结果，20~50m 高沙丘迎风坡中上部，湿沙层埋藏深达地下 8m 左右，整个湿沙层平均含水量为 2.82%。沙丘悬湿沙层为固沙造林提供了重要水源。

技术参数：据测定，3 月中下旬该区湿润沙土的含水率可达 4%~9%，而在苗木生根发芽期，根系深度内湿沙含水率仍保持在 4% 以上。3 月中下旬种植梭梭和沙拐枣 1 年生实生苗，一般年份的保存率在 80% 以上，最干旱年份（如 1983 年）也能达 60% 以上。需要注意：种植时沙丘表面有干沙层，要将干沙层拨开，露出湿沙层，将苗木根系完全种植在湿沙层中，再用湿沙将种植坑表面盖严、踩实。造林以稀植为宜，可采用 4m 行距、2m 株距 [6]。

造林效果：1983 年（降水干旱年）造林保存率在 60% 以上，之后年份造林均达到 80% 以上。2020 年调查显示，该片林分仍有 50% 以上保存率。20 世纪80 年代，该模式在莫索湾垦区 150 团先后推广种植 500 亩，之后陆续在 148 团、149 团团场进行了大面积推广应用。

三、模式效果及推广

（一）适宜区域

莫索湾无（低）灌溉造林治沙模式，适用典型温带荒漠气候区，年降水量在100mm 以上的干旱、半干旱区，且冬季有稳定积雪，海拔约在 2000m 以下，土壤可为风沙土、灰漠土、灰棕漠土等，是梭梭、沙拐枣等为优势的荒漠植被天然分布区。符合上述地理、气候、降水、土质等条件，均可进行推广应用。

（二）运作模式

政府主导并配合相关政策鼓励、激励（如规划引领、产权激励、用地指标流转使用、生态资源权益交易、资源利用、财税支持、金融政策等）和支持社会资本参与。依据国土空间规划、生态保护修复规划等，地方政府设立启动生态保护修复项目，组织专家编制生态保护修复方案，面向社会公开征求意见。通过公开竞争方式确定生态保护修复主体，签订生态保护修复协议和土地出让合同等自然

资源资产配置协议，明确修复要求、各方权利义务和违约责任。

（三）示范推广情况

莫索湾无灌溉治沙造林模式破解了干旱区沙漠化防治的关键技术难题。20 世纪 80 年代在准噶尔盆地西南缘推广 10500 亩，平均成活率在 60% 以上，防护作用明显。与绿洲外围相比，造林 3 年后风速平均降低 25%，气温降低 0.7℃ ~3.2℃，相对湿度提高 5%~22%。风沙灾害明显减少。1960 年莫索湾垦区风沙灾害面积17000 多亩，而 1984 年降至 2519 亩，粮食亩产提高了 103kg，从而增加了经济

收入。该模式引起了国内外学术界的广泛关注和高度评价。1985 年，该成果获新疆维吾尔自治区科技进步四等奖。2000 年后，悬湿沙层水固沙造林技术应用到古尔班通古特沙漠明渠 168 km生物防沙工程中，防沙和生态效益显著 [7-8]。与机械防沙相比，100km 防护林 50年内防沙和清沙费用分别可节省 18000 万元、22590 万元。该成果获 2007 年新疆科技进步一等奖和 2009 年国家科学技术进步奖二等奖。

作者：宋春武、李生宇、徐新文、蒋进、李银芳、周智彬、王雪芹、李丙文、黄丕振、肖笃志、刘志俊、高海峰（ 中国科学院新疆生态与地理研究所 ）