鄂尔多斯砒砂岩区沙棘资源及产业开发研究

刘 阳,吴丽萍,陈正新,姚文艺,逄 红,逯海叶,姚 锐

(1.内蒙古自治区水利科学研究院，内蒙古 呼和浩特 010020； 2.黄河水利科学研究院 水利部黄土高原水土流失过程与控制重点实验室，河南 郑州 450003)

1 砒砂岩区发展沙棘产业的意义

鄂尔多斯砒砂岩区主要分布在黄河中游晋陕蒙交界地区，该区基岩裸露、植被稀疏、沟壑纵横、生态环境异常脆弱，是黄河粗泥沙(粒径d≥0.05 mm)的主要源区，尤其是基岩产沙量占该区总输沙量的68.5%，成为黄土高原侵蚀强度和治理难度最大的风水复合侵蚀区[1]，给黄河下游造成了严重的泥沙灾害，被中外专家称为“世界水土流失之最”和“地球环境癌症”[2]。因此，有效治理砒砂岩区水土流失对改善黄河下游泥沙沉积状况具有重要意义。

砒砂岩区岩层组成较为复杂，包括三叠系、侏罗系、白垩系的砂岩、泥岩和页岩，一般出露于地表，呈红色、粉白色、灰白色或三色相间。干旱条件下灰白色砂岩坚硬如石，遇水红色砂泥岩松软如泥，遇风易剥蚀风化[3]。特殊的立地条件，导致植物扎根困难、成活率低。当地经过多年的水土保持工作实践，筛选出沙棘(HippophaerHamnoidesLinn.)作为砒砂岩区集经济、生态、社会效益于一体的水土保持先锋树种。

沙棘是胡颓子科沙棘属的落叶小乔木或灌木树种，生长在干旱、半干旱的黄土丘陵区及砒砂岩区。其根系发达，萌蘖力强，具有繁殖快、耐瘠薄等特征，可在表土厚度仅为5 cm的地区生长，且能很快郁闭成林，是防风固沙、保持水土、改良土壤的优良树种。沙棘一般栽植3年后结果，沙棘的根、茎、叶、花、果，特别是果实含有丰富的营养物质和生物活性物质，可以广泛应用于食品、医药、保健品、化妆品等领域，具有较高的经济价值。此外，沙棘属于高热值灌木，且在生长一定年限后需进行平茬复壮，农牧民可用割掉的沙棘枝干代替煤炭、秸秆等燃料来取暖、做饭等。

2 砒砂岩区沙棘种植现状

自20世纪90年代末开始，鄂尔多斯以“种植沙棘、管护沙棘、包片到户”为原则充分发挥当地农牧民的主观能动性，在砒砂岩区沟坡和沟谷种植沙棘防治水土流失，现已打造了一批以109国道两侧沟道、圪秋沟、酸刺沟、壕赖沟等为代表的沙棘造林系列精品工程。

水利部沙棘开发管理中心联合国家级沙棘种植产销科研公司——高原圣果沙棘制品有限公司承担的国家生态建设项目“晋陕蒙砒砂岩区沙棘生态工程”总投资10.5亿元，计划在晋陕蒙砒砂岩区种植沙棘133.3万hm2，现已完成沙棘种植面积10万hm2，晋陕蒙砒砂岩区已成为我国资源集中、面积最大的沙棘栽植基地。鄂尔多斯沙棘生态治理工程在达拉特旗、准格尔旗等区域沙棘造林成活率达80.0%以上，年加工沙棘鲜果5万t，有力地带动了相关产业的发展，成为区域绿色经济增长点。

3 利用沙棘林修复砒砂岩区生态环境

鄂尔多斯砒砂岩区属于温带大陆性季风气候区，干旱少雨、风大沙多、土壤流失严重，造林成活率极低。而沙棘适应性强，造林成活率较高，同时沙棘具有耐干旱、抗风沙、保水土的作用，因此是该区理想的生态修复树种[4]。沙棘密集的根系和繁茂的枝条能较大程度地降低降雨形成的地表径流的流速，在沟道成林后能起到“柔性坝”的作用，具有良好的拦沙效果和淤粗排细的功能；另外，沙棘虽属非豆科植物，但其根系的根瘤菌具有很强的共生固氮能力，可增加土壤肥力。砒砂岩区种植沙棘后，能提高土壤含水率、增加土壤蓄水量，具有涵养水源作用；另外沙棘根系生长、穿插、死亡及其生物量的变化，可显著增大林下土壤孔隙度和大团聚体比例[5]，也可有效提高林下土壤有机质和土壤全效、速效营养元素含量[6]，有利于促进沟床植物群落生长，增加林下草本植物多样性[7]，促使植被正向演替，形成稳定的植被群落，进一步发挥其拦沙保水、改善土壤肥力、抑制土壤侵蚀的功能[8]。

4 沙棘产业开发

中国沙棘资源丰富，面积达260多万hm2，占全世界沙棘资源的95%以上，素有“沙棘王国”之称。沙棘是一种优良的浆果类经济灌木树种。近年来，为了提高沙棘果实的产量和品质，鄂尔多斯引进了俄罗斯大果沙棘，培育出了适合我国栽种的大果沙棘，发展沙棘产业，经济效益十分可观。大果沙棘栽植3年后开始结果，5年后进入盛果期，产量逐年增加，年平均生产沙棘果1.50万～3.75万kg/hm2、鲜叶6 000 kg/hm2，可连续采收20年左右。在砒砂岩区可充分发挥沙棘资源优势，利用生态移民工程解放出来的劳动力，带动农民脱贫增收。据野外跟踪调查发现，1个成年劳动力可日采沙棘果150～200 kg，按市场收购价格计算，每个劳力可日赚100～300元，每年秋末冬初农闲季采摘沙棘可增收0.8万～2.0万元。近些年来，当地农民还利用退耕还林工程自发营造沙棘果林，同时在林间播种苜蓿、红豆草等牧草，不但增加了收入，而且为发展沙棘产业提供了良好的原料基地。

4.1 利用沙棘开发优质饲料

沙棘叶味道鲜美，富含维生素、黄酮类和多酚类成分，而且蛋白质含量较高(16.37%～17.13%)，主要氨基酸含量高于苜蓿，是良好的高蛋白饲料添加剂，同时还具有产量大、易采收、耐贮藏等优势[9]。当地农牧民发现，牛羊特别喜食沙棘枝叶，用沙棘枝叶喂养牛羊毛色鲜亮、育肥效果好，同时沙棘叶还能提高牛羊免疫力，被当地人誉为“铁杆牧草”。沙棘年产嫩枝叶23.9万kg/hm2，是紫花苜蓿的2.5倍，沙棘枝叶已被用来发展家庭式畜牧业。同时，沙棘果加工后的果渣和籽粕含有一定量的脂肪、维生素、蛋白质及其他多种活性物质，也是极好的饲料添加剂。用沙棘果渣喂奶山羊，其产奶量提高6%左右；喂断奶羊羔，其发育快，体质健壮，毛色润泽，抗病力强，成活率达100%；喂食沙棘果渣的山羊较对照个体质量平均增加3.8 kg，产肉量较其他草场高5 kg/只，产毛量高30%；喂蛋鸡，其产蛋率提高10%左右，而且蛋黄中的胆固醇含量显著降低，胡萝卜素含量明显上升。

4.2 利用沙棘枝干开发生物质能源

鄂尔多斯砒砂岩区沟壑纵横、交通不便，农村燃料匮乏，许多农牧民以秸秆和畜粪作燃料。沙棘是一种高热值能源树种(去灰分热值在19～20 kJ/g)，具有耐烧、发热率高、火力旺、烟小等优点，其燃烧对环境的污染较小。根据2010年对准格尔旗暖水乡营造的7 118.27 hm2沙棘生态经济林的估算分析，8年生沙棘林平茬后的地上部分能源价值相当于399.5万t原煤的价值[10]。对三北地区22种主要木本植物的热值测定后发现，沙棘热值仅次于油松，超过了柽柳、柠条锦鸡儿、紫穗槐等多种灌木。按照3～5年对沙棘林平茬1次计算，砒砂岩区一个农户只需种植1/15 hm2沙棘林，便可解决整个家庭全年的生活用柴问题。因此，沙棘可作为砒砂岩区永续的生物质能源树种。

4.3 利用沙棘提取物研发药品

沙棘具有多种药用价值，是中药、蒙药、藏药常用的药材，早在20世纪80年代初就被国家卫生部首批列为药食同源的植物[11]。沙棘有止咳化痰、延缓衰老、缓解心绞痛、改善心肌微循环、防治动脉硬化等功效，还对糖尿病患者的血糖有调节作用，能增强胰岛素的敏感度。沙棘果提取物能够增强人体免疫力，并激活巨噬细胞，对人体癌细胞具有抑制和杀灭作用。沙棘油是多种生命活性物质的调节剂和浓缩剂，临床证明复方沙棘籽油制剂能缓解慢性宫颈炎患者的临床症状，有利于患者恢复健康；利用超临界CO2萃取技术提取的沙棘油，可以在很大程度上减轻放疗与化疗对人体产生的副作用。此外，沙棘树皮中的乙醇粗提取物可以显著抑制8种类型的肿瘤转移，沙棘根的提取物能够减弱肿瘤活性，沙棘总黄酮可增强心肌收缩能力，改善心肌舒张功能，对抗心肌缺血带来的危害。目前，市场上沙棘籽80元/kg，沙棘油1 200元/kg，栽植沙棘林5年后每年会有4.5万～9.0万元/hm2收入，而且后续投入极少。

4.4 利用沙棘研发饮品、保健品和化妆品

经提取检测，沙棘果实和叶片中富含人体所必需的200余种营养成分，其中8种为人体所必需且又不能合成的氨基酸，因此沙棘被医药保健界誉为“神奇植物”。沙棘果维生素C、E、A、K含量非常丰富，是猕猴桃的2～3倍，为一切果蔬之冠，被称为“维生素宝库”。以沙棘果为原料制作的沙棘果汁，具有补充体力、减缓疲劳的保健功效。沙棘果中富含多种生物营养成分，具有很好的美容、保健、抗衰老作用，因此用沙棘果提取物研发的生物环保洗护产品、医疗保健品在市场上颇受国内外消费者的青睐[12]。沙棘的叶片中含有丰富的黄酮、多酚、粗多糖、粗纤维和咖啡碱等，可用于制作沙棘保健茶、沙棘戒烟茶等饮品。利用沙棘还可以开发食品，如沙棘果冻、沙棘果酱、沙棘果醋、沙棘营养配方奶粉等。因此，沙棘被科学界誉为“21世纪最有希望的新型保健品原料”。

5 砒砂岩区沙棘产业存在的问题

(1)产业化程度不高。这是因为：其一，目前沙棘主要种植人员为砒砂岩区当地农牧民，他们在沙棘的种植管理方面缺乏相关的技术培训和指导，大多是以传统农耕经验为主，在沙棘果林的经营过程中一味地追求沙棘产量，轻视了沙棘果实品质的提升，更忽视了沙棘林间抚育管理，导致沙棘果的品质难以突破，进而限制了沙棘的深层次加工；其二，在沙棘产业链发展方面，特别是在引种、育苗、种植、管理及产品加工等环节上缺乏系统组织，产业链各环节衔接度较差，导致各环节仅关注各自的问题，没有形成一个自上而下的相互协调的运行机制；其三，各类沙棘品种资源混杂分布，难以形成品质相对均一的标准化沙棘原料基地，资源利用率不到13%[13]；其四，当地沙棘企业与农户之间未建立起直接联系，生产与加工环节脱节，农牧民对中间商依赖程度较大。

(2)技术水平低，创新化程度不高。砒砂岩区沙棘种植多与生态工程相结合，沙棘产业仍以种植为主，下游的加工利用以粗加工为主，缺乏高科技的更深层次、更精细的加工利用技术。人工沙棘林经营粗放，无雌雄株比例设计，单位产果量低；沙棘林多分布在偏僻的沟谷山坡，交通不便，且沙棘有刺，采摘难度大(据估算砒砂岩区沙棘果实采收量不到产果量的1/3)，难以满足沙棘企业的加工需求。

(3)沙棘林改造抚育程度低。近年来砒砂岩区生态治理工程引种了俄罗斯大果沙棘，虽然其单位面积产量是中国沙棘平均产量的10倍多，沙棘新品种引入在一定程度上拓展了鄂尔多斯砒砂岩区沙棘产业发展的规模、层次和空间[14]，但在沙棘林经营管理中发现，俄罗斯大果沙棘容易遭受病虫害，制约了沙棘产业的规模化发展。因此，加强沙棘林经营抚育管理显得尤为重要。

6 建议与对策

针对沙棘产业规模小、品质优化度差、加工技术水平低的发展瓶颈问题，要想走出一条规模化种植、精细化抚育管理、创新性科技加工利用的沙棘产业致富模式，政府在沙棘产业发展与壮大过程中必须发挥关键作用。良好的产业发展环境、吸引高科技的沙棘深加工企业、配套的产业政策等都是沙棘产业做大做强所必不可少的。

(1)以加工促种植，以种植保加工，实现生态与经济协调发展。鄂尔多斯市政府应持续将沙棘作为黄土丘陵区和砒砂岩区水土保持综合治理、矿区生态修复、城镇绿化等生态环境治理领域的主要树种，在政策支持、资金投入、资源匹配等方面多管齐下，把鄂尔多斯砒砂岩区沙棘产业做成全国品牌产业。应该在以下方面进一步加大推进力度，实现以加工促种植、以种植保加工：①依托沙棘治沙保土工程，增加沙棘种植面积；②增加沙棘产业示范区数量，提升沙棘产品质量；③结合林权制度改革，推行“政府+公司”“基地+农户”模式，坚持“谁栽植、谁管护、谁受益”的原则，充分调动农户种植沙棘的积极性，促进沙棘产业的发展[15]。

(2)进一步加大沙棘林抚育管理力度。采用适宜的抚育管理措施提升沙棘产品品质：通过建设沙棘母树园、采种基地、采穗圃等，扩大沙棘良种规模；采取间伐、平茬复壮等抚育措施，促进低产沙棘林增产；加大嫁接技术的推广应用，改良老化品种，实现单位面积产量和果实品质的双提高。由于大部分沙棘林营造均是与砒砂岩区生态治理工程相结合，沙棘林生长的立地条件较为复杂，沙棘种植密度、雌雄植株比例及林分混交程度受到限制，加之沙棘林生长数年后会完全郁闭，难以实施大面积的改造，因此建议栽植6～8年可采用隔行平茬方法进行复壮，以避免面状平茬造成现有植被资源的破坏，防止生态环境恶化。平茬后的地上部分可以出售给鄂尔多斯明信木业用以制作中密度纤维板，或利用沙棘的高热值特性进行生物质发电。平茬沙棘枝干作为薪柴，可通过燃烧彻底清除留在沙棘枝干内的木蠹蛾虫卵，从而解决俄罗斯大果沙棘挂果数年后病虫害严重的问题。在沙棘林抚育改造中，要注重造林先进技术的使用与推广和病虫害的有效防治，才能确保林地抚育改造取得突出成效。

(3)大力发展沙棘产业，实现生态精准扶贫。依托现有的水利部沙棘基地，充分地吸引贫困户农牧民参与，将砒砂岩区沙棘产业发展与农牧民精准脱贫攻坚项目相结合。在沙棘产业扶贫过程中，针对贫困农户，在沙棘种植、管护和采收方面实现“一对一”科技帮扶，实现“授之以鱼，不如授之以渔”的帮扶脱贫办法；对贫困农户种植的沙棘产品，不但要在价格上提额促收，而且要全力疏通销售渠道，保障农牧民收入稳步增长，助力农户脱贫攻坚。在巩固砒砂岩区贫苦农牧民脱贫成果方面，要解决产能不足的问题，从沙棘产业的源头上加大科技投入，引进良种沙棘、保障沙棘苗木质量，并通过技术帮扶、加大沙棘基地规模等，打造“沙棘种植—生态恢复—产业升级—农牧民致富”良性发展的循环产业链。

(4)打造循环增值的沙棘产业链。鄂尔多斯砒砂岩区通过实施“政府支持、农民种植、龙头带动、品牌建设、科技提升、文化助推”五大工程，使沙棘产业走上了“沙棘—果实—叶片—枝干(薪炭或饲料)—保健品”的循环增值之路。建议进一步推行“项目法人制”与“政府+农协+企业+农户”的新型沙棘产业运营模式：由水利部沙棘开发管理中心和有关旗县水利、林业部门担任政府角色，负责沙棘产业项目的可行性论证、沙棘项目的工程监督、科技服务的引进等工作；农协负责当地农牧民沙棘种植、果树经营、果叶采摘等方面的组织工作；企业负责在各苏木或者嘎查设立收购站点，与农牧民签订收购合同，派相关技术人员严把沙棘果叶质量关，同时保障沙棘产品的研发、市场畅销，拉动农牧民种植沙棘的积极性，形成各部门相互协调、各环节融合渗透、各方利益共赢的循环增值沙棘产业链模式。