论文摘要：桉树人工林树种种群、林相结构简单,根系集中,对土壤水分和养分要求也集中,使一定层次土层的水分、养分消耗大,而其他层次的土壤水分和养分则不能充分利用,造成水及矿物质养分利用率低;森林生态系统种群简单,森林生物链环节少,生物养分循环低,对土壤养分补充少。
引言
桉树是桃金娘科(Myrtaceae)桉树属(Euca-lyptus)的总称, 天然分布于大洋洲,种类包括变种、亚种约945种,为世界四大速生树种之一。其具有速生、适应性强、轮伐期短、木材用途广、经营经济效益高等优点而成为最重要的人工用材林造林树种之一。全世界有70多个国家种植桉树人工林,面积为2500万hm2左右,约占全球人工林面积的1/4。我国引种桉树已有100多年的历史。20世纪50~60年代,广东雷州半岛开始种植桉树人工林;20世纪80年代筛选了一些优良品种,开展了山地造林;20世纪90年代解决了无性系繁育技术,桉树得到迅速发展。据统计资料显示，目前全国有17个省(区)种植桉树,总面积约300万hm2,桉树已成为我国南方最具活力的树种，也是福建省建设绿色海峡西岸的主要造林树种之一。
近年来,我国市场经济的持续快速发展对木材需求十分旺盛、林业特产税的取消及农业税的逐步减少等因素促进了桉树的迅速发展。桉树的大面积种植,有力地推动了我国木材经济的快速发展，但随着大面积营造桉树人工林,其社会效益、生态效益等问题日益受到人们关注,引起了一些争论。本文就此做一些初步的探讨。
一、桉树人工林生态问题调查分析
1.桉树人工林地力衰退分析
从树种特性看,桉树具有很强的土壤养分利用能力,可消耗较少的养分而生产较大的生物量,与很多农作物和树木相比,其单位生物量的养分消耗只有1/2~1/10。但是因桉树生长快,生长量大,作为纸浆材进行短轮伐期甚至超短轮伐期经营,在单位时间、单位面积上产生更多的生物量,消耗的养分也相对多些。这样就造成桉树人工林确实存在地力衰退的现象。
研究结果表明：桉树人工林地力衰退的主要原因有桉树人工林生态系统本身的脆弱性,严重的水土流失以及在人为因素干扰下不合理的经营。
1.1耕作方式不合理
桉树种植大部分采用炼山的方式清理林地,然后进行整地。有的采用机耕全垦整地,可比较彻底地去除杂草杂灌,又可疏松土壤,有利于桉树幼林的早期生长。但全垦整地造成土壤表土结构遭受破坏,在山地坡度大的地方,容易引起水土和养分流失。
1.2造林密度不合理
在立地条件差的林地,造林密度大,短期内林分消耗土壤养分多,使土层的土壤养分过度消耗。
1.3施肥技术不合理
近几年种植的桉树林分,有的采取掠夺式经营方式,不施追肥,仅靠土壤肥力维持生长发育所需的养分;有的施肥不及时或不能做到平衡施肥或按配方施肥。这样，一是达不到速生丰产;二是造成土壤养分亏损失衡和地力衰退。
1.4超短轮伐期经营
由于木材市场价格看好,部分林农受眼前利益的驱动,有的桉树3~4年生左右就被砍伐利用。1~3年生桉树是植株枝叶器官生长旺盛的阶段,树干生长形成较小,植株的枯枝落叶少,归还土壤的养分极少。同时,林龄越小,主干占整株立木生物量越小,即木材利用率低;林龄越小,胸径越小,采伐剩余物越多,在采伐剩余物没有回归林地的情况下,林地损失的养分也就越多。另外,超短轮伐期经营,林地耕作频繁,对林地土壤的结构破坏严重。错误的经营方法,林地凋落物少、植被少、表土受雨水冲刷大、水土流失严重,加速林地地力衰退,形成恶性循环。
1.5全树利用
桉树采伐利用时采取全树利用方式,将树枝、树叶、树皮、树头、枯枝落叶全部从林地取走,致使林地的养分回归量越来越少,造成土壤养分收支失衡,也是桉树人工林地力退化的原因。
1.6人工林生态脆弱
桉树人工林树种种群、林相结构简单,根系集中,对土壤水分和养分要求也集中,使一定层次土层的水分、养分消耗大,而其他层次的土壤水分和养分则不能充分利用,造成水及矿物质养分利用率低;森林生态系统种群简单,森林生物链环节少,生物养分循环低,对土壤养分补充少。
2.桉树人工林水分消耗
地质学家认为桉树消耗了过多的水分,造成地下水分下降;而林学家认为,与桉树的速生性相比,桉树的水分消耗是较低而不是较高，一些学者对桉树等多个树种的水分利用率研究结果进行换算得出,桉树对水分的利用效率最高,生产相同生物量桉树所消耗的水分量最少。本文从以下几个方面对桉树与水分的关系进行探讨。
2.1桉树人工林水分截留作用
在任何森林中,阻截作用是水分的最重要耗损。这是因为被阻截的水分会再次蒸发而不能进入土壤。一般来说,桉树阻截10~20%的降雨量,比松树和相思等树种要少，这可以从桉树的树冠比较小得到合理解释。
2.2地表径流
地表径流的数量取决于有无枯枝落叶和地面植被,并且与气候有很大的关系。一般来说,桉树人工林的径流要比草地和低矮的灌丛植被要大;与其他阔叶树种比较,并无显著差异。但是目前桉树人工林的地表径流偏大,造成这种现象的原因绝非是桉树人工林本身的过错,而主要是机耕全垦整地、枯枝落叶层被破坏等这些人为的因素。
2.3蒸腾—蒸发
桉树生长很快,因此,一般认为用水很多，甚至被称作“抽水机”。其实桉树的水分利用率是比较高的，利用同样的水分,桉树产生的干物质比相思和合欢等属的树种高。
引用专家的研究数据可以得出几个乔木水分利用效率的比较，桉树生产1kg重量的干物质消耗的水分仅为758L,而松树要1538L,相思要1323L的水分。这些数据充分说明了桉树的相对耗水量少。一个造林密度适中的桉树人工林的平均流域蒸发—蒸腾量,对于超过1200mm/a降雨类型来说,可能在1000mm/a左右;对于较干旱的地区,蒸发—蒸腾量也会减少,当降雨类型为500mm/a时,要降到450mm/a。
综合上面的数据,可以看出桉树同其它造林树种(松树、相思)相比,植被蒸腾和截流、土壤水分蒸发区别不大。当然由于桉树的生长量大,桉树人工林总体的耗水量并不比其他树种少,这是事实。但是大量的研究表明，桉树不可能成为像地质学家所说的“抽水机”。同其它林分一样,桉树人工林有一定的水源涵养功能。 3.桉树人工林生物多样性减弱
桉树人工林的生物多样性下降与立地土壤退化密切相关。一方面,土壤退化使林内原有动、植物和微生物的生活环境遭受破坏,从而导致整个生态系统的物种多样性下降;另一方面,物种多样性下降后,群落结构趋于简单,系统的自我调节和保护功能减退,使林地土壤的水分和营养状况更加恶化。
3.1林间生物多样性减弱
国内外对桉树林林间生物多样性减弱问题已有不少研究报道。一般情况下,灌丛带和木本植物群落结构的植物多样性保持原有的较高水平,但灌丛带在桉树人工林种植后严重退化,从而确定桉树是引发灌丛带退化的重要因素。在巴西的一些地区,由于桉树林下植被稀少,林间鸟类的多样性和丰富度较森林保护区显著下降。近年来，我国林业学术界对桉树人工林生物多样性问题进行了深入分析,并取得一定研究成果。如:在广西国有东门林场同一林区18块4m2样方连续6年的监测结果表明,第2代桉树林植物多样性比第1代减少50%,物种丰富度和群落复杂程度指数分别比第1代减少39.39%、17.76%。
桉树人工林维持物种多样性的高低取决于初始植物繁殖体组成的丰富程度,高强度干扰的连栽方式使某些高竞争力的物种和以种子(果实)传播的物种丧失,造成下一代林地初始植物繁殖体组成多样性的降低,从而使桉树连栽林地的物种多样性逐渐下降。对桉树林分枯落物分解微生物的研究发现,在桉树纯林,无论是细菌、真菌还是放线菌,其种类、数量均较混交林低。
3.2生物多样性减弱的成因
作为一种外来树种,桉树的化感作用为其在新生境的生长和定殖提供了强大保证,同时也是导致桉树人工林生态系统物种多样性减弱的重要因素。因此,从化学角度分析桉属植物对其人工林生态系统物种多样性的影响已引起各国学者的关注。目前,桉属植物化学研究主要集中于化学成分分析和生物活性测定。
在化学成分研究方面,以挥发物质和精油组成分析居多。有关专家的研究显示:尾叶桉叶片的自然挥发物和不同浓度水抽提物对台湾相思、大叶相思、马占相思的幼苗生长显示不同强度的化感抑制作用。其中,对大叶相思的抑制作用最不显著,从而建议将其作为尾叶桉的理想伴生树种。
巨尾桉挥发油乳液对粉蕉枯萎病菌、水稻稻瘟菌、香蕉胶胞炭疽菌、胡椒疫霉病菌等病原真菌和斜纹夜蛾、棉铃虫等有害昆虫均显示化感抑制作用。随着巨尾桉挥发油乳液浓度的增大,其对真菌和昆虫的抑制作用明显增强。
以上表明桉树的化感作用不可避免地影响人工林生态系统的物种多样性与群落演替。
二、 桉树人工林生态问题的对策
了解问题的实质和根源后,才能够彻底地解决问题。桉树人工林的生态恢复必须采取科学的技术对策,可以从水土保持、生物多样性保护、生产力促进等方面入手。
1.水土保持
严重的水土流失是引起桉树人工林生态退化的最直接因素。因此,开展水土保持对人工林生态恢复具有举足轻重的作用。
一是改变不合理的整地方式。机耕带垦整地方式扰动土壤面积小,有利于人工林下植被的恢复和林地水分、养分的保持,适宜于营造桉树人工林。
二是落实适地适树的造林原则。在寸草不生的沙石地、裸露地、土壤养分贫瘠或土层厚度不足30 cm的地方不宜种植桉树,而应种植一些有利于改善生态环境的植物。
三是减少林地养分的流失。保护好林下的枯枝落叶层和伐区剩余物回归土壤是防止水土和养分流失、避免地力衰退的最有效手段。既能较好地保持地面湿润和减少地表径流,同时又能补充土壤养分。
2.生物多样性保护
一是重视采用科学规范的造林方法。从生态学角度分析, 桉树人工林造林初植密度以1200~1650株·hm2为宜,穴位采用宽行窄株的方式。
二是合理配置桉树与乡土物种。合理种植桉树与乡土树种混交林,对提高桉树人工林的物种多样性具有积极的指导意义。实践证明,在华南地区，桉树与大叶相思、马占相思、台湾相思混交取得成功,在云南桉树与黑荆混交也收到较好的生态效益。
3.生产力促进
如何恢复并提高桉树人工林林地的生产力水平,我国学者进行了积极的技术探索,并取得一定的生产经验。
一是人工修复退化土壤。提倡采用桉树专用肥,把基肥和追肥分开,按桉树养分需求特点做到平衡施肥。这样不但提高了桉树的产量,也在一定程度上保持和提高了土壤肥力,保证桉树人工林的集约经营和精准施肥。
二是进行良种选育,不断培育出抗台风、耐寒冷、抗病虫害、耐干旱瘠薄的优良速生桉树品系。加大桉树科技开发投入,提高桉树人工林单位面积产量。
三、 结语
对我国来说,急需发展高产的桉树人工林,用较少的面积生产足够的木材，满足国民经济发展的需求。为了追求最高的经济效益,桉树人工商品用材林的经营必然走专业化、集约化、规模化的道路,其生态问题将更加突出和被人们所关注。所以必须以可持续发展的理念,指导桉树人工林的生产经营,制定科学合理的经营技术措施,保护生态环境。只要合理地经营,桉树人工林必定会产生巨大的经济效益与生态效益。
参考文献：
[1]钱国钦.桉树发展的社会学思维.林业调查规划，2007(2).
[2]于福科等.桉树人工林生态退化与恢复研究进展.中国生态农业学报，2009(3).
[3]徐大平等.桉树人工林生态效应研究进展.广西林业科技，2006(12).
[4]陈少雄.桉树生态问题的来源与对策.热带林业，2005(12).
[5]吴炳其.福建省桉树人工林发展概况与生态环境问题.青海农林科技，2007(2).
[6]高集美.浅析桉树人工林生态问题与经营对策.福建林业科技，2009(6).
[7]潘辉. 试论福建省桉树人工林的生态问题及其对策. 中国生态农业学报，2009(5).
作者简介：黄丽萍，女 ，1975年，福建漳平人，助理工程师，森林资源资产评估与伐区设计工作。
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