慈竹“一刀切”對土壤營養(yǎng)的影響

陳小美+劉曉捷+李加米+羅欣月+胡霞

摘 要 為了降低竹材砍伐成本，提出一種既不破壞竹林生態(tài)又利于機(jī)械化操作的新型砍伐方式——一刀切，即皆伐留樁。為了給竹林生態(tài)恢復(fù)提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支持，在評估一刀切對慈竹林生長恢復(fù)能力和經(jīng)濟(jì)增效影響的同時，研究砍伐后竹林生態(tài)的動態(tài)改變也變得尤為重要。基于此，以慈竹林為研究對象，探討一刀切后竹林土壤營養(yǎng)的影響。結(jié)果表明，慈竹一刀切對早期土壤碳氮有一定的影響，但未達(dá)顯著水平。砍伐1 a后，皆伐竹林有機(jī)質(zhì)含量和全氮含量有所降低，而無機(jī)氮含量無顯著差異。

關(guān)鍵詞 慈竹；一刀切；土壤氮；微生物生物量

中圖分類號：S795.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.33.022

全世界約有80屬1 000余種竹子，我國有37屬500多種，是世界上竹類資源最豐富的國家，被稱為“竹子王國”，種植面積達(dá)500多萬hm2。竹材因木材砍伐限制令和優(yōu)良的纖維含量已成為木材的主要替代品，廣泛應(yīng)用于竹膠合板、竹集裝箱板、建筑材料、室內(nèi)裝飾板材、竹家具和竹纖維等產(chǎn)業(yè)中，年產(chǎn)值900多億元。慈竹是中亞熱帶的經(jīng)濟(jì)用材竹種之一，在我國主要分布于四川、貴州等地，僅川南地區(qū)（樂山、宜賓、瀘州等）就有竹林86多萬hm2，主要用作竹編工藝和造紙原料。根據(jù)造紙要求，目前慈竹林砍伐主要采取間伐的方式，即留一、二年生，砍三年生，去四年以上生的方式。這種砍伐方式成本相當(dāng)高，人工費(fèi)用達(dá)到150～200元/t，已極大地制約了造紙產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，目前川南片區(qū)的造紙企業(yè)很大部分都處于舉步維艱的狀態(tài)，其中砍伐成本過高是其主要原因之一。

在此基礎(chǔ)上，成功探索出便于機(jī)械化操作的一刀切砍伐方式。一刀切（即皆伐留樁）是林木中的主要砍伐方式之一，即在采伐季節(jié)伐除全部伐區(qū)內(nèi)竹林的一種采伐方式。由于不用擇選砍伐竹，可以機(jī)械化集中采伐，大大節(jié)約了勞動力成本。然而，一刀切后竹林溫差增大，增加了竹受烈日和霜凍危害的可能性；土壤保水能力下降，雜草繁茂，土壤生物（微生物和動物）的多樣性格局變化，從而可能影響幼竹的生長。此外，竹林一刀切后，竹壟之間的空地能得到充分的陽光和水分，部分在竹林蔭蔽環(huán)境下不能生長的共生植物就有了較好的環(huán)境條件從而萌發(fā)生長。因此，一刀切勢必對竹林生態(tài)產(chǎn)生重要的影響，而這種影響又會反過來促進(jìn)或制約竹林一刀切后的生態(tài)恢復(fù)。

本文擬研究新型砍伐方式（一刀切留1 m高竹樁）對竹林土壤生態(tài)的影響，旨在探索慈竹林砍伐新模式及其增產(chǎn)效應(yīng)，以期為造紙企業(yè)的復(fù)興和伐竹后生態(tài)恢復(fù)提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)樣地情況

試驗(yàn)樣地位于四川省樂山市馬踏縣竹林基地內(nèi)（a.l.p. 360 m），年均溫16.5～18.0 ℃，年均降水量超過1 000 mm。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

2014年4月，于試驗(yàn)地選擇三個樣地，每個樣地含長勢良好，健壯的慈竹10壟。將10壟竹林分別用兩種砍伐方式砍伐。其中5壟為對照，采用間伐的方式砍伐。另外5壟采用一刀切留1 m高竹樁（即一刀切）的方式砍伐。砍伐后，每60 d采集土樣測量有機(jī)質(zhì)含量、全氮含量、全鉀含量、全磷含量、硝態(tài)氮含量、銨態(tài)氮含量、微生物生物量碳含量和微生物生物量氮含量。

1.3 測定方法

采用開氏消煮法測定土壤全氮含量；采用重鉻酸鉀法測定土壤有機(jī)質(zhì)；采用比色法測定土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量；采用氯仿熏蒸-浸提法測定土壤微生物量碳氮。

2 結(jié)果與分析

2.1 慈竹一刀切對土壤肥力的影響

從圖1可以看出，慈竹砍伐方式對土壤有機(jī)質(zhì)含量動態(tài)有不同的影響。砍伐后60 d，一刀切竹林土壤有機(jī)質(zhì)含量逐漸增加，在1 a后一刀切竹林土壤有機(jī)質(zhì)水平顯著低于間伐竹林。砍伐后60 d，一刀切竹林的土壤有機(jī)質(zhì)含量明顯高于間伐竹林，是因?yàn)橐坏肚泻笾窳譀]有枝葉，有機(jī)質(zhì)消耗相對較少，因此一刀切竹林土壤有機(jī)質(zhì)水平增加幅度較大。1 a后，2015年4月，經(jīng)歷了一個冬季后，竹林開始恢復(fù)旺盛的長勢，并開始萌發(fā)新筍，有機(jī)質(zhì)消耗增加，而由于一刀切竹林的竹葉數(shù)量顯著少于間伐竹林，因此在頭年秋冬季一刀切竹林的土壤有機(jī)質(zhì)積累較少，因此砍伐1 a后一刀切竹林土壤有機(jī)質(zhì)顯著低于間伐竹林有機(jī)質(zhì)水平。

而土壤全氮含量和全磷含量在兩種砍伐方式下表現(xiàn)出相似的變化趨勢，兩者無顯著的差異顯著性。一刀切竹林土壤全鉀含量在砍伐120 d后顯著低于間伐竹林，之后逐漸增加，砍伐1 a后含量顯著高于間伐竹林，如圖1所示。

2.2 一刀切對土壤無機(jī)氮水平的影響

從圖2可以看出，砍伐后土壤的硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量都呈現(xiàn)出相似的變化趨勢。兩種砍伐方式下，土壤硝態(tài)氮含量都隨著時間的推移顯著降低，間伐下土壤硝態(tài)氮下降速度較一刀切方式更快。土壤銨態(tài)氮水平在砍伐后120 d出現(xiàn)最高值，一刀切后土壤銨態(tài)氮水平上升幅度更大。1 a后，一刀切竹林的硝態(tài)氮和銨態(tài)氮消耗更大，所以土壤中無機(jī)氮水平降低幅度更大。

2.3 一刀切對土壤微生物生物量碳氮的影響

兩種砍伐方式下土壤微生物生物量碳氮含量均隨時間呈現(xiàn)相似的變化趨勢。微生物生物量碳在砍伐后60 d明顯增高，間伐樣地尤為明顯。兩種砍伐方式下，微生物生物量氮含量在砍伐1 a后有一個顯著的降低，如圖3所示。砍伐后60～120 d，間伐竹林的土壤微生物生物量碳和氮含量大于一刀切竹林，暗示著間伐竹林的微生物數(shù)量可能要多余一刀切竹林。究其原因，可能是因?yàn)殚g伐竹林土壤有較多的竹葉腐殖質(zhì)，有相對高的凋落物覆蓋，為微生物生長和發(fā)育提供了更適宜的溫度和濕度。

3 結(jié)論

慈竹一刀切對早期土壤生態(tài)有一定的影響，但未達(dá)顯著水平。砍伐1 a后，皆伐竹林有機(jī)質(zhì)含量和全氮含量有所降低，而無機(jī)氮含量無顯著差異。更進(jìn)一步的結(jié)果，有待更深入的數(shù)據(jù)來證實(shí)。

（責(zé)任編輯：劉昀）