森林土壤學(xué)科發(fā)展概述

吳波

(黑龍江省齊齊哈爾市園林管理處，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

森林土壤學(xué)是介于土壤學(xué)與林學(xué)之間的一門交叉學(xué)科，是用土壤科學(xué)的先進(jìn)知識和手段去解決林業(yè)生產(chǎn)中各種有關(guān)生產(chǎn)問題的一門應(yīng)用技術(shù)科學(xué)[1]。近年來，我國倡導(dǎo)綠色生態(tài)，在解決營造林實際生產(chǎn)問題上，森林土壤學(xué)科的重要性越來越受到廣發(fā)關(guān)注。

1 在國際上的發(fā)展歷程

有關(guān)北美森林土壤學(xué)的零星報道可追溯到20世紀(jì)初。前10年的研究主要以森林地塊為主，比較成功的是對森林殘落物層的研究，基本是關(guān)于其數(shù)量和組成的探討，這些研究雖然現(xiàn)在看來頗為簡單，但在初期研究階段為今后森林土壤有機(jī)質(zhì)的研究指明了方向，并積累了許多相關(guān)資料；

30年代開始，較多的研究是關(guān)于森林土壤性質(zhì)及其與林木相互關(guān)系的探討，與林業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的問題也有涉及，例如森林的更新與土壤的相互關(guān)系、火災(zāi)給森林土壤帶來的影響等；

40年代的研究開始傾向于森林立地條件，并延續(xù)20年代對森林殘落物層的相關(guān)問題開展后續(xù)研究，其他方面還包括森林土壤剖面形態(tài)、菌根、施肥等；

50年代開始，關(guān)于森林與土壤之間的相互關(guān)系、林木營養(yǎng)兩方面發(fā)表的成果較多，美國還于1958年召開了首屆北美森林土壤學(xué)術(shù)會議，自此，北美森林土壤學(xué)成為土壤學(xué)的一門分支學(xué)科，并在學(xué)術(shù)界中已成長壯大；

60年代較多的工作屬于森林與土壤的相互關(guān)系，有關(guān)于立地條件、營林措施、苗圃土壤污染等問題對森林土壤的影響也有研究報道，說明隨著生產(chǎn)和科研的發(fā)展，森林土壤化學(xué)和物理方面這種基礎(chǔ)理論的研究得到了更加關(guān)注；

70年代開始，研究人員開始注重森林與人類之間的關(guān)系，例如森林對人類生產(chǎn)生活環(huán)境帶來的作用和造成的影響，著重從基本理論方面去探討有關(guān)森林土壤的問題，還有綜合性的分析，例如太陽輻射、海拔、土壤類型、土壤溫濕度等方面是如何綜合作用于土壤的，并根據(jù)各種條件作用選定適宜的營林措施。側(cè)重于解決實際生產(chǎn)問題，促進(jìn)林木速生豐產(chǎn)，如經(jīng)濟(jì)合理施肥、采伐方式、水土保持等；

80年代是世界各國森林土壤科學(xué)的豐收年代，約有49個國家有森林土壤論文發(fā)表，論述臭氧、酸雨、重金屬等引起的森林土壤污染問題；

90年代以前森林土壤國際會議只北美一家，國內(nèi)森林土壤工作者經(jīng)過3年多的努力，終于爭取來國際土壤學(xué)會(ISSS)的森林土壤組第一屆森林土壤學(xué)術(shù)討論組會議，會議除在哈爾濱市外，還在帶嶺實驗林業(yè)局和朗鄉(xiāng)林業(yè)局召開。[2,3]

2 在國內(nèi)的發(fā)展歷程

1958年黑龍江省土壤學(xué)會成立，同時成立了森林土壤學(xué)組。黑龍江省森林土壤學(xué)術(shù)會議于1963年在哈爾濱市召開，由于是森林土壤學(xué)科在中國的第一次會議，共征得論文近百篇。1964年在沈陽市召開了“第一次全國森林土壤學(xué)術(shù)討論會”， 中國土壤學(xué)會在會后成立森林土壤組，從此，森林土壤學(xué)這個中間學(xué)科進(jìn)入了中國土壤學(xué)和中國林學(xué)的歷史。

1979年國務(wù)院決定開展全國第二次土壤普查，由此進(jìn)行了為期15年繁忙的林區(qū)土壤普查工作。林業(yè)部和全國土壤普查辦公室商議后，決定委托東北林業(yè)大學(xué)舉辦“全國林業(yè)土壤普查技術(shù)骨干培訓(xùn)班”，該培訓(xùn)班于1980年暑假期間在哈爾濱市校本部舉辦，除西藏外，全國各省份都來了工程師。森林土壤學(xué)科已經(jīng)走出了象牙塔，進(jìn)入了林業(yè)生產(chǎn)之中。

隨著第二次全國土壤普查在各地開展，一些原始林區(qū)也開始進(jìn)行從未進(jìn)行過的土壤調(diào)查和土壤繪圖工作，因此迫切需要一個較好的森林土壤分類系統(tǒng)作為辨土、認(rèn)土的依據(jù)。有必要召開一次森林土壤分類學(xué)術(shù)交流會議，該會議于1984年8月23-27日在小興安嶺的帶嶺林業(yè)局召開。會議形成并獲得代表們認(rèn)可了《中國森林土壤分類系統(tǒng)》，這個分類系統(tǒng)整合了傳統(tǒng)的歐洲土壤發(fā)生分類學(xué)派和后起之秀美國的土壤系統(tǒng)分類學(xué)派，是土壤分類的一個創(chuàng)舉，也是森林土壤發(fā)展壯大的一個標(biāo)志。

中國森林土壤學(xué)從20世紀(jì)50年代中期至90年代的40多年間，從無到有，從建立、發(fā)展、繁榮，至80年代與國際接軌，第一屆國際森林土壤學(xué)術(shù)會議于1990年在中國哈爾濱舉辦，對于國際森林土壤學(xué)界也產(chǎn)生了重大的影響[2]。

3 研究利用存在的主要問題

在美國中北部北緯45°地區(qū)，歐洲落葉松約15年可以成材，而在我國同一緯度林區(qū)，針葉樹人工林成材則約需40年；國外現(xiàn)對各類宜林地更新后做出林木生長預(yù)測預(yù)報，注重科學(xué)施肥，并著重研究施肥對環(huán)境的污染問題，而我們盲目施肥，不僅污染了土壤，更有造成苗木減產(chǎn)現(xiàn)象；國外注意保護(hù)林下枯落物層，并注意到它對環(huán)境的凈化作用，而我們常加以掠奪或破壞，居民點附近的林分，常因此表現(xiàn)出土壤性質(zhì)惡化、林木生長不良的狀況。因此，盡管國家大量投資營林，反而出現(xiàn)森林面積縮小，覆被率降低，森林資源枯竭的情況[4]。

4 未來發(fā)展趨勢

4.1 建立土壤質(zhì)量評價體系、揭示人工林土壤質(zhì)量退化機(jī)理

我國立地分類研究早在20世紀(jì)50年代開始，通過學(xué)習(xí)原蘇聯(lián)土壤地理學(xué)的理論，并結(jié)合一系列的綜合考察，流域規(guī)劃和荒地調(diào)查等實踐，研究人員開始著手建立適用于我國的分類系統(tǒng)。土壤分類系統(tǒng)的完善程度反映著人們對于土壤的認(rèn)識程度，完善的森林土壤分類系統(tǒng)能為今后的土壤調(diào)查、林業(yè)區(qū)劃、林業(yè)用地與改土、造林等提供科學(xué)的基礎(chǔ)資料，《中國森林土壤分類系統(tǒng)》是1984年召開的中國森林土壤分類會議上，中國土壤學(xué)會、中國林學(xué)會森林土壤分組會議的一個重要成果。但因我國自然區(qū)域跨度較大、地勢復(fù)雜，所以該分類系統(tǒng)僅為全國土壤分類的一部分，關(guān)于我國不良立地條件區(qū)域(這里通常指的是干旱、半干旱、鹽堿化、荒漠化地區(qū)等)的立地類型劃分、評價及適地、適樹、適灌的研究工作報道仍然很少，這必然將嚴(yán)重地影響到我們對不良立地條件區(qū)域森林土壤的開發(fā)和利用，影響到為這些地區(qū)的適地、適樹、適灌提供有科學(xué)依據(jù)的應(yīng)用技術(shù)。

在天然林林分逐漸減少，人工林相應(yīng)增加的現(xiàn)狀下，人工林土壤質(zhì)量退化問題愈加明顯，威脅著人類對森林土壤資源的持續(xù)利用，人工林地力退化，指人工林培育過程中，林地土壤肥力下降，林分生長量降低、生態(tài)環(huán)境惡化的現(xiàn)象，將成為對森林生長造成嚴(yán)重影響而又最熱門的研究課題。[5]

我國在人工林土壤質(zhì)量退化評價體系方面還沒有完備的標(biāo)準(zhǔn)，森林土壤學(xué)科今后一段時間的工作重點在于明確導(dǎo)致我國人工林土壤質(zhì)量退化的根本原因，找出合理治理模式及技術(shù)措施，制定我國森林土壤質(zhì)量退化評價指標(biāo)，建立完善的分級標(biāo)準(zhǔn)、構(gòu)建多形態(tài)評價系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)和預(yù)警系統(tǒng)。

4.2 森林土壤生態(tài)定位研究工作

森林土壤的定位研究不同于農(nóng)業(yè)土壤，由于樹木的生長周期較長，若要系統(tǒng)地研究輪伐期森林土壤生態(tài)的動態(tài)變化，需要根據(jù)該地區(qū)具體的氣候條件、水文情況、地形特征、地質(zhì)構(gòu)成、土壤條件以及樹種的生物學(xué)特性詳盡的開展森林土壤生態(tài)定位研究，力求揭示在每年的生長季節(jié)，隨著林木的生長，土壤水分、養(yǎng)分含量(包括無機(jī)養(yǎng)分和有機(jī)養(yǎng)分)、土壤生物學(xué)活性、土壤微生物區(qū)系及其屬種變化，這些變化又是如何對下一生長季的林木生長量產(chǎn)生影響的。

我國幅員遼闊，氣候、地形、地質(zhì)均有明顯差異，生態(tài)定位工作應(yīng)做到區(qū)分不同生態(tài)類型的土壤性質(zhì)，我國先后在各種具有代表性的森林土壤地形區(qū)建立了生態(tài)定位研究站，南至海南島尖峰嶺熱帶季雨林下的褐色磚紅壤，北至小興安嶺帶嶺紅松針闊葉混交林下暗棕壤。這些研究工作根據(jù)不同地區(qū)、不同地理環(huán)境制定出了不同的生態(tài)定位系統(tǒng)，動態(tài)地揭示森林植物對該地區(qū)土壤性質(zhì)的影響，結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境因素，可以綜合分析如何提高森林土壤生產(chǎn)力并保證該地區(qū)生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定發(fā)展。[2]

4.3 研究高效優(yōu)質(zhì)的微生物肥料

我國對微生物肥料的研究早在20世紀(jì)30年代，從大豆根瘤菌的研究與應(yīng)用開始，我國大面積的應(yīng)用是從農(nóng)業(yè)上開始的，增產(chǎn)效果明顯。之后研制了抗生菌肥料，70年代中期開始可改善磷素營養(yǎng)的VA真菌的研究工作。時至今日，拌種劑等各種微生物肥料層出不窮，且具有顯著增產(chǎn)效果。后期的研究在增產(chǎn)的前提下，又大力注重其對環(huán)境及作物的保護(hù)作用，至此，微生物肥料的發(fā)展進(jìn)入了一個新時期。林業(yè)上應(yīng)用微生物肥料最早是從針葉樹種開始的，將外生菌根真菌應(yīng)用于馬尾松、濕地松等，取得了一定的增加生長量的效果，第九個五年計劃期間，中國林科院林業(yè)研究所森林土壤研究室為我國非豆科樹種楊樹、桉樹、馬尾松和落葉松研制出系列多功能細(xì)菌肥料制劑，這些菌肥均能產(chǎn)生生長刺激素，具有固氮、轉(zhuǎn)化土壤中無效養(yǎng)分為有效養(yǎng)分的功能，抗病和抗逆性良好，因此在大規(guī)模林間試驗中林木生長量增加明顯。

微生物肥料雖有很多優(yōu)點，但至今仍不是十分明確微生物肥料的作用機(jī)理，在未來5至10年內(nèi)，應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，在綜合分析土壤腐殖質(zhì)、土壤微生物形態(tài)、土壤酶等各方面的因素后，探究微生物肥料作用于土壤的機(jī)理，以及針對不同立地條件下，不同生物學(xué)特性的樹種應(yīng)如何正確使用微生物肥料等。在生產(chǎn)方面，加大創(chuàng)新力度，重點提高微生物肥料產(chǎn)品穩(wěn)定性，打破效期短的僵局，突破菌種構(gòu)建技術(shù)、菌株組合技術(shù)，拓寬產(chǎn)品領(lǐng)域，研制一批新型微生物肥料產(chǎn)品，加強(qiáng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢測技術(shù)研究，形成微生物肥料先進(jìn)、快速、準(zhǔn)確的質(zhì)檢技術(shù)體系，使我國微生物肥料產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。[7,8]