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森林土壤退化及其防治的研究
作者: | 来源: | 时间:2016-01-27 | 关键词:

森林土壤是指在森林植被的长期作用下形成的、能够为植物生长提供所需要的养分与水分的疏松地表层,它不仅是林木生存的重要物质基础,还是森林生态系统的重要组成部分。研究森林土壤退化及其防治对于合理利用、改良森林土壤,制定适宜的栽培、经营措施,提高森林土壤生产力及林木生长量具有重要的理论和实践意义。

  一、土壤退化的定义

  土壤退化指由于人类活动引起的林地养分耗竭、退化或农林耕地被占用,包括土壤侵蚀、土壤性质恶化和非农林占地三个方面。土壤退化可分为土壤物理性退化、土壤构造性退化、土壤营养性退化和土壤化学性退化。关于土壤退化的定义,还有一些其他术语,如地力衰退、第二代效应、生产力下降、立地退化、地力衰退、立地生产力衰退、森林土壤肥力衰退、长期立地生产力等,这些术语互为包容,各有侧重。

  二、森林土壤退化机理

  1. 树种生物学特性原因

  诸多研究表明,连栽树种存在土壤中毒问题。土壤中有毒物质增加与杉木凋落物淋溶和根系分泌物长期作用、土壤微生物抑制发育等有关。而无机有毒物质可能与土壤酸度增加, Al3+活性增大,从而对杉木根系产生毒害有关。杉木连栽后,多酚氧化酶活性随着连栽次数增多而增强,有机质减少,酚活性增强,酚类物质积累增多,土壤中毒,从而导致地力衰退。

  速生树种连栽吸收养分多,归还少,系统养分入不敷出,引起森林土壤退化。很多树种由于生长迅速,都存在吸收养分多的问题;只要辅以适当的管理措施,速生树种并不是导致森林土壤退化的罪魁祸首。

  2. 栽培措施原因

  人工林是以培育目的树种为绝对优势种群的植物群落,所培育树种的生物学特性和生态学特性决定了人工林生态系统的物质循环和能量流动。在国内外培育的树种中,针叶树种占较大比例。由于纯针叶林为结构简单的单层林,个体间生态习性比较一致,生态位高度重叠,系统的多样性下降,缓冲能力和反馈调节能力较弱,导致整个生态系统失去相对平衡。

  林地清理对森林土壤影响极大。火烧清理迹地会造成有机质及养分烧失、水土流失加剧。由于人工林下的枯枝落叶几乎常年被搂扒扫光,林地生物积累作用微弱,导致林地的生物循环无法正常进行。

  不适当的整地导致林地严重水土流失。根据实际情况选择合适的整地方式尤为重要。幼林抚育促使及早郁闭抚育试验表明:土壤侵蚀量扩穴连带抚育>块状抚育>不抚育。

  随着对木材利用工艺水平的提高,兴起了全树利用热,木材利用率得到大大提高,但同时导致土壤养分大量消耗。全树利用方式使得木材、枝、根、叶等的营养元素不能归还林地,土壤养分循环中断,肥力下降。另外因轮伐期缩短造成过多的立地干扰也是造成森林土壤退化的原因。

  三、森林土壤退化的防治对策

  1. 树种选择 天然次生林的土地退化程度相对较小,往往是乡土珍贵树种的生产基地。通过对天然次生林的群落调查和分析,根据树种间关系,确定天然林中应保留的树种以及应补植的树种。如广西苍梧县的阔叶次生林的土壤退化并没有林分生物多样性和生产力下降明显,仍适合以孔雀豆、小叶胭脂、红椎等珍贵乡土树种进行改造更新。余作岳等认为严重退化土地的恢复必须经过两个阶段:利用桉树、相思、松类等适应性强的树种重建先锋群落,发挥其初步改善环境的作用;改建为多层结构的阔叶混交林。在第一阶段,应以恢复植被覆盖、营造森林环境为主要目的,利用相思类固氮树种以及其他豆科类植物改良土壤。在造林树种选择上,应按照不同的土壤类型选择最适宜生长的树种,如棕色针叶林土以栽植红松、红皮云杉、臭冷杉为主,暗棕壤以营造针阔混交林或阔叶林为主,除在草甸土和泥炭土栽耐涝的落叶松、水曲柳外,还可以通过挖沟排涝等将其改造为农田。

  2. 改变林分组成,增加生物多样性 林木郁闭度大,林地光照弱,土壤微生物数量小、酶活性低,长此以往不利于林分的养分循环,会产生地力衰退。因地制宜地对成熟人工林进行抚育间伐,可改善林地的光照条件,促进土壤有机质的分解和增加微生物数量,从而改善林地微环境。尽量避免营造针叶纯林,特别是密度过大的针叶纯林,最好把生物循环快的阔叶林与针叶林进行混交。另外,可优先选用优质速生的乡土植物,调整林分结构,利用物种多样性、相克相生、互利共生及生物链结构等原理,构建和优化森林土壤生态系统,保护生物多样性。

  3. 混交、轮作和间种 目前,通过营造混交林、轮作和间种山毛豆等绿肥牧草防止地力衰退的相关研究较多。我国南方混交林科研协作组通过10年时间及3hm2以上试验区域的研究,已筛选出了以松、杉等为目的树种的52个优良混交组合类型。桉树与相思混交或轮种相思纯林的各林分类型凋落物总量及养分含量都有较大提高,在培肥地力的同时,也有利于林分生产力的提高。雷州林业局一些林场实行的桉树与松树轮作、桉树与菠萝轮作、桉树与西瓜轮作不仅使林地生产力得到提高,而且使林地得到了休养生息的机会。廖观荣等采用桉树人工林间种山毛豆,对提高土壤肥力、改善土壤结构和含水量等物理性质及促进林木生长有极其显著的作用。


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