慈竹“一刀切”对土壤营养的影响

陈小美+刘晓捷+李加米+罗欣月+胡霞

摘 要 为了降低竹材砍伐成本，提出一种既不破坏竹林生态又利于机械化操作的新型砍伐方式——一刀切，即皆伐留桩。为了给竹林生态恢复提供理论指导和技术支持，在评估一刀切对慈竹林生长恢复能力和经济增效影响的同时，研究砍伐后竹林生态的动态改变也变得尤为重要。基于此，以慈竹林为研究对象，探讨一刀切后竹林土壤营养的影响。结果表明，慈竹一刀切对早期土壤碳氮有一定的影响，但未达显著水平。砍伐1 a后，皆伐竹林有机质含量和全氮含量有所降低，而无机氮含量无显著差异。

关键词 慈竹；一刀切；土壤氮；微生物生物量

中图分类号：S795.5 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.33.022

全世界约有80属1 000余种竹子，我国有37属500多种，是世界上竹类资源最丰富的国家，被称为“竹子王国”，种植面积达500多万hm2。竹材因木材砍伐限制令和优良的纤维含量已成为木材的主要替代品，广泛应用于竹胶合板、竹集装箱板、建筑材料、室内装饰板材、竹家具和竹纤维等产业中，年产值900多亿元。慈竹是中亚热带的经济用材竹种之一，在我国主要分布于四川、贵州等地，仅川南地区（乐山、宜宾、泸州等）就有竹林86多万hm2，主要用作竹编工艺和造纸原料。根据造纸要求，目前慈竹林砍伐主要采取间伐的方式，即留一、二年生，砍三年生，去四年以上生的方式。这种砍伐方式成本相当高，人工费用达到150～200元/t，已极大地制约了造纸产业的发展。因此，目前川南片区的造纸企业很大部分都处于举步维艰的状态，其中砍伐成本过高是其主要原因之一。

在此基础上，成功探索出便于机械化操作的一刀切砍伐方式。一刀切（即皆伐留桩）是林木中的主要砍伐方式之一，即在采伐季节伐除全部伐区内竹林的一种采伐方式。由于不用择选砍伐竹，可以机械化集中采伐，大大节约了劳动力成本。然而，一刀切后竹林温差增大，增加了竹受烈日和霜冻危害的可能性；土壤保水能力下降，杂草繁茂，土壤生物（微生物和动物）的多样性格局变化，从而可能影响幼竹的生长。此外，竹林一刀切后，竹垄之间的空地能得到充分的阳光和水分，部分在竹林荫蔽环境下不能生长的共生植物就有了较好的环境条件从而萌发生长。因此，一刀切势必对竹林生态产生重要的影响，而这种影响又会反过来促进或制约竹林一刀切后的生态恢复。

本文拟研究新型砍伐方式（一刀切留1 m高竹桩）对竹林土壤生态的影响，旨在探索慈竹林砍伐新模式及其增产效应，以期为造纸企业的复兴和伐竹后生态恢复提供理论指导和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验样地情况

试验样地位于四川省乐山市马踏县竹林基地内（a.l.p. 360 m），年均温16.5～18.0 ℃，年均降水量超过1 000 mm。

1.2 试验设计

2014年4月，于试验地选择三个样地，每个样地含长势良好，健壮的慈竹10垄。将10垄竹林分别用两种砍伐方式砍伐。其中5垄为对照，采用间伐的方式砍伐。另外5垄采用一刀切留1 m高竹桩（即一刀切）的方式砍伐。砍伐后，每60 d采集土样测量有机质含量、全氮含量、全钾含量、全磷含量、硝态氮含量、铵态氮含量、微生物生物量碳含量和微生物生物量氮含量。

1.3 测定方法

采用开氏消煮法测定土壤全氮含量；采用重铬酸钾法测定土壤有机质；采用比色法测定土壤铵态氮和硝态氮含量；采用氯仿熏蒸-浸提法测定土壤微生物量碳氮。

2 结果与分析

2.1 慈竹一刀切对土壤肥力的影响

从图1可以看出，慈竹砍伐方式对土壤有机质含量动态有不同的影响。砍伐后60 d，一刀切竹林土壤有机质含量逐渐增加，在1 a后一刀切竹林土壤有机质水平显著低于间伐竹林。砍伐后60 d，一刀切竹林的土壤有机质含量明显高于间伐竹林，是因为一刀切后竹林没有枝叶，有机质消耗相对较少，因此一刀切竹林土壤有机质水平增加幅度较大。1 a后，2015年4月，经历了一个冬季后，竹林开始恢复旺盛的长势，并开始萌发新笋，有机质消耗增加，而由于一刀切竹林的竹叶数量显著少于间伐竹林，因此在头年秋冬季一刀切竹林的土壤有機质积累较少，因此砍伐1 a后一刀切竹林土壤有机质显著低于间伐竹林有机质水平。

而土壤全氮含量和全磷含量在两种砍伐方式下表现出相似的变化趋势，两者无显著的差异显著性。一刀切竹林土壤全钾含量在砍伐120 d后显著低于间伐竹林，之后逐渐增加，砍伐1 a后含量显著高于间伐竹林，如图1所示。

2.2 一刀切对土壤无机氮水平的影响

从图2可以看出，砍伐后土壤的硝态氮和铵态氮含量都呈现出相似的变化趋势。两种砍伐方式下，土壤硝态氮含量都随着时间的推移显著降低，间伐下土壤硝态氮下降速度较一刀切方式更快。土壤铵态氮水平在砍伐后120 d出现最高值，一刀切后土壤铵态氮水平上升幅度更大。1 a后，一刀切竹林的硝态氮和铵态氮消耗更大，所以土壤中无机氮水平降低幅度更大。

2.3 一刀切对土壤微生物生物量碳氮的影响

两种砍伐方式下土壤微生物生物量碳氮含量均随时间呈现相似的变化趋势。微生物生物量碳在砍伐后60 d明显增高，间伐样地尤为明显。两种砍伐方式下，微生物生物量氮含量在砍伐1 a后有一个显著的降低，如图3所示。砍伐后60～120 d，间伐竹林的土壤微生物生物量碳和氮含量大于一刀切竹林，暗示着间伐竹林的微生物数量可能要多余一刀切竹林。究其原因，可能是因为间伐竹林土壤有较多的竹叶腐殖质，有相对高的凋落物覆盖，为微生物生长和发育提供了更适宜的温度和湿度。

3 结论

慈竹一刀切对早期土壤生态有一定的影响，但未达显著水平。砍伐1 a后，皆伐竹林有机质含量和全氮含量有所降低，而无机氮含量无显著差异。更进一步的结果，有待更深入的数据来证实。

（责任编辑：刘昀）