研究營林措施對森林土壤甲烷吸收的影響

劉加強+樊曉忱

甲烷是影響全球氣候變暖的第二大溫室氣體，根據(jù)相關(guān)資料，截至目前甲烷正在以每年0.8%的速度遞增，正在嚴重影響著人類生存的環(huán)境。而森林土壤是吸收甲烷的重要部位，能夠有效地改善氣候惡化趨勢。我國是全球第二的經(jīng)濟體，正在為世界氣候變化發(fā)揮積極作用，正在全面恢復(fù)森林植被，通過林業(yè)工程建設(shè)和營林管理措施來促進森林土壤對甲烷的吸收，用實際行動貫徹落實巴黎氣候協(xié)定，為實現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。

一、 我國森林及營林措施發(fā)展概況

我國國土面積位居世界前列，森林覆蓋面積約占國土面積的22%，高達2億公頃，在國家對林業(yè)發(fā)展的保護政策下，每年還在不斷地增加，因此，我國的森林土壤擁有巨大的甲烷吸收能力，我們必須保護并利用好這一優(yōu)勢，為遏制全球氣候變暖發(fā)揮積極作用。根據(jù)有關(guān)研究資料，不同區(qū)域的森林土壤對甲烷的吸收存在一定差異，這些差異的出現(xiàn)不僅與地理環(huán)境和氣候條件有關(guān)系，而且與營林措施也存在很大關(guān)系。從新中國成立以來，我國的森林主要實行國營管理制度，通過林場機構(gòu)開展森林施肥、采伐等營林措施，森林資源的發(fā)展水平逐年提高，尤其是在最近幾年的林業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型時期，森林生態(tài)系統(tǒng)得到了有力保護，樹種結(jié)構(gòu)越來越優(yōu)化，大部分林區(qū)的森林資源不僅實現(xiàn)了經(jīng)濟效益提升，而且發(fā)揮了重要的生態(tài)調(diào)節(jié)作用，實現(xiàn)了更高層次的生態(tài)效益，這些都為森林土壤吸收甲烷，改善全球氣候變化奠定了良好的基礎(chǔ)。

二、 營林措施對森林土壤甲烷吸收的影響

森林資源是可持續(xù)利用的再生資源，良好的營林措施非常重要。在日常營林工作中，我們基本遵循樹木生長的客觀規(guī)律，以生長周期為主線開展施肥、采伐等管理工作。通過對森林土壤吸收甲烷過程的研究發(fā)現(xiàn)，營林措施對森林土壤的含水量、碳含量、氮含量、PH值、微生物都會產(chǎn)生影響，進而影響森林土壤對甲烷的吸收能力，并且在不同營林措施實施后表現(xiàn)出了促進、抑制和基本穩(wěn)定三種現(xiàn)象。現(xiàn)就不同營林措施對森林土壤甲烷吸收的影響情況進行研究探討：

（一） 營林施肥對土壤甲烷吸收的影響

在森林的經(jīng)營管理過程中，營林施肥是持續(xù)時間最長的工作，尤其是對于緩生樹種的營林管理。在現(xiàn)代化的營林施肥作業(yè)中，肥料大多以化學(xué)復(fù)合型肥料為主，還有各種主打元素肥料，比如氮肥等，這些肥料的使用在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)苗木的快速生長，促進森林資源的增長。但是，在森林土壤對甲烷的吸收方面，營林施肥主要表現(xiàn)出了抑制作用，雖然根據(jù)不同的苗木品種、肥料種類和林區(qū)土壤的不同會出現(xiàn)一定表現(xiàn)差異程度，但主要還是呈現(xiàn)甲烷吸收抑制作用。根據(jù)相關(guān)研究，施用化學(xué)肥料能夠直接改變森林土壤中碳含量、氮含量以及影響林地植物根系數(shù)量、土壤微生物活性、PH值等，尤其是施加氮肥后，能夠明顯地改變森林土壤的理化性質(zhì)，增加氨根離子的含量和活性，最后導(dǎo)致氨根離子和甲烷競爭甲烷單氧酶，致使土壤對甲烷的吸收能力明顯減弱甚至消失。在很多時候，森林土壤吸收甲烷的能力對氮肥措施非常敏感，大量的試驗已經(jīng)表明，中國亞熱帶雨林土壤對甲烷的吸收速度和吸收量隨著氮肥用量的增加而減少，并且在氮肥施加量達到較高數(shù)值后呈現(xiàn)明顯抑制作用。此外，一些樹種林地對甲烷的吸收能力在施加少量含氮肥料后表現(xiàn)最佳，隨后則根據(jù)用肥量增加而減弱，比較常見的板栗林土壤既是如此。因此，在營林工作中，我們應(yīng)全面考慮管理措施效益，尊重客觀規(guī)律，制定科學(xué)合理的營林方案。

（二） 營林火燒措施對土壤甲烷吸收的影響

在我國的森林管理中，火既是重點防護的因素，也是營林管理中經(jīng)常用到的措施，在一些條件允許的林地復(fù)種清表時經(jīng)常會用到火燒措施，不僅簡單高效，還能增加土壤肥效。但是，從土壤吸收甲烷的方面來講，火燒措施不僅會釋放大量的溫室氣體，還會改變森林生態(tài)系統(tǒng)，改變森林土壤的溫度、濕度以及PH值等，火燒程度過度的還會影響土壤結(jié)構(gòu)，使得土壤對甲烷的吸收能力減弱。從具體的影響程度來看，火燒會根據(jù)森林環(huán)境和土壤條件發(fā)生變化，但是多數(shù)的研究表明火燒呈現(xiàn)抑制土壤對甲烷的吸收作用，主要是因為土壤被火燒過后表層氨根離子濃度增加，抑制了甲烷的氧化。

（三） 營林疏伐對森林土壤中甲烷吸收的影響

在營林管理中，經(jīng)濟林采伐和生長林疏伐是經(jīng)常開展的作業(yè)，根據(jù)實驗研究，成片的森林采伐后，森林土壤由于裸露以及外力侵蝕作用，會逐步減弱森林碳匯能力，減弱土壤的通氣透水性，進而影響森林土壤對甲烷的吸收利用。而適當合理的生態(tài)疏伐則由于改善土壤的通透性和微生物活性，提高了生物根系數(shù)量和甲烷吸收利用效率，能夠明顯提升土壤中甲烷的吸收能力，對氣候調(diào)節(jié)和苗木生長都是有利的。

總之，在世界氣候變暖加劇的環(huán)境下，人類面臨可持續(xù)發(fā)展的首要挑戰(zhàn)就是改善氣候問題，森林作為公認的最佳凈化系統(tǒng)，利用并研究森林土壤對甲烷吸收情況十分重要，從營林措施的影響來看，雖然不同的學(xué)者進行了大量的研究，但是由于涉及的可變因素眾多，還沒有形成完善的研究成果，因此，還需要我們不斷地通過實踐學(xué)習(xí)來發(fā)現(xiàn)更多的問題。

（作者單位：133609 吉林省安圖縣林業(yè)局東清國營林場）