速生桉树人工林对水库生态环境影响机理研究

蓝刚

（广西科源工程咨询有限责任公司 广西南宁 530023 广西壮族自治区水利科学研究院 广西南宁 530023）

速生桉树人工林对水库生态环境影响机理研究

蓝刚

（广西科源工程咨询有限责任公司 广西南宁 530023 广西壮族自治区水利科学研究院 广西南宁 530023）

通过对广西公净水库水源区域成年桉树人工林及幼年桉树人工林土壤采样进行测定，并与该水源区马尾松林对比。结果显示，该水库库区三种林分土壤容重均不同，但都随着土壤深度的增加而增加，容重最大的是成年桉树人工林，最小的是马尾松林；从土壤中含有的总N来看，马尾松林土壤含量最高，而成年桉树人工林含量最低；从水源涵养能力来看，成年桉树人工林最差，马尾松林最好，表明种植桉树人工林对水库生态有负面影响。

速生桉树；人工林；土壤特性；生态影响

桉树因其材质硬、生长快、适应性强、用途广等优点，是世界三大速生树种之一，在我国南方热带、亚热带地区种植广泛，其中在广西、云南、贵州、四川等省份均有种植，以广西公净水库水源区为例，种植有大面积的桉树林，对原有林分结构进行了打破，水源区森林水源涵养能力发生了改变。现阶段，关于桉树种植引发的问题在国内外的争论比较大，争论的主要问题是桉树人工林种植对土壤肥力及生物多样性影响等问题。而对水源区种植对水库生态环境影响的研究不多。本文针对广西公净水库水源区种植成年桉树人工林、幼年桉树人工林及马尾松林作为对比，对几种植被种植后土壤容重、总N、孔隙度等影响库区生态环境的因素进行分析，揭示速生桉树人工林种植对水库生态环境改变的程度，为水库生态环境的发展提供意见。

1 广西公净水库水源区概况及研究方法

1.1 水库水源区概况

公净水库流域面积约150km2，流域内以山原地貌为主，土壤以紫色土壤为主，红壤次之，岩层为中生代红色砂页岩系，谷地内分布有水稻土、冲积土及黄棕壤。流域内属南亚热带季风气候，年均温度21.4℃左右，年均降雨量1415.4mm，全年86%的降雨集中在4～11月份。森林覆盖率为56%，植被多以马尾松林为主，人工林以桉树林为主。水库主要用于保证农业灌溉。

1.2 研究方法

对该水库水源区马尾松林、成年桉树人工林及幼年桉树人工林三种植被类型进行采样。对每种林分土壤做剖面采样，剖面为（1.5×1.0×0.8）m3长方形土坑，分别按 0～20cm、20～40cm、40～60cm土壤层次采用环刀法采集自然状态土壤，对采集到的土壤样品测定土壤孔隙度、容重等。同时，采集散样样品，对土壤总N进行测定。采用常规分析方法对土壤孔隙度、容重进行测定，采用高温外热重铬酸钾氧化-容量法对土壤总N进行测定。

2 结果与分析

经过测定，三种林分土壤容重、孔隙度及总N测定结果如表1所示。

表1 三种林分土壤特性测定结果

从表1可看出，随着土壤深度的增加，土壤容重也增大，表层土壤容重最小的是马尾松林，为1.08g/cm3，而最大为成年桉树人工林，为1.38g/cm3，综合计算可知，成年桉树人工林在0～60cm土层中土壤容重最大，为1.45g/cm3，高于幼年桉树人工林与马尾松林。马尾松林因为表层腐殖质良好，土壤疏松多孔，根系发达，富含氮素，因此容重较小，对水分的贮存非常有利。而幼年桉树人工林容重小的主要原因是认为因素的影响，如施肥、松土等。综合而言，成年桉树人工林的容重最大，与幼年桉树人工林相比，差异显著，表明桉树林在生长过程中，土壤容重容重增大，土壤结构变差。

从总N含量来看，马尾松林土层中的总N明显含量是最高的，比幼年桉树人工林与成年桉树人工林均高，随着土壤深度的加深，总N含量的变化幅度比较大。马尾松林总N含量在0～60cm土层内平均为0.99%，而成年桉树人工林仅为0.29%，幼年桉树人工林为0.65%。这就表明，不管是成年还是幼年桉树林，其土壤总N含量均不及马尾松林高。主要是由于马尾松林植被覆盖良好，表面腐殖质层及枯枝落叶保存良好，是总N含量高的主要原因。而桉树人工林因为受人为因素影响较大，如频繁踩踏、收集落叶等因素，对土壤中总N的含量带来影响。

从土壤孔隙度方面来看，由于土壤的孔隙度与土壤的通气状态及积水能力有直接关系，也关系到植被的正常。通常情况下，土壤总孔隙度越大，其涵养水源的能力也就越强，反之越差。根据本文对三种林分土壤孔隙度的测定结果来看，均呈现出土壤深度越大，孔隙度逐渐降低，马尾松林在0～60cm土层内孔隙度是最大的，达到52.78%，而成年桉树人工林最小，仅为45.21%。说明成年桉树人工林土壤孔隙度较小，土壤的通气透水性及持水能力都比较差，不利于植物的生长，也使土壤的蓄水能力下降。

从桉树人工林对水库生态环境的影响来看，容重、总N及孔隙度都会影响到水库的生态环境。通过分析可知，成年桉树人工林的容重、总N及孔隙度均是最差的，表明了桉树在生长过程中，对土壤结构会带来较大的影响，使土壤物理性质发生改变，表现为容重增大，土壤变得固实、孔隙度缩小，通气透水性及持水性都下降。这些变化进一步对土壤的最大贮水量也会带来影响，包含毛管持水量及有效贮水量。有效贮水量是土壤大孔隙及非毛管孔隙在下雨时贮存的水分，可以向深层下渗、减少地表径流，补充地下水，参与径流循环。根据表1测定结果可知，0～60cm土层中，马尾松林的最大贮水量是最大的，而成年桉树人工林最小。综合分析可知，马尾松林水源涵养能力较好，对水库生态环境的影响最小，而成年桉树人工林水源涵养能力最差，对水库生态环境的影响是最大的。在桉树生长中，土壤中的总N含量下降、容重增加、孔隙度变小，土壤变得紧实，透水透气性变差、持水能力下降，水源涵养功能效益降低，水库生态环境存在恶化现象。因此成年桉树人工林对森林系统的调节作用非常小，无法达到应用的生态效应。证明桉树种植不利于保持水源涵养功能和土壤恢复，在水库水源区尽量少种植桉树。同时对马尾松林要加强保护，保证水库水源区的生态效益。

3 结论

马尾松林、成年桉树人工林、幼年桉树人工林三种不同林分土壤容重共有的特征是随着土壤深度的增加，土壤容重也增大，而成年桉树人工林在0～60cm土层内的土壤容重是最大的，马尾松林在0～60cm土层内的土壤容重是最小的。

马尾松林土壤中总N的含量高于成年、幼年桉树人工林；成年桉树人工林土壤的孔隙度最小，土壤透水性、持水能力最差，蓄水能力被削弱，不利于植物生长。

从水源涵养能力来看，马尾松林最好，而成年桉树人工林最差。表明成年桉树人工林在生长的过程中，不利于实现林木种植的生态效益，尤其是在水库水源区，种植桉树不利于对土壤水分的保持，土壤存在固结现象，土壤中总N含量下降，蓄水能力降低及水源涵养功能下降，对水库水源区生态环境具有一定的破坏性，因此，在水库水源区尽可能不要种植桉树，同时对水源区其它树种要加强保护。

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1005-7897（2016）06-0065-02

2016-3-13

蓝 刚（1988-），男，壮族，巴马人，工程师，本科，主要研究方向为大坝安全监测、山洪灾害防治、农田水利设计、水土保持设计的工作。