正視桉樹人工林生態(tài)問(wèn)題

李 超

(國(guó)家林業(yè)局桉樹研究開發(fā)中心，廣東 湛江 524022)

正視桉樹人工林生態(tài)問(wèn)題

李 超

(國(guó)家林業(yè)局桉樹研究開發(fā)中心，廣東 湛江 524022)

桉樹給人類帶來(lái)了不可估量的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。本文就桉樹人工林的現(xiàn)狀及生態(tài)問(wèn)題展開詳細(xì)論述，并就如何健康發(fā)展桉樹產(chǎn)業(yè)提出合理的建議。

桉樹人工林；生態(tài)；可持續(xù)經(jīng)營(yíng)；對(duì)策

桉樹(Eucalyptus)在我國(guó)栽培已有 100多年歷史，因其具有速生、高產(chǎn)和良好的適應(yīng)性，在我國(guó)乃至世界的熱帶、亞熱帶地區(qū)廣泛種植?，F(xiàn)今與松樹(Pinus)和楊樹(Populus)并稱世界三大造林樹種。隨著桉樹科學(xué)研究的不斷深入，桉樹種植北移，湖南、江西、四川等中亞熱帶地區(qū)大力發(fā)展耐寒桉樹，取得可喜成績(jī)[1]。目前，我國(guó)桉樹人工林總面積達(dá)到450多萬(wàn)hm2，其生態(tài)問(wèn)題也逐漸受到人們的廣泛關(guān)注，主要有桉樹是“抽水機(jī)”、“抽肥機(jī)”，桉樹林過(guò)度消耗養(yǎng)分，桉樹人工林生態(tài)穩(wěn)定性差，林下物種多樣性減少，抑制其他植物的生長(zhǎng)及對(duì)土壤的毒害作用等[2-4]。本文就桉樹人工林的現(xiàn)狀及生態(tài)問(wèn)題展開詳細(xì)論述，并提出合理的經(jīng)營(yíng)以促進(jìn)桉樹產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，以期為桉樹產(chǎn)業(yè)帶來(lái)真正意義上的林業(yè)生態(tài)革命。

1 桉樹人工林生態(tài)問(wèn)題

1.1 桉樹人工林對(duì)土壤水分的影響

近年來(lái)，隨著桉樹人工林面積的增加，關(guān)于桉樹降低地下水位等言論也隨之增多[5-6]。桉樹種植雖然會(huì)消耗種植地土壤的大量水分，但同時(shí)也能調(diào)蓄涵養(yǎng)林地土壤的水分，且涵養(yǎng)水分能力與一般林分相同[7]。Lima等[8]對(duì)桉樹的水文學(xué)做了深入的分析研究，比較了桉樹林與其他樹種林分對(duì)土壤水分的利用率，結(jié)果表明：桉樹對(duì)土壤水分的利用率最高，與其他速生樹種的林分相比，桉樹每生產(chǎn)1 kg干物質(zhì)僅耗水785 L，而松樹需要耗水1 538 L，相思需要1 323 L。Holmes等[9]指出在南澳大利亞，桉樹林每年比農(nóng)作物減少約70 mm的徑流，對(duì)地下水有明顯的補(bǔ)給和水源涵養(yǎng)作用。謝耀堅(jiān)[1]指出，南非的Piet Retief地區(qū)，年降雨量為 800 ～ 900 mm，但長(zhǎng)期種植的亮果桉(E. nitens)等人工林，并不存在水分虧缺問(wèn)題；而澳大利亞各大城市飲用水源的涵養(yǎng)林80%都是桉樹，從未反映過(guò)桉樹林區(qū)的水源有毒。因此，說(shuō)桉樹使水源有毒，完全是沒有科學(xué)依據(jù)的。

1.2 桉樹人工林對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

植物引種可能改變植物群落組成以及凋落物和根分泌物的化學(xué)成分，從而影響林地土壤養(yǎng)分的可利用性[10]。溫遠(yuǎn)光等[11]通過(guò)對(duì)桉樹取代馬尾松(P. massoniana)林前后土壤性質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn)，其前后期土壤理化性質(zhì)和養(yǎng)分含量仍保持穩(wěn)定。桉樹人工林的碳吸存能力明顯高于馬尾松等其他人工林，在吸收CO2和控制大氣CO2濃度上升中擁有巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＲ延醒芯勘砻鳎褐参镆晃⑸锏南嗷プ饔谜{(diào)控著土壤養(yǎng)分循環(huán)過(guò)程與土壤養(yǎng)分的可利用性[12]，并不是由單一的樹種所決定的。

1.3 桉樹人工林對(duì)生物多樣性影響

1.3.1 桉樹人工林林下物種多樣性的影響

在桉樹的原產(chǎn)地澳大利亞，桉樹林中動(dòng)植物資源豐富。走進(jìn)桉樹林隨處可見到袋鼠、鳥類和爬行動(dòng)物，地上則有茂密的灌木和雜草。在我國(guó)，黃勇等[13]研究了海南桉樹紙漿林的植物多樣性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與其他人工經(jīng)濟(jì)林、次生林相比，桉樹人工林表現(xiàn)出更高的物種多樣性，并沒有抑制林下物種的生長(zhǎng)。朱宏光等[14]研究了廣西欽州市巨尾桉(E. grandis × E. urophylla)和馬尾松人工林林下植被多樣性，發(fā)現(xiàn)10年生桉樹林地物種數(shù)多于馬尾松林，結(jié)果表明桉樹取代馬尾松在一定程度上提高了林下物種多樣性。生態(tài)學(xué)多樣性的經(jīng)典理論―中度干擾假說(shuō)認(rèn)為，干擾頻率過(guò)低或者過(guò)高，都會(huì)降低群落多樣性[15]。當(dāng)干擾強(qiáng)烈時(shí)，只有生長(zhǎng)速度快、侵占能力強(qiáng)和高耐性物種才能存活[16]。桉樹人工林的大規(guī)模種植，高強(qiáng)度短周期采伐，極高強(qiáng)度的干擾在很大程度上降低了桉樹林的物種多樣性。

1.3.2 桉樹人工林對(duì)土壤微生物群落及生態(tài)功能的影響

在整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，土壤微生物是生態(tài)系統(tǒng)中不可或缺的分解者，而地上和地下部分之間的相互作用對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)而言至關(guān)重要[17]。桉樹人工林也不例外，土壤微生物通過(guò)分解動(dòng)植物殘?bào)w，促進(jìn)有機(jī)物的礦化，增加土壤肥力。楊遠(yuǎn)彪等[18]通過(guò)對(duì)3個(gè)連栽桉樹林和當(dāng)?shù)剜l(xiāng)土樹種馬尾松林林地的各種微生物數(shù)量進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)連栽桉樹二代林微生物總數(shù)最多，其真菌數(shù)量遠(yuǎn)大于細(xì)菌。譚燕[19]、李超等[20]分別用克隆方法對(duì)桉樹人工林及常綠闊葉混交林土壤真菌進(jìn)行多樣性分析實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)桉樹人工林的土壤真菌并不比其他人工林少。蔡瓊等[21]對(duì)馬尾松人工林土壤微生物數(shù)量及活性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)我國(guó)主要造林樹種杉木(Cunninghamia lanceolata)、落葉松(Larix)、桉樹等均存在地力衰退現(xiàn)象。由此可見，桉樹林出現(xiàn)的問(wèn)題同樣存在于其他樹種的人工林中。

2 桉樹人工林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)措施

桉樹人工林是否對(duì)生態(tài)環(huán)境造成影響，主要取決于經(jīng)營(yíng)者采取的種植方式和經(jīng)營(yíng)管理水平[22]。部分經(jīng)營(yíng)者由于缺乏對(duì)科學(xué)種植的理解，對(duì)桉樹進(jìn)行掠奪式經(jīng)營(yíng)：如不合理施肥、高密度種植、機(jī)耕全墾整地、過(guò)度采伐利用、超短輪伐期經(jīng)營(yíng)等。由此導(dǎo)致桉樹種植地土壤肥力衰退、水土流失、地下水位下降、表土硬化、水源涵養(yǎng)功能降低等，從而導(dǎo)致桉樹種植遭受人們的質(zhì)疑和誤解。謝耀堅(jiān)[1]指出，更新觀念，由傳統(tǒng)永續(xù)利用向森林可持續(xù)生態(tài)化經(jīng)營(yíng)轉(zhuǎn)變是桉樹可持續(xù)發(fā)展的前提。

2.1 改善造林措施，合理施肥，科學(xué)管理

桉樹種植過(guò)程中，造林措施中林地清理和整地對(duì)土壤結(jié)構(gòu)及養(yǎng)分的直接影響進(jìn)而改變了土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能，如火燒跡地的林地清理(煉山)、機(jī)耕整地、機(jī)耕撫育等桉樹造林技術(shù)不但破壞土壤的結(jié)構(gòu)，且易造成水土流失導(dǎo)致林地土壤肥力下降。陳少雄等[23]通過(guò)對(duì)巴西桉樹人工林考察指出，最小耕作法、“鑲嵌式”造林格局、保留采伐剩余物和嚴(yán)格控制擾土面積是巴西桉樹持續(xù)高產(chǎn)的原因。機(jī)械化或小型機(jī)械化是桉樹種植、經(jīng)營(yíng)和采伐的必由之路。針對(duì)地勢(shì)較平坦地區(qū)、丘陵區(qū)分別采用全機(jī)械“深耕裂土”和小型手工機(jī)械挖暗穴的方式整地。人工林的施肥措施是提高森林初級(jí)生產(chǎn)力的主要管理手段[22]，合理施肥對(duì)土壤微生物群落產(chǎn)生顯著影響，直接或間接地影響土壤微生物的生物量及人工林產(chǎn)量。何水東等[24]研究表明，在桉樹造林時(shí)的施肥環(huán)節(jié)，選用鈣鎂磷肥結(jié)合尿素進(jìn)行穴施，能較大程度上增加桉樹生長(zhǎng)量和林分生物量，提高生產(chǎn)力。桉樹造林后除草撫育環(huán)節(jié)，采用小范圍除草，避免全面劈草，有利于增加林下植被種類、數(shù)量，提高了林分物種多樣性，增強(qiáng)了桉樹人工林涵養(yǎng)水源功能。

合理種植、減少人為干擾和增加地表植被的覆蓋，有利于提高林下物種多樣性。通過(guò)對(duì)桉樹造林全過(guò)程的質(zhì)量管理，把桉樹人工林可能對(duì)環(huán)境造成的影響減少到最低[25]。巴西桉樹人工林以萌芽更新為主的更新方式，與再造林相比，萌芽更新有減少造林程序、降低成本的優(yōu)勢(shì)；生長(zhǎng)量方面，到7年生采伐時(shí)，可能減產(chǎn)16%，利潤(rùn)卻可增加21%[23]?？偠灾?，合理的經(jīng)營(yíng)管理措施才是解決當(dāng)下桉樹人工林生態(tài)問(wèn)題的唯一方式；科技的突破以及管理的創(chuàng)新才能幫助我國(guó)成為世界桉樹人工林水平先進(jìn)的國(guó)家。

2.2 營(yíng)造人工混交林模式

營(yíng)造桉樹混交林的周期長(zhǎng)且采伐技術(shù)復(fù)雜，經(jīng)營(yíng)者以桉樹純林取而代之，但同一個(gè)品系集中連片，結(jié)構(gòu)單一，造成人工林基因窄化的同時(shí)使生態(tài)系統(tǒng)的抗逆性降低，給桉樹產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展埋下隱患，潛伏著巨大的生態(tài)危機(jī)[25]。

在桉樹造林方式上，采用混交造林或多品種、多無(wú)性系造林，輪作更新樹種，以改變林分和樹種結(jié)構(gòu)。如桉樹與豆科樹木混交或輪作，避免單一品種長(zhǎng)期栽培對(duì)林地累積的負(fù)面影響。在華南桉樹與大葉相思(A. auriculaeformis)、馬占相思(A. mangium)、臺(tái)灣相思(A. confusa)混交已是一條成功經(jīng)驗(yàn)。在云南桉樹與黑荊(A. mearnsii)混交、在肇慶北嶺山林場(chǎng)桉樹與黎蒴(大葉櫟)(Castanopsis fissa)混交都已收到很好的效果。在中國(guó)林科院熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心桉樹與降香黃檀(Dalbergia odorifera)、桉樹與格木(Erythrophleum fordii)混交，促進(jìn)林木生長(zhǎng)效果非常明顯[26]。桉樹與能利用不同層次土壤養(yǎng)分的植物混交從而有利于林地生物多樣性的恢復(fù)和保持[27]?；旖涣植粌H可增加凋落物數(shù)量、提高生物多樣性、改善神態(tài)環(huán)境，而且還可有效抑制水土流失、培肥地力、促進(jìn)中下層灌木及草類的生長(zhǎng)，形成復(fù)雜的群落結(jié)構(gòu)，提高了林分質(zhì)量及地力作用，增強(qiáng)抵御外界不良環(huán)境的影響[28]。

2.3 注重桉樹菌根等新技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用

菌根是植物與土壤真菌之間的一種互利關(guān)系，它能夠增加宿主植物對(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)特別是P的吸收和運(yùn)輸，通過(guò)和其他土壤微生物的相互作用來(lái)改善植物根際環(huán)境，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，提高植物的抗旱、抗病及抗低溫能力。菌根在桉樹人工林地力維護(hù)及生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性中發(fā)揮著重要作用[29]。潘欣等[29]通過(guò)調(diào)查四川巨桉(E. grandis)林下大型真菌多樣性，研究巨桉下馬勃系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系以及巨桉組培苗外生菌根真菌的接種效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)菌根真菌能顯著提高巨桉根際土壤中全P、全N和全K的含量，為巨桉菌根真菌在“退耕還林”中的應(yīng)用和菌類資源開發(fā)利用提供依據(jù)。楊艷敏[30]通過(guò)用外生菌根真菌彩色豆馬勃和多根硬馬勃侵染廣西巨尾桉優(yōu)良無(wú)性系廣林9號(hào)，結(jié)果表明：菌根真菌能夠增強(qiáng)桉樹抗寒性，對(duì)提高桉樹的抗逆性具有重要意義。黃艷紅等[31]通過(guò)對(duì)廣西巨尾桉廣林9號(hào)無(wú)性系進(jìn)行人工接種促生菌菌株，結(jié)果發(fā)現(xiàn)接種促生菌可以顯著提高桉樹的生長(zhǎng)量及桉樹人工林的物種豐富度和多樣性指數(shù)，有益于整個(gè)人工林的生態(tài)效應(yīng)。因此，加強(qiáng)桉樹菌根技術(shù)研究開發(fā)與推廣應(yīng)用很有必要，特別是如何把桉樹賴以生存的菌根菌制成菌肥、生物制劑等應(yīng)用于林業(yè)中，這是桉樹人工林可持續(xù)發(fā)展的難點(diǎn)，也是解決桉樹人工林土壤有機(jī)質(zhì)含量下降的重要途徑。成功的菌根化苗木造林將使林木及生態(tài)系統(tǒng)終身受益。

2.4 加強(qiáng)病蟲害的綜合防治

由于桉樹在我國(guó)大面積栽培的時(shí)間不長(zhǎng)，病害蟲問(wèn)題并沒有引起普遍重視。隨著華南桉樹的病蟲害迅速蔓延、流行，大面積暴發(fā)，導(dǎo)致成片林木發(fā)生病蟲害或死亡，李貴玉等[32]指出至 2006年廣西桉樹病害已發(fā)現(xiàn)30余種，蟲害種類223種，比1980年廣西森林病蟲害普查時(shí)的64種增長(zhǎng)了5倍多，對(duì)桉樹人工林的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。此后，病蟲害種類不斷增加，造成較大危害的有尺蠖(Geometridae)、枝癭姬小蜂(Leptocybe invasa Fisher & La Salle)、白蟻(Termitidae)、大蝙蛾(Endoclyta signifier)、桉樹小卷蛾(Olethreutid moth)及青枯病(Ralstonia solanacearum)、焦枯病等[26]。海南某林場(chǎng)引種的20多公頃巨尾桉無(wú)性系人工幼林，因遭受青枯病的危害而“全軍覆沒”[2]。而巴西最大的林業(yè)公司 Fabria，在造林之前以及林分維護(hù)的過(guò)程中都加大力度對(duì)白蟻進(jìn)行控制[23]。所以，必須建立病蟲害長(zhǎng)期防空體系和病蟲害監(jiān)測(cè)制度，深入開展桉樹病蟲害的調(diào)查研究，及時(shí)掌握桉樹病蟲害的發(fā)展趨勢(shì)及發(fā)生規(guī)律，進(jìn)行桉樹病蟲害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和防治研究，提高桉樹病蟲害的防控水平。而通過(guò)科學(xué)營(yíng)造健康人工林、增強(qiáng)桉樹人工林自身抗病蟲害的能力來(lái)達(dá)到控制病蟲害的目的，更符合環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求。因此，培育健康苗木，加強(qiáng)苗木的檢疫力度，必須引起林業(yè)部門的高度重視。

3 結(jié)語(yǔ)

近些年，我國(guó)部分學(xué)者擔(dān)心大面積種植桉樹對(duì)環(huán)境造成負(fù)效應(yīng)，但對(duì)于桉樹本身而言，其生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益是不可估量的。1993年FAO在曼谷的會(huì)議上，Davidson[33]總結(jié)出：經(jīng)營(yíng)合理的桉樹人工林具有良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。桉樹人工林對(duì)于緩解木材供應(yīng)緊張局面、有效保護(hù)天然林等方面發(fā)揮著不可替代的作用[25]。如何讓人們接受和理解，關(guān)鍵在于合理經(jīng)營(yíng)。

桉樹由于生長(zhǎng)快、適應(yīng)性強(qiáng)，在增加森林蓄積量和森林碳匯，保護(hù)國(guó)家生態(tài)安全、執(zhí)行國(guó)際公約和進(jìn)一步提升我國(guó)在國(guó)際上應(yīng)對(duì)氣候變化的地位等方面均將發(fā)揮重要作用?桉樹人工林能用少量的林地生產(chǎn)大量的木材，實(shí)際上間接保護(hù)了天然林和生態(tài)林，為我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)和木材安全保障做出了重大貢獻(xiàn)。發(fā)展桉樹具有良好的社會(huì)效益，桉樹人工林超長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈全過(guò)程，均可產(chǎn)生就業(yè)機(jī)會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。除木材外，桉樹枝葉還可以提取精油和多酚，生產(chǎn)日常用品、醫(yī)藥產(chǎn)品，還可用作飼料添加劑，開發(fā)潛力無(wú)限。因此，桉樹產(chǎn)業(yè)是一項(xiàng)重要的民生林業(yè)。在林業(yè)發(fā)展的新形勢(shì)下，大力發(fā)展人工林是一種必然選擇。在桉樹發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)認(rèn)真做好桉樹速生豐產(chǎn)林的規(guī)劃和落實(shí)工作， 并逐步引導(dǎo)農(nóng)民變粗放經(jīng)營(yíng)為集約經(jīng)營(yíng)，降低成本。做到科學(xué)規(guī)劃，合理施肥，適地適樹，品種選優(yōu)，切實(shí)加大退耕還林力度，發(fā)展桉樹速生林。

目前，我國(guó)桉樹種植正處于一個(gè)十字路口，如能正視桉樹人工林的積極作用，科學(xué)種植，以提高單產(chǎn)來(lái)代替面積的擴(kuò)張，桉樹將為整個(gè)林業(yè)帶來(lái)真正意義上的可持續(xù)發(fā)展。反之，如果因?yàn)榻?jīng)營(yíng)方式帶來(lái)的生態(tài)問(wèn)題而全盤否定桉樹人工林的價(jià)值，用錯(cuò)誤的輿論誤導(dǎo)群眾或采取極端的手段去限制桉樹發(fā)展，將不利于我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

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Envisage Ecological Challenges of Eucalyptus Plantations

LI Chao
(China Eucalypt Research Centre, Zhanjiang 524022, Guangdong, China)

Eucalyptus species can be controversial when used as a forest plantation species. However, these species can provide substantial ecological and economic benefits for humans. In this article, we discuss the present status and ecological challenges involving eucalypt plantations. Some reasonable suggestions are proposed to facilitate further development of the plantation eucalypt industry. Going forward the industry needs to be proactive and use good science to address the challenges facing eucalypt plantations in China.

Eucalypt plantation; ecology; sustainable management; strategy

S718.5

A

2015-11-10

“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國(guó)家科技計(jì)劃課題“拮抗青枯病菌菌株篩選及應(yīng)用技術(shù)”(2012BAD19B08)

收稿日期：李超(1987— )，女，碩士，助理工程師，主要從事土壤微生物及遺傳多樣性研究.