江淮地区苗木林地养鸡的生态效益

2016-04-25陈志豪闫晓明何成芳朱鸿杰

浙江农业科学 2016年3期

关键词：生态效益

陈志豪，闫晓明*，何成芳，朱鸿杰，陶敬，陆钰

（1.安徽省农业科学院农产品加工研究所，安徽合肥 230031；2.安徽农业大学，安徽合肥 230036）

文献著录格式：陈志豪，闫晓明，何成芳，等.江淮地区苗木林地养鸡的生态效益［J］.浙江农业科学，2016，57（3）：389-392.

江淮地区苗木林地养鸡的生态效益

陈志豪1，闫晓明1*，何成芳1，朱鸿杰1，陶敬1，陆钰2

（1.安徽省农业科学院农产品加工研究所，安徽合肥 230031；2.安徽农业大学，安徽合肥 230036）

文献著录格式：陈志豪，闫晓明，何成芳，等.江淮地区苗木林地养鸡的生态效益［J］.浙江农业科学，2016，57（3）：389-392.

摘要：选择江淮地区郁闭度为0.5～0.7，林龄为5 a的广玉兰（Magnolia grandiflora）苗木林地，研究不同鸡养殖密度对林木生长、林下植被生物量以及土壤碳含量的影响，对该林牧共生生态系统进行生态效益分析。结果表明，适度的林下养殖能促进苗木的生长和林地土壤碳的积累。林下养鸡促进了广玉兰胸径的增长，养殖密度为300只·hm(-2)时，对苗木生长的促进最强，胸径增长量较对照组提高37.5％。林下养鸡对林下植被的生物量和碳储量有一定影响，养殖密度为300，450和600只·hm(-2)时，林下植被生物量较试验前分别下降22.1％，78.4％和80.4％，林下植被碳储量较试验前分别下降21.7％，63.8％和65.9％。适宜的养殖密度能有效促进土壤总碳和有机碳含量的积累，养殖密度为300只·hm(-2)时土壤总碳含量和有机碳含量分别提高40.1％和10.5％。综合分析得出，养殖密度以300只·hm(-2)为最佳，能有效促进苗木生长和土壤碳的积累，并控制对林地环境的破坏。

关键词：江淮地区；苗木林地；鸡养殖密度；生态效益

林下养鸡是利用林下土地资源和林荫优势，让鸡在树林中自由觅食虫草，并适当补饲的一种农林牧互作共生的饲养方式，是林牧复合经营系统创新农作模式之一［1］。这一创新模式不仅能有效减少林木害虫及林下杂草，同时能为林木生长提供养分。随着社会经济的不断发展，国家对生态环境的重视度越来越高，由此带来了苗木产业的巨大发展。城市的绿化建设、荒山治理、生态修复等一系列生态建设都离不开苗木产业。由于苗木的培育需要一定的周期，且需要大量人力对苗木进行除草、除虫，在此背景下，发展苗木林地林下散养鸡显得尤为重要。

林下养鸡作为重要的林下生态养殖模式，是寻求资源利用效率最大化的有效措施。目前，关于林下生态养殖问题的研究主要集中于养殖技术及其经济效益［2-3］，仅有少量生态林地林下养鸡生态效应的研究［4-5］。而对于苗木林地林下养鸡生态效益的研究报道甚少。随着这一产业的持续发展，与之而来的环境问题日益得到社会的关注。调查研究发现，鸡在林地内频繁活动会导致林下植被减少，甚至出现水土流失等现象。因此，有必要对林牧共生互作模式的生态效益进行分析研究，寻求合理的林牧结合模式。本文研究了鸡不同养殖密度对林木和林下植被、土壤碳含量等产生的影响，探究不同林牧共生互作强度对共生互作生态系统植物、土壤的影响，以求从生态角度找到更合理的林牧共生互作模式。同时分析林牧共生互作对生态系统碳循环的影响，为农（林）牧共生互作对生态系统碳汇贡献性提供理论依据［6-7］。

1　材料与方法

1.1研究区概况

试验地点位于安徽省合肥市郊区，地理坐标31°51′N，117°10′E。土壤以黄棕壤为主，北亚热带湿润性季风气候，年平均气温15.7℃，全年无霜期230 d左右，年平均降水量992 mm，相对湿度76％，年平均日照时数约2 100 h。该地区原生林木资源较少，地带性植被为落叶与常绿阔叶混交林，主要树种有马尾松、黑松、刺槐、杉木、广玉兰、栎类等［8］。

1.2研究方法

1.2.1试验地点与鸡种选择

试验地点位于合肥市郊区一苗木基地。选择基地内地势较为平坦、向阳、有一定遮阳条件且雨后不积水、郁闭度为0.5～0.7，5年生广玉兰林进行试验。样地内林分密度为1 800株·hm-2，平均胸径为4.7 cm，平均树高为5.3 m。所选鸡种为淮南麻黄鸡。

1.2.2试验设计

试验期为2012年11月至2013年11月，其中2013年2月至2013年5月停牧。设置5个处理，各处理养殖密度分别为0（CK），150（Ⅰ），300（Ⅱ），450（Ⅲ），600（Ⅳ）只·hm-2，每个处理3次重复，共计15个小区。各小区用2 m高的铁丝网隔离，试验过程中保持各个处理的林分管理水平一致，试验期间如遇鸡只伤亡，及时补进相同数量同一批次的鸡，鸡来自于相同饲养环境的林地，以保证其密度。

1.2.3样地调查

调查记录各小区的基本情况，记载草本的株数、盖度。随机选择20个样株，做好标记，于试验前、后用胸径尺测量样株胸径。

1.2.4采样与分析

各小区中随机设置1 m×1 m的样方3个，试验前、后运用收获法测定样方植物地上部分生物量。测定方法如下：将样品置于105℃的烘箱中烘15 m in，80℃烘干至恒重，测定生物量。并取适量样品，采用元素分析仪测定植物碳含量，植物碳储量为生物量与碳含量的乘积。

在各处理区按照S型路线各选择5个点采集0～10 cm土层的土壤样本，风干、研细，收集细土，用TOC测定仪测定土壤全碳和土壤有机碳含量。

1.2.5室内模拟试验

为研究散鸡排泄物对土壤碳含量的影响，根据各处理区组鸡数量及林下植被生物量设置室内模拟试验。设5个处理：对照（CK），土壤鲜重300 g，鸡粪鲜重0.00 g，枯落物2.1 g；处理Ⅰ，土壤鲜重300 g，鸡粪鲜重0.36 g，枯落物1.5 g；处理Ⅱ，土壤鲜重300 g，鸡粪鲜重0.81 g，枯落物1.2 g；处理Ⅲ，土壤鲜重300 g，鸡粪鲜重1.20 g，枯落物0.3 g；处理Ⅳ，土壤鲜重300 g，鸡粪鲜重1.80 g，枯落物0.3 g。

将各处理混合物放入三角瓶，置于培养箱，试验设置为60个小周期，每个周期24 h。一周期中光照14 h，温度30℃，相对湿度70％，光照强度100％；遮光10 h，温度20℃，相对湿度70％，光照强度0。分别于试验第30天和第60天测定各处理组土壤碳含量。

1.3数据分析与处理

采用Exce1 2003软件对试验数据进行汇总统计，并采用SPSS 20.0软件进行方差分析、多重比较（LSD检验，α=0.05）和Origin 8.0进行作图分析。

2　结果与分析

2.1不同养殖密度对苗木生长的影响

试验结果（表1）显示，4个处理试验前、后广玉兰胸径都出现了不同程度的增长，处理Ⅰ对林木生长的促进作用不显著（P＞0.05），处理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ对林木生长的促进作用均显著（P＜0.05），其中处理Ⅱ对林木生长的促进最强，胸径增长量较对照组提高37.5％。

表1　鸡饲养密度对广玉兰胸径的影响

2.2养殖密度对林下植被的影响

试验前（2012年11月），各区组间林下植被生物量较为接近；试验1 a后（2013年11月），4种养殖密度处理对样地林下植被生物量均有一定程度的影响（图1）。处理Ⅰ林下植被生物量较试验前无显著变化（P＞0.05），处理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ林下植被生物量较试验前分别下降22.1％，78.4％和80.4％。

图1　养殖密度对林下植被生物量的影响

受林下植被生物量变化的影响，4种养殖密度造成林下植被碳储量不同程度的下降（图2）。处理Ⅰ林下植被碳储量变化不明显；处理Ⅱ林下植被碳储量有比较明显的下降趋势，较试验前下降21.7％；而处理Ⅲ和Ⅳ下降趋势更为明显，较试验前分别下降63.8％和65.9％。试验结果表明，过度放牧会导致林牧复合生态系统碳储量的下降。

图2　不同养殖密度对林下植被碳储量的影响

2.3不同养殖密度对土壤碳的影响

试验开始前（2012年），各处理区组0～10 cm土层土壤总碳含量没有显著性差异（图3）；试验一年后，处理Ⅱ土壤总碳含量较试验前升高明显，处理Ⅰ土壤总碳含量较试验前有小幅度升高；而处理Ⅲ和Ⅳ土壤总碳含量较试验前均有小幅度下降。方差分析显示，试验后Ⅱ处理组土壤总碳含量显著高于其他处理（P＜0.05），较试验前升高40.1％；处理Ⅲ和Ⅳ土壤总碳含量显著低于对照组。

图3　养殖密度对土壤总碳含量的影响

与土壤总碳含量变化相似，试验一年后，各处理区组0～10 cm土层土壤有机碳含量较试验前产生了一定的变化。其中，对照组和处理Ⅰ土壤有机碳含量较试验前有小幅度升高，处理Ⅱ土壤有机碳含量较试验前升高10.5％（P＜0.05）；处理Ⅲ和Ⅳ土壤有机碳含量较试验前分别下降了0.21％和0.33％。结果表明，适宜的养殖密度能有效促进土壤有机碳含量的增加。

图4　不同养殖密度对土壤有机碳含量的影响

2.4鸡粪对土壤碳含量的影响

图5　不同时间土壤总碳含量的变化

图6　不同时间土壤有机碳含量的变化

试验前，各处理的土壤总碳（图5）和有机碳（图6）含量没有显著差异（P＞0.05）。试验第30天，各处理土壤总碳、有机碳含量较试验前均表现出一定幅度的上升。其中CK、处理Ⅰ、处理Ⅱ土壤总碳含量和土壤有机碳含量显著高于处理Ⅲ和处理Ⅳ（P＜0.05）。实验第60天，各处理土壤总碳和有机碳含量较第30天各处理组无显著差异。试验结果表明，土壤总碳含量和有机碳含量受鸡粪和枯落物的共同影响。

3　小结与讨论

3.1适度的林下养殖可促进林木的生长和土壤碳的积累

家禽的介入能有效促进苗木的生长［9］，而适度的林下养殖能有效增加土壤碳含量［10］。本研究中，鸡养殖密度为300，450和600只·hm-2时均对广玉兰苗木胸径增长的促进作用明显（p＜0.05），而不同处理间的胸径增长量的差异均不显著（P＞0.05）。由于试验过程中，两次调查时间间隔较短，仅为1 a。因此，需增加试验年限，进一步探索不同处理间对苗木生长的影响差异。

森林生态系统中，土壤碳含量的积累主要靠枯落物的分解［11］。林牧复合生态系统中，土壤碳含量的变化受家禽排泄物和枯落物分解的共同影响［12］。本研究中，与对照组相比，鸡养殖密度为300只·hm-2时，林地土壤总碳含量和土壤有机碳含量较试验前升高明显，鸡养殖密度为150只· hm-2时，土壤总碳含量和土壤有机碳含量较试验前有小幅度升高；鸡养殖密度为450和600只· hm-2时，土壤总碳含量和土壤有机碳含量较试验前均有所下降。室内模拟试验结果表明，林下枯落物对土壤碳含量的贡献要大于家禽排泄物。鸡在林中活动，其排泄物全部进入土壤中，会促进土壤碳含量的增加；另一方面，鸡在林中采食，会对林下植被造成一定的破坏［13］，减少土壤碳含量。随着饲养密度的加大，散养鸡排泄物增加，但对林下植被尤其是草本植物的破坏作用也越明显。因此，合适的放牧密度才能保证散养鸡排泄物和植物枯落物对系统碳的贡献量达到最大值。

3.2饲养密度的确定

苗木林地养殖家禽的主要目的是促进苗木生长，减少苗木病虫害的发生，同时又能弥补苗木培育周期长，短期效益低下的缺点。与此同时，养殖的家禽也有很好的市场前景，能有效促进林下经济的多元化发展［14］。但是，养殖密度过大或过于频繁会破坏林地生态环境，从而抑制苗木生长［15］，选择合适的养殖密度有利于达到资源利用效率最大化。根据本研究的试验结果，在不轮牧的情况下，林下养鸡密度以300只·hm-2为最佳。密度过大，会对林地环境造成破坏，导致林下植被生物量及碳储量显著减少；密度过小，又难以达到除虫除草的目的，经济效益受到影响。

参考文献：

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