黎潔+溫亞+何蓉+姚碧英+劉小梅+呂春燕

摘要:指出了近年來桉樹人工林產業的發展在帶來經濟效益、生態效益和社會效益的同時,其產生的生態問題同樣受社會和政府部門的廣泛關注。論述了我國桉樹種植的現狀,分析了桉樹種植過程中出現的主要生態問題及成因,提出了通過保護和恢復林下植被來提高林內土著植物的多樣性,通過調整和優化桉樹種植模式保持和提高林地土壤肥力并且減少林地水土和養分流失以及強化桉樹種植管理法規等可持續發展的措施和對策并對我國發展桉樹種植的前景進行了展望,以期能為桉樹種植者及管理部門提供參考。
關鍵詞:桉樹;生態問題;可持續發展;對策
中圖分類號:X143 文獻標識碼:A 文章編號:1674-9944(2017)2-0094-04
1 引言
桉樹(Eucalyptus)是桃金娘科桉樹屬、杯果木屬和傘房屬的統稱,原產于澳大利亞及其周圍島嶼,具有品種多、生長快、適應性廣、抗逆性強、耐貧瘠、種植容易、萌芽力強等特點[1]。桉樹被世界各國廣為種植,現在已經被引種和栽培到100多個國家和地區。我國于1890年引種桉樹并廣泛推廣,近十幾年種植面積不斷擴大,已覆蓋17個省市地區,主要集中于廣西、廣東、福建、海南、貴州、云南等地。進入21世紀后,桉樹發展規模更大,截至2013年8月,我國桉樹人工林的面積將近450萬hm2,名列世界桉樹種植的前茅[2]。
隨著我國桉樹種植面積的增加,帶動了地區經濟的發展,提高了林農的經濟收益,桉樹的生態效益和社會效益也受到了更多人的關注。由于人們對桉樹缺乏科學全面的了解,對桉樹的管理不夠,所以,對桉樹的生態環境問題存在各種各樣的爭議,主要集中在以下幾個方面:①桉樹具有化感作用,桉樹能夠抑制其它生物生長,減少了林下植物多樣性;②桉樹的大面積種植是否會過度消耗水分,引起地下水位下降和地表干旱,以及在桉樹種植區發現有“黑水”現象;③桉樹人工林內養分消耗增加,導致其生產力下降,因此有桉樹是“抽肥機”的說法。但有學者認為,目前生產經營者采取的栽培制度及經營管理措施不合理,是桉樹人工林生態問題產生的根本原因,而非桉樹本身的生物學特性[3]。
在大面積營造桉樹人工林的同時,如何解決桉樹人工林種植過程中的生態問題以及如何使得桉樹的種植實現可持續發展是當前社會和科學界的重要研究內容。過去研究主要集中在桉樹林發展中的生態問題以及僅針對某些省區桉樹種植的生態問題和應對策略。鑒于分析桉樹種植過程中出現的生態問題并提出相應的解決策略將對今后更好地發展桉樹產業具有現實應用意義。就我國桉樹種植過程中出現的生態問題進行了分析和綜述,并分析其形成原因,探討了實現桉樹種植的可持續發展措施和對策,并對我國桉樹種植的前景進行了展望,希望能為桉樹種植者及管理部門提供參考。
2 桉樹種植現狀
2.1 桉樹在我國的分布
隨著我國桉樹種植面積與日俱增,桉樹人工林得到了快速發展。我國桉樹引種地區主要有廣西、海南、廣東、湖南、福建、四川、江西、貴州、云南等地[4]。據陳少雄[2]等研究資料,我國桉樹人工林面積約 450 萬hm2。廣西是我國桉樹種植面積最大的省區,其種植面積將近全國桉樹面積的一半(圖1),奠定了“世界桉樹看巴西,中國桉樹看廣西”的格局[5]。桉樹的大面積種植,推動了我國木材經濟的發展,與此同時,也產生了巨大的經濟效益、生態效益和社會效益。
2.2 桉樹的經濟效益
木材、鋼材、水泥與塑料并稱為四大原材料,是國民經濟建設中不可缺的重要物質產品,也是經濟效益的重要來源。人們利用桉樹的嫩枝和樹皮中的單寧提煉栲膠,利用木材來造紙漿或生產木材原木、人造板等,桉樹花是一種重要的蜜源,桉樹的枝葉可以提煉桉油,成為了醫藥和日用化工行業的重要化工原料[6],因此有桉樹全身都是寶的說法。種植桉樹在造林、追肥、撫育、地租等方面的投入并不高,桉樹便被稱為農民的“綠色”銀行,與其他經濟林(如油茶林、八角林、肉桂林、油桐林、板栗林等)效益相比較,種植桉樹的經濟效益十分可觀。桉樹的廣泛種植為山區農民提供了良好的經濟收入途徑。桉樹生長快,當年即可成林,投入少,效益好,既可以增加當地林農經濟收入,又可以增加企業效益和政府財政稅收。發展桉樹人工林可以調節農村產業結構,是促進山區經濟發展和農民增收的好門路[7]。
2.3 桉樹的生態效益
大面積種植桉樹對生態效益產生深遠影響,在固碳釋氧、涵養水源、保育土壤、凈化大氣環境、調節氣候等方面都有重要作用。桉樹在生長過程中,平均每公頃桉樹一年能夠有效的吸收9 t二氧化碳[8],遠高于其它樹種。研究發現,桉樹與其他樹種一樣具有涵養水分的功能,桉樹涵養水源量占所有森林涵養水源總量的11.3%,排第三位[9]。桉樹不僅能有效的緩解水土流失、改良土壤結構、保育土壤,而且能有效吸附空氣中的粉塵、二氧化硫等污染物,還可以殺菌,減小噪聲污染,具有強大的凈化環境的能力[8]。桉樹為高大喬木,能有效的防風固沙和抵御山洪爆發、旱澇等自然災害。此外,桉樹林還可以遮擋部分陽光,有效降低植被區域的晝夜溫差,增加降雨量,達到調節氣候的功效。
2.4 桉樹的社會效益
發展桉樹人工林可以產生較好的社會效益。首先,增加我國森林資源儲備,緩解木材資源短缺等問題;其次,為社會增加勞動就業機會,桉樹從種植到經營管理、采伐加工都需要大量的勞動力,因此,也就解決了部分農村勞動力剩余問題。據估計,每公頃桉樹人工林可讓4名勞動力就業,解決了農村富余勞動力[10]。在桉樹種植生產過程中,還使農民學會了現代生產技術,掌握了生產技能,提高了勞動者素質,促進林業現代化發展。第三,提高了林業生產管理水平,推行“林漿紙”一體化經營,推廣應用先進的生產技術,同時帶動了造紙業、木材加工、交通運輸等許多其他工業的發展,也為社會提供了許多勞動就業機會。
3 桉樹種植的生態問題
3.1 桉樹種植對生物多樣性的影響
桉樹人工林內生物多樣性受到影響,各國學者持不同看法,關于其正負面效應的報道也屢見不鮮。與當地天然林相比,桉樹人工林中本地植物、脊椎動物和土壤生物物種多樣性都有所下降,一些人工林下外來物種數量增加。如Ramanamanjato[11]等研究表明,在非洲的馬達加斯加島,桉樹人工林內鳥類和哺乳動物特有種的數量低于本地海岸天然林;兩棲類動物物種數量和多樣性低于熱帶雨林和次生天然林[12]。天然林的生物多樣性要高于人工林,但人工林的生物多樣性也并不是很低,如莫曉勇等[13]在海南島圈出153個桉樹林樣方,并對其林下植被進行調查,其結果為桉樹林下有木本植物80多種,草本植物100多種,也還存著蕨類植物,由此可見桉樹林下仍生長有不少植物。
根據筆者在南寧市高峰林場、七坡林場以及隆安縣林科所試驗林地的實地野外調查結果,表明桉樹林下植物合計有45種,隸屬于26科37屬。這一調查結果說明,桉樹林下并不是傳言的“寸草不生”,且植物種類還是較為豐富的。分析不同林齡(1年,3年,5年,7年)的典型桉樹林林下植物多樣性,表明隨著林齡的增加,林下植物的豐富度出現降低的趨勢,物種多樣性指數(香農威納指數和辛普森指數)也出現類似的下降。
桉樹群落生物多樣性下降,從化學角度分析:桉樹化感作用的結果是能夠被接受的一種解釋之一。桉樹林下生態系統的群落結構、功能、效益等方面會受到化感作用的影響。據野外調查發現,桉樹林林下種類組成與原生的自然林相比差異十分明顯,并且桉樹林下的林業或農業有害外來雜草較為常見(如飛機草、假臭草、闊葉豐花草等),而在自然林下外來雜草往往難覓蹤跡。1年生桉樹林林下物種多樣性高,而且隨著林齡的增加物種多樣性會減少,這一結果或許可以表明化感作用對林下植物的抑制作用隨樹齡的增加而增強。
3.2 桉樹種植對水的影響
3.2.1 桉樹種植對水量的影響
楊民勝等[14]指出,桉樹在其生長期內用水量相對較多,若以水分利用率為標準,桉樹屬于節約水分的樹種,桉樹每消耗758 L水分可生產1 kg重量的干物質,然而產生同樣重量的干物質松樹需消耗1538 L的水分,相思樹需消耗1323 L的水分,以上數據說明了桉樹相對耗水量少。由于桉樹具有生長迅速、生長周期相對較短的特點,造成桉樹種植面積逐年增多,相對于其他樹種而言,桉樹生長過程中消耗的水分自然就多,這就說明“桉樹是抽水機”的說法并不科學。桉樹作為產業對水會有影響,但與水稻、玉米、香蕉、蔬菜等相比影響要小,它的損害相比較少,由于后者已種植了千萬年,它們已經被人們所認可。水稻的生長也需要大量的水,農業施肥對土地損害更大。桉樹不是敵人,首先它救活了林業,其次任何事物都具有正反兩面性,況且有些南方地區每年的降水量都在1000 mm以上,所以不存在缺水的問題。
3.2.2 桉樹種植對水質的影響
桉樹林區及其附近水體質量在一定程度上受大面積桉樹種植的影響。近年來,桉樹種植區有時候會出現“黑水”現象,即水的顏色變黑的現象。有學者對此進行了研究,結果表明[15]:“黑水”現象的出現純屬偶然現象,該現象并不出現在桉樹的生長期間,只有在砍伐后較短時間內才會出現。水顏色加深或出現黑色、pH值偏低、需氧量增多是其主要水質特征;大量存在的新鮮采伐剩余物、天氣高溫多雨是其發生的主要環境條件。
3.3 桉樹種植對土壤肥力的影響
桉樹生長迅速,生長過程中需要吸收大量的水分和礦質營養,對土壤養分和水分消耗過大,所以有“桉樹是抽肥機”的說法。導致桉樹林土壤肥力退化的主要可以歸納為:①桉樹經營周期短、生物生長量大,大量礦質營養元素被消耗,同時也要求土壤肥力較高。桉樹的大面積連片種植,其土壤的物理化學性狀及生物學特性等多方面都會受到影響,也有研究表明[16],桉樹人工林內的土壤微生物及土壤酶活性受抑制;②不合理的經營管理措施,如不論土壤條件,盲目使用化學肥料,以及片面追求經濟效益,采用機耕全墾,皆伐利用,甚至是煉山的方式。桉樹根系有3m左右,它對地表水和地下水損害都不大,對水質的影響主要是砍伐周期太密,種植規律受到了影響。而其它樹種大面積砍伐的情況較少,砍伐周期也比較長,所以受影響就小,并且現在人類活動也很大,這也是很重要的一個原因。
4 可持續發展對策
4.1 保護和恢復林地植被生物多樣性
現階段,針對提高桉樹人工林生物多樣性而開展的研究和試驗極少,為減少地力衰退、防止環境惡化而采取了相應的一些措施,包括營造混交林、改機耕為人工整地、接種固氮菌株、接種根際菌株等,以上種植方式對提高林內的生物多樣性具有重要作用。營造混交林能有效利用光能,增強森林生態系統的生物養分循環,避免桉樹單一的品種對土壤養分某一元素的長期單一吸收[17]。同時,混交林林冠結構復雜、層次多,能有效的攔截水分,混交林地面落葉層和腐殖質層也較厚,能保持土壤疏松,增強持水能力,減少地表徑流和水土流失。混交林生態系統較桉樹林食物鏈長,生物多樣又相互制約,有利于森林可持續發展[18]。
4.2 調整種植模式減少水土流失
目前一些煉山的方式破壞了原有植被,易造成水土流失、土壤肥力下降,不利于林地的可持續發展,因此林業部門要制定更科學合理的種植措施,采取合理的整地和撫育方式,部分較為平緩的林地可適當采用全墾整地,但是在山區,最好采用穴狀整地加沿水平線帶狀撫育的方式,同時,注意保護林地周邊原有植被,既可以防止水土流失,增加土壤肥力,還可以減少除草劑的使用,保持林間的生物多樣性。目前桉樹造林存在行距、株距偏大,不能重復覆蓋林地,或者行距、株距過小,又不利于桉樹生長的現象,為解決這一問題,就必須根據各地的不同情況以及培育目的的不同,選擇不同樹種,合理控制種植密度及成林后的間伐密度,提高林地利用率[19]。
4.3 優化結構、合理施肥保持土壤肥力
人工林地的可持續發展要得到保證,就要在桉樹人工林經營過程中做到以下幾點:①移走的養分和歸還的養分之間要保持平衡。土壤養分的流失途徑主要是通過林產品的產出,林地凋落物被水土流失等形式帶走,那么在桉樹被砍伐之后的剩余物就應歸還給林地,從而做到有目的地經營管理林下植被。目前桉樹人工林內的歸還量遠小于吸收量,其中的大部分養分都是以木材的形式被運走,必然要消耗一定量的土壤肥力,必須保持天然林養分循環的基本平衡。②土壤肥力需要通過合理施肥來保持。恢復林地土壤肥力施肥是不錯的措施之一,增加施肥能補充流失的養分,也能滿足桉樹生長的需要。同時,在桉樹人工林施肥時,也應該因地制宜,林地不同采用的肥種也不同,充分考慮土壤養分的需求狀況,盡量做到配肥科學、施肥平衡,微量元素的診斷和施用技術的研究必須得到加強,能夠既保證桉樹健康生長,同時又要維護林地地力??茖W經營桉樹人工林,除草劑的使用頻率要減少,甚至是不使用除草劑,施肥也要符合游戲規則,那么林業也可以可持續經營。
4.4 強化桉樹種植管理法規
桉樹人工林產業投入大、周期較長、稅費也相對較重,為了調動群眾的積極性,刺激林業發展,當地政府部門應當制訂一系列優惠政策措施,取消不合理的收費,降低稅費,減輕經營者負擔[20]。政府部門還要加強對桉樹種植業的監督管理,嚴禁私自以毀壞天然林、防護林為代價來種植桉樹,嚴禁采用掠奪式種植方式,定期進行資源調查,發現問題及時處理,實現桉樹種植業穩步發展。
4.5 發展與保護環境相結合
在大面積營造桉樹人工林時,要重視生態環境的保護和管理。采用合理的整地和撫育方式,保護林地周邊原有植被,在使用農藥和除草劑時,要選擇低毒、高效、無殘留的產品,不能危害林木,更不能使周邊水源、漁場、稻田等受到污染,確保生態安全。加強施肥管理,各有關單位協調配合,對肥料進行嚴格檢測,禁止鉛、鎘、鉻及砷、汞等重金屬含量超標的肥料進入土壤,應用測土配方施肥,防止肥料流失和環境污染,保持生態平衡[18]。
5 發展桉樹的前景與展望
隨著社會的發展與進步,我國的桉樹產業進入了一個全新發展的階段,因此在提高對桉樹的研究和管理水平的同時,應將實驗室研究與野外研究有機結合,對桉樹人工林進行系統研究,綜合分析研究地面植被、土壤、林地生產力和生態環境,并采取相關措施,提高桉樹人工林的穩定性和綜合效益。同時還要提高科學經營水平,揚長弊端,實現桉樹產業與自然和社會的和諧發展,使之更好地服務于人民,服務于社會。
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The Current Status, Ecological Problems and Measurement of
Sustainable Development of Eucalyptus Plantations in China
Li Jie1,2,3,Wen Ya4,He Rong4,Yao Biying4,Liu Xiaomei4,Lü Chunyan4
(1.School of Geography and Planning, Guangxi Teachers Education University, Nanning,Guangxi 530001,China;
2. Key Laboratory of Beibu Gulf Environment Change and Resources Utilization of Ministry of Education,
Guangxi Teachers Education University, Nanning,Guangxi 530001,China;
3. The Collaborative Innovation Center of the Ecological Environment and Integration Development
in the Xijiang River Basin, Guangxi Teachers Education University, Nanning, Guangxi 530001,China;
4.School of Environment and Life Science,Guangxi Teachers Education University,
Nanning,Guangxi 530001,China)
Abstract: In recent times, the eucalyptus plantations have progressed rapidly in hand with economic benefits, ecological benefits and social benefits. But ecological problems caused by eucalyptus plantations also have been noticed by society and governments at the same time. This paper reviewedthe recent research advancesineucalyptus plantations in China. The main ecological problems and causes in the development of eucalyptus plantations werealso discussed. For the sustainable management and development of eucalyptus plantations some approaches need to be considered, such as protecting and recovering underground vegetation for increasing the diversity of indigenous plants, maintaining and improving the plantationtypes for decreasing the loss of water and soil nutrients and improving administrative rules of artificialplantation. In addition, the current trends in development of eucalyptus in Chinawere also discussed.
Key words: eucalyptus; ecological problems; sustainable development; measurement