麻櫟炭用林水土保持研究與評價

吳中能 張春祥 劉俊龍 苗婷婷 于一蘇

摘要?通過對滁州市南譙區(qū)紅琊山林場麻櫟等不同森林類型開展長期水土保持定位觀測，結(jié)果表明，麻櫟炭用林具有較強的水保功能，土壤侵蝕強度可以控制在輕度以下。麻櫟幼林間作花生不僅可減輕水土流失，而且可以以短養(yǎng)長，是南譙區(qū)經(jīng)營麻櫟炭用林成功模式之一。

關(guān)鍵詞?麻櫟;炭用林;水土流失

中圖分類號?S?152.7+1文獻標(biāo)識碼?A

文章編號?0517-6611（2020）01-0123-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.01.037

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Study and Evaluation on Soil and Water Conservation of Carbon?producing Forest of Quercus acutissima

WU Zhong?neng1，ZHANG Chun?xiang2，LIU Jun?long1 et al

（1.Anhui Academy of Forestry， Hefei，Anhui 230031;2.Hongyashan State?owned Forest Farm，Chuzhou，Anhui 239000）

Abstract?Through long?term located observation of soil and water conservation on different forest types such as Quercus acutissima in Hongyashan Forest Farm， Nanqiao District， Chuzhou City， the results showed that carbon?producing forest of Q.acutissima had the higher function of soil and water conservation， the soil erosion intensity could be controlled below the mild level. Intercropping peanuts in young forest of Q.acutissima could not only alleviate the soil erosion， but also have an extra harvest in a short time. Its one of the successful models of carbon?producing forest management of Quercus acutissimain Nanqiao District，Chuzhou City.

Key words?Quercus acutissima;Carbon?producing forest;Soil and water loss

麻櫟（Quercus acutissima）炭用林是安徽省皖東地區(qū)人工麻櫟林主要經(jīng)營模式之一，特別是滁州市南譙區(qū)，炭用林面積已達1.66萬hm2，長期經(jīng)營而不衰，生產(chǎn)的白炭、黑炭遠銷日本、韓國等國家，經(jīng)濟效益顯著。主要作業(yè)法：新造林采用機械全墾整地，1年生優(yōu)質(zhì)苗造林，造林密度4 950株/hm2，前2～3年套種花生、油菜、菊花等，第3年修枝1/3，8～10年采伐;第2代后采用萌芽更新，每個伐樁保留1～2個萌條，保留密度4 500～9 000株/hm2，5～6年采伐1次，直至多代[1]。為科學(xué)評價麻櫟炭用林經(jīng)營對生態(tài)環(huán)境的影響，2007年安徽省林業(yè)科學(xué)院麻櫟課題組在滁州市紅琊山林場針對麻櫟等不同森林類型開展水土保持定位研究，旨在為炭用林發(fā)展對生態(tài)環(huán)境影響評價提供數(shù)據(jù)支撐。

1?試驗地與研究方法

1.1?試驗地概況

試驗地位于滁州市南譙區(qū)紅琊山林場，地

理坐標(biāo)為117°58′E、32°20′N，屬于北亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，

年平均氣溫15.2 ℃，極端最高氣溫41.2 ℃，極端最低氣溫-23.8 ℃，活動積溫4 859 ℃，年均降雨量1 041.6 mm，日照時數(shù)2 073 h，相對濕度75%，無霜期218 d[2]?；鶐r為石英角斑巖，地形屬典型皖東丘陵崗地，坡度5°～25°，土壤多為普通黃棕壤，石礫含量較高，pH 6.2～6.8，土層厚20～40 cm。有機質(zhì)含量1.53 g/kg，全氮、全磷、全鉀含量分別為0.084、0.040和1.54 mg/kg，速效磷5.58 mg/kg，速效鉀92.47 mg/kg[3]。地帶性植被為落葉闊葉林。

紅琊山林場總面積1 000 hm2，有林地面積966.7 hm2，其中天然次生林400.0 hm2，麻櫟林466.7 hm2，馬尾松林33.3 hm2，濕地松林13.3 hm2，濕地松與麻櫟混交林26.7 hm2，其次還有濕地松與楓香混交林、楓香與麻櫟混交林、杜仲林、板栗林等。短周期麻櫟炭用林是其主要經(jīng)營目標(biāo)。

選擇不同林地類型（坡耕地、麻櫟林、松櫟混交林、馬尾松林、濕地松林）、不同林分年齡、不同坡度、不同整地方式、不同間作方式等分別建立固定標(biāo)準(zhǔn)徑流場（臨時徑流場），徑流場規(guī)格水平方向5 m，與等高線垂直方向20 m，小區(qū)水平投影面積100 m2，并在林場場部設(shè)置雨量觀測站1處，林分情況見表1。

1.2?降雨量觀測

采用自記雨量計、雨量筒相結(jié)合觀測每次降雨過程。雨量筒每次降雨后10～30 min觀測，自記雨量計每天08：00更換自記紙并觀測1次。

1.3?徑流場觀測[4]

1.3.1?徑流量觀測。一次降雨過程結(jié)束，地表徑流終止后，開始徑流場觀測。揭開集水槽蓋板，將其中的泥沙、水掃入承水池中，然后讀取承水池內(nèi)壁水位刻度，根據(jù)事先確定的水位-容積曲線推算出徑流總量[5]。

1.3.2?侵蝕量觀測。

在集水池取水樣前，先將池內(nèi)水充分?jǐn)嚢杈鶆?，分層取出水?～3個（總量為1 000～3 000 mm），混合后從中取出500～1 000 mm作待測水樣[6]。待測水樣先靜置24 h，清水用量筒量測，泥沙烘干測定含沙率，計算土壤侵蝕量。

2?結(jié)果與分析

2.1?不同林地水土流失

由表2可知，坡耕地、2年生麻櫟林徑流系數(shù)較大，其次是1年麻櫟萌芽林、6年生麻櫟林、6年生松櫟混交林、15年生馬尾松林、25年生濕地松林、30年生次生林;麻櫟萌芽更新當(dāng)年林地徑流系數(shù)有增大趨勢。坡耕地徑流量最大，其次是2年生麻櫟林、1年生麻櫟萌芽林、6年生麻櫟林、6年生松櫟混交林、15年生馬尾松林、25年生濕地松林、30年生次生林，其中1年生麻櫟萌芽林、6年生麻櫟林等與坡耕地、2年生麻櫟林相比徑流量明顯減少。坡耕地土壤侵蝕等級為強度侵蝕，2年生麻櫟林因郁閉度較低土壤侵蝕量較高，但與其他林地一樣，侵蝕等級均為微度。6年生麻櫟林、6年生松櫟混交林、15年生馬尾松林、25年生濕地松林、1年生麻櫟萌芽林土壤侵蝕量較低。從徑流系數(shù)、徑流量和土壤侵蝕量來看不同林地水土流失狀況，可見麻櫟炭用林水源涵養(yǎng)能力、水土保持能力均較強。

2.2?不同林齡水土流失

據(jù)2008年觀測，1～5年生麻櫟林徑流次數(shù)為8次，6年生后徑流次數(shù)開始減少，8年生麻櫟林徑流次數(shù)為1～5年生的1/4。1年生麻櫟林徑流量最大，2年生麻櫟林徑流量是其74.4%，3年生麻櫟林是其55.0%，4年生麻櫟林是其36.6%，5年生麻櫟林是其29.0%，6年生麻櫟林是其15.9%，7年生麻櫟林是其7.0%，8年生麻櫟林是其3.8%。徑流量隨著麻櫟林齡增長，郁閉度提高，枯落物生物量增加，地被物增厚[7]，而趨大幅度下降，3年生徑流量削減近50%，5年生徑流量削減近70%，7年生徑流量削減近90%。1年生麻櫟林侵蝕量最大，2年生麻櫟林侵蝕量是其84.4%，3年生麻櫟林是其55.8%，4年生麻櫟林是其27.3%，1～3年生土壤侵蝕級別為輕度，4年生后土壤侵蝕級別為微度，達允許范圍。由此可知，短周期經(jīng)營的麻櫟炭用林不會造成嚴(yán)重水土流失現(xiàn)象，但麻櫟新造林前3年林地土壤侵蝕強度為輕度，值得關(guān)注，應(yīng)采取必要措施減輕水土流失（表3）。

2.3?不同整地方式水土流失

由表4可知，機械全墾徑流系數(shù)、徑流量是人工全墾的1.5倍，土壤侵蝕量是人工全墾的1.9倍，可見機械全墾整地方式會產(chǎn)生較大的水土流失。2種造林整地方式當(dāng)年林地水土流失級別均為輕度，產(chǎn)生了一定的水土流失。全墾整地雖然有利于林地清理造林施工，有利于麻櫟幼苗恢復(fù)與生長，有利于林間套種，但早期水土流失不容小覷，應(yīng)采取必要的水保措施，如“頭帶帽”“腳穿鞋”“腰系帶”“坡改梯”、定植穴配置、間作種類等控制水土流失[8]。

2.4?不同間作方式水土流失

由表5可知，間作花生、間作玉米地表徑流量、徑流系數(shù)比對照（不間作）低，其中間作花生為對照的76%、間作玉米為對照的79%。同樣間作花生、間作玉米土壤侵蝕量也比對照低，其中間作花生為對照的64%、間作玉米為對照的86%。新造林采取間作在植物生長季節(jié)可明顯提高林地覆蓋率，而此時正是皖東地區(qū)易造成水土流失季節(jié)，起到減少徑流、涵養(yǎng)水源和保持水土作用。間作花生林地植物蓋度要高于玉米，同時其地表徑流量、土壤侵蝕量也都小于間作玉米，麻櫟新造林間作花生是一種較好的復(fù)合模式。

2.5?不同坡度水土流失

由表6可知，徑流系數(shù)：20°>15°>10°。地表徑流量：2008年，20°徑流量是15°的1.17倍，是10°的1.51倍;2009年，20°徑流量是15°的1.19倍，是10°的1.97倍。土壤侵蝕量：2008年，20°侵蝕量是15°的2.39倍，是10°的4.64倍;2009年，20°侵蝕量是15°的3.20倍，是10°的5.34倍。坡度越大，徑流系數(shù)越大、徑流量越大、侵蝕量越大。新造林林地若坡度較大，會產(chǎn)生一定水土流失，對于坡度大于20°的造林地，在林地清理、整地、造林、撫育等方面應(yīng)采取適當(dāng)水保措施，降低新造林水土流失。

3?結(jié)論

（1）麻櫟生長迅速，枝葉繁茂，根系發(fā)達，枯枝落葉豐富，水源涵養(yǎng)能力強。經(jīng)對麻櫟炭用林第一代（1～8年）、第二代第1年萌芽林及松櫟混交林、濕地松林、馬尾松林、天然次生林水保定位觀測，可以認(rèn)為麻櫟炭用林具有較強的水保功能，土壤侵蝕強度可以控制在輕度以下，不會造成嚴(yán)重的水土流失。

（2）麻櫟炭用林培育所采用造林整地方式雖然有利于幼林成活、成長，但由于對林地干擾較大，早期可能會出現(xiàn)一定的水土流失。

1～3年生麻櫟新造林，由于林木蓋度較低，或因地形等因素影響，也會產(chǎn)生一定的土壤侵蝕，與

吳中能等[9]、蘭再平等[10]的研究結(jié)論一致。

（3）林地坡度是影響水土流失的重要因子之一，坡度為15°～25°土地應(yīng)采取帶狀整地，而不宜全墾整地[11]。新造林采取套種不僅可減輕水土流失，而且可以以短養(yǎng)長。麻櫟幼林2～3年間作花生是滁州市南譙區(qū)經(jīng)營麻櫟炭用林成功模式之一。

48卷1期?張佳倩等?北大荒現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園研學(xué)服務(wù)供應(yīng)鏈的關(guān)系協(xié)調(diào)機制研究

參考文獻

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