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浙江省两种典型落叶经济林生态恢复技术

2018-01-30王惠丽梅道亮杨思思

浙江水利科技 2018年1期
关键词:核桃林经济林山核桃

郭 峰,李 钢,王惠丽,梅道亮,王 冉,杨思思

(1.安吉县水利局,浙江 安吉 313300;2.浙江广川工程咨询有限公司,浙江 杭州 310020)

1 问题的提出

森林是地球陆地生态系统的主体,也是地球上人类最重要的资源之一。根据第八次全国森林资源清查,我国森林资源总体表现为森林面积持续增加、林地质量逐步提升、生态功能不断增强的良好发展趋势[1]。然而,与全球平均覆盖率31.00%的水平相比,我国森林覆盖率21.60%仍然较低,人均占有森林面积只有世界人均的1/4[2]。总体上,我国森林资源总量还应持续增加,森林质量应进一步提高,森林资源分布不均及结构不合理的现状仍然突出[3]。

浙江省地处中国东南沿海,属于典型的亚热带季风气候区,适宜森林生长。根据2015年浙江省森林资源及其生态功能价值公告:全省森林覆盖率为59.50%,位居全国前列。在组成上,乔木林林地面积比例占64.77%,经济林占13.15%。但在活立木蓄积量上,经济林只占4.79%。这表明经济林的林地生态环境水平较低。经济林是以生产果品、食用油料、工业原料和药材等产品为主的一类森林。由于经营者过分追求经济利益,人为翻耕和全面清除林下杂草,导致地表裸露程度高,在强降雨条件下,加剧了林地水、土、肥的流失。土壤性质的恶化又抑制了经济林的生长,呈现水土流失 — 土壤性质恶化 — 植被生长不良 — 林地环境下降的恶性循环。根据2014年浙江省水土流失复核结果,全省园地经济林地水土流失面积1 488.58 km2,占总水土流失面积的16.04%。经济林人为翻耕、除草等农业生产活动频繁,使得林地水土流失强度高于其他类型的土地,由此造成的环境危害也较为严重,是水土流失综合治理的重点和难点[4]。

经济林水土流失治理不同于其他林地,在治理林地水土流失的同时,还必须兼顾林农经济收入,即必须协调生态效益与经济效益之间的关系。本研究在现有治理经验以及试验研究的基础上,以浙江省山核桃和板栗落叶经济林为对象,总结了适用于2种落叶经济林的生态恢复技术,以期为改善经济林生态环境,促进经济林水土流失治理,保障经济林良好发展提供参考。

2 山核桃林

2.1 山核桃林基本状况

为了便于山核桃的采收,许多地方的林农会将林下杂草全部除尽,造成土壤表面裸露。在此期间遇到暴雨,林地径流冲刷形成大量冲沟,土壤流失量剧增,土壤侵蚀程度均在中强度以上,土壤流失模数可达3 500 t/km2以上[5],严重影响表层土壤功能。一些林地土壤侵蚀程度非常高,土壤十分贫瘠,石砾含量高,岩石裸露;土壤有机质含量低,N、P、K等植物生长的必须元素流失比较严重。在临安山核桃主产区,水土流失明显的林分占山核桃林总面积的70%以上,而水土流失严重的林分占总面积的35%以上[6]。山核桃地表裸露林速效养分和有机质的流失量是有地表覆盖的1.7倍和1.4倍以上[7]。恢复和重建山核桃林下植被是治理山核桃林水土流失的重要措施之一。对山核桃林地实行封育,严禁施用高残留以及内吸除草剂,推广林下覆盖,减少林下地表扰动次数,积极推广林下套种耐阴植物等。同时,为改善林地生态条件,增加土地利用率,提倡通过混交改造山核桃纯林。

2.2 山核桃林水土保持生态恢复模式

2.2.1 山核桃+绿肥(植草)

在山核桃林下套种豆科、禾本科等绿肥植物,如大巢菜、紫云英、紫穗槐等。草本植物和山核桃可以形成生态位互补,山核桃根系较深,吸收深层土壤养分,草本根系较浅,主要吸收表层土壤养分;豆科草本还可通过固氮功能为山核桃提供氮素;草本覆盖地表,提高了土壤的保水保肥能力。通过林下植草可以改善林地环境,促进山核桃林的可持续发展。

(1)山核桃 + 大巢菜。山核桃树一般10 — 11月落叶,至第2年5月才形成茂密的树冠,长达8个月的时间坡面基本无覆盖,期间林地光照充足。大巢菜9 — 10月播种,第2年6月气温上升后自然枯死。这与山核桃有很好的光照互补性。同时,大巢菜固氮能力强,生物量大,可以形成5 ~ 8 cm的草被覆盖地表,发挥其保水蓄水的作用。大巢菜播种量45 kg/hm2。

(2)山核桃 + 紫云英。紫云英为豆科多年生绿肥植物,其对土壤条件要求不高,自然繁殖能力较强。该植物夏季自然死亡,物候期与山核桃互补性,9月播种出苗,5月自然死亡,既能够充分利用山核桃落叶期的林下光照,又避开山核桃采收季节。紫云英播种量37.5 kg/hm2。

(3)山核桃 + 紫穗槐。紫穗槐为豆科类植物,可作绿肥和饲料。其抗逆性强和萌孽能力强,根系发达,属于水土保持优良植物品种。根据林地环境可采用不同方法套种:①网格状种植:适用于幼林地,按株行距50 cm×50 cm种植成网格状,幼树在网格中心。②水土保持林带:在坡度25°以上的林地内,每隔10 m沿等高线多株横向种植5行,株行距50 cm×50 cm,行与行之间的苗株呈品字型排列,连接成带宽约2 m的丛状茬带,形成植物篱笆。这种措施可以减缓地表径流速率,拦截坡面径流挟带的泥沙,起到良好的保土作用。同时,紫穗槐发达的根系可以起到固结土壤的作用。③陡坡强化种植:在坡度超过35°的林中空地区域可成片种植,株行距30 cm×30 cm,以快速形成防护措施。

2.2.2 山核桃+经济植物

在山核桃林下套种经济植物可以形成复层混交林,在确保山核桃健康生长的同时取得额外收入。适宜套种的经济植物有笋用竹、茶叶、油茶、杨桐等。

(1)山核桃 + 笋用竹。在山核桃林下种植个体相对矮小的早竹、高节竹、石竹等竹类经济植物,一方面能增强蓄水保土能力,改善林分生态环境,另一方面可以提高经济效益。根据调查,山核桃林下套种小竹笋产量约为9.0 t/hm2,产值达在1.0万元/hm2以上,而山核桃平均产量约4.5 t/hm2,平均产值在6.3万元/hm2以上。

(2)山核桃 + 茶树。在山核桃林下套种灌木型茶树,茶树多行种植于山核桃行间,可以充分利用茶树与山核桃的常绿与落叶、浅根性与深根性、灌丛型与乔木型以及两者在生产季节上的差异性。该模式可以有效减轻山核桃林地的水土流失,增强山核桃林地的生态功能。早期山核桃植株小,占用空间少,不影响茶叶产量,前期以茶叶收入为主。随着山核桃林分的形成,虽然茶叶产量逐渐下降,但山核桃进入生产期,山核桃收入高于茶叶的损失,因此总收入也将提高。

(3)山核桃 + 油茶。在25°以下的山核桃林阳坡和半阳坡套种油茶,可以使落叶后的山核桃林分仍然是满目绿色。该种模式可以使山核桃林的水土保持得到明显改善,并取得较为显著的经济效益。对未投产林分套种油茶,可采取块状或点状套种,单条或双条栽植方式,单条株行距4.0 m×5.0 m;双带间距5.0 m,带宽1.5 m,每带种植2行,株距2.0 m,种植密度约525株/hm2;对投产山核桃林分,可以通过移植或砍除,种植密度约250株/hm2,以改善林内生态条件。

(4)山核桃 + 杨桐。杨桐是一种散生的常绿小乔木,其枝叶是日本焚香拜佛的祭祀用品,每年需从我国大量进口,经济价值高。杨桐喜生于湿润、肥沃、蔽阴之地,是林下栽培的优良植物之一。杨桐可以多行带状插植于山核桃林中,起到改善林地植被结构和保持水土的作用。利用山核桃喜阳和杨桐喜阴的生物学和生态学特性,通过上层山核桃的庇荫作用,促进下层杨桐的生长。杨桐也是很好的防火植物,采用该模式有利于减少森林火灾。杨桐2 a生平均株高65 cm,平均冠幅55 cm,当年新稍平均长度12 cm,每株平均新稍量55 ~ 60支;8年生单株杨桐可收入50元,产值可达4.5万元/hm2。

2.2.3 山核桃+药材

在山核桃林地套种偏阴性药材植物,如石蒜、紫萁、白术、山茱萸等,不仅可以起到一定的水土保持作用,还能改善林地结构和增加经济收入。林木为药材提供庇荫条件,以防夏季烈日高温伤害,合理的林药复合经营,有利于改良土壤理化性状,增加土壤肥力,促进林木速生。以套种石蒜为例,林下种植株行距30 cm×30 cm,充分利用石蒜与山核桃的季节互补特点,美化林地秋冬季景观。该模式充分利用山核桃林冠大,庇荫、降温效果好,石蒜喜湿怕旱,喜温但不耐高温,喜阴而不耐强光等特点,形成互补优势。石蒜矮小、根系浅,而山核桃则根系深,从而使两者达到立体复合效果,不会对山核桃产生影响。2 ~ 3 a后可采收石蒜出售,经济效益可达到3.0万元/hm2。

2.2.4 山核桃+农作物

山核桃林下套种农作物,例如野油菜也是比较理想的生态经营模式。8月中下旬至9月初,山核桃采收前撒播,也可在2月上旬春播,播种量37.5 kg/hm2。野油菜适应性好,繁殖能力强,一次播种多年收益,当年生长快,秋冬季节快速形成绿色覆盖,并且春季开花呈金黄色,可改善山核桃林的景观效果。另外,野油菜主根粗壮发达,能深入土壤30 cm,腐烂后可作有机肥,形成的根孔增加了土壤蓄水能力。野油菜产量3.3 t/hm2,收益达到1.65万元/hm2。

3 板栗林

3.1 板栗林基本状况

板栗为壳斗科栗属落叶高大乔木树种,是中国著名的木本粮食树种,果实含有丰富的营养物质,可做副食或代替主食。浙江省为华东重要板栗产区之一,板栗多分布在海拔500 m以下的低山丘陵区,其适应性强、耐干旱瘠薄,栽培面积在780 km2以上[8]。其果实深受群众喜爱,是浙江省山区农民经济收入的重要来源。板栗根系发达,本身水土保持功能较强,如板栗园地表径流量和泥沙量均明显低于马尾松侵蚀林地,只有马尾松侵蚀林地的10% ~ 20%[9]。但由于经营者造林时,希望板栗园能早产丰收,造林密度较大,频繁翻耕、施肥、除草等,导致林地郁闭度高,但地表植被稀疏。板栗树成年后需要进行间伐,由于地面缺少低矮植被覆盖,雨季遭受降雨溅蚀的面积较大,加剧了林地土壤侵蚀[10]。根据板栗的生长特性及生态特征,以及现状板栗种植密度和经营状况,宜采取植物措施对板栗园的水土流失进行治理,板栗林混交茶树、毛竹、香榧、杨梅等植物不仅经济效益显著,还可有效滞留降水,减缓林内降雨过程,起到重新分配林内降雨的作用;同时由于枝叶的阻挡作用,降低了雨滴击溅地表的能量,从而有效减少林地水土流失。

3.2 板栗林水土保持生态恢复模式

3.2.1 板栗+茶树

板栗林套种茶树在浙江大部分山区都有实施,水土保持效果较好,也被群众广泛接受。板栗套种茶树,两者在立体空间结构上形成互补,板栗根系较深,茶树根系较浅,根系在土壤中具有明显的层次分布,增加了土壤中的根系密度,起到网络土壤的作用。同时,板栗林下的光照强度小、气温低、空气湿度大,对茶树的生长有益。茶树进入采摘期后,树冠枝叶密集,尽管其对大气降水的截留量不及乔木,但作为常绿灌木,茶树较板栗等落叶乔木在改善种植园冬季景观方面和增加降水入渗、保持水土方面,都具有明显的优势。

3.2.2 板栗+杨桐

该模式利用了板栗喜阳、杨桐喜阴的生物学和生态学特征,通过上层板栗树的庇荫作用,促进下层杨桐的生长,既能起到保护生态、防治水土流失的作用,又能增加林农收入,达到林相改造的效果。杨桐多行插播于板栗林中,插植间距1.0 m×1.0 m。套种后的板栗林可增加1.5万元/hm2以上的纯收入。

3.2.3 板栗+日本莽草

日本莽草为八角茴香科八角属常绿灌木或小乔木,因其叶片散发自然香味,干燥后磨粉制香,在日本用于供神。在土层深厚、有机质丰富、土壤结构疏松、微酸性的砂质壤土,坡度小于20°的板栗林中可以套种日本莽草,采用隔行种植,套种株行距1.0 m×1.5 m。

3.2.4 板栗+红茴香

红茴香为八角科八角属常绿灌木或小乔木,在我国分布较为广泛,叶绿花红,可栽培为观赏和经济植物。叶、果含芳香油,可作香料,亦可入药。红茴香属于阴性植物,喜土层深厚、排水良好、腐殖质丰富、土壤结构疏松的沙质壤土,适宜在浙江板栗林下进行仿生栽培。上层有板栗遮阴或侧方遮阴,这种半阴湿润的环境可以满足红茴香对生长环境的需要。

3.2.5 板栗+树参

树参为五加科常绿小乔木或灌木,弱阳性植物,较为稀疏的林冠下能正常生长。树参的嫩稍、嫩叶芽或嫩幼叶均可以作为森林蔬菜炒食、凉拌等,脆嫩可口,营养丰富,树参的根、枝叶均可入药。在土层深厚、有机质丰富、土壤结构疏松、微酸性的沙质壤土,坡度小于20°的板栗林下套种。根据板栗林不同密度,树参栽植密度可选择2.0 m × 1.0 m 或 2.0 m × 2.0 m。

4 结 语

近年来,在政府的帮助下,浙江省山区农民“靠山吃山”,利用山区环境和土地资源优势,大力发展山核桃、板栗等经济林,试图摸索一条带动山区农民致富和地方经济发展的快捷之路。然而经济林往往被栽种在土层瘠薄的陡坡地上,同时受传统农业生产方式和群众环境保护观念淡薄的影响,在当地经济林开发建设中,忽视水土保持工作,导致经济林地大面积发生严重的水土流失。虽然政府高度重视水土流失防治工作,经济林水土流失防治措施也得到逐步落实,但大多数处于初步建设阶段,治理体系还不够健全。因此,探索经济林地综合治理措施是经济林地防治水土流失亟待解决的问题。

本研究以森林生态学、植物经济学、水土保持学、生态系统理论学等基础,注重生态效益与经济效益相结合,通过实践研究和社会调查,基于水土保持生态建设提出2种典型落叶经济林的植被生态恢复技术。这些技术已经在实践中逐步应用,并在一定程度上改善了经济林区的生态环境,为可持续利用水土资源和提高经济林产量和品质提供技术。有利于区域水土流失综合防治技术体系的形成,也可为其他地区经济林水土流失防治提供示范。

[1] 徐济德.我国第八次森林资源清查结果及分析[J].林业经济,2014(3):6 - 8.

[2] 刘珉.多角度解读第八次全国森林资源清查结果[J].林业经济,2014(5):3 - 9.

[3] 冯继广,王景升,姚帅臣,等.基于因子分析的森林资源质量综合评价[J].中南林业科技大学学报,2017,37(1):27 - 32.

[4] 李世锋.《浙江省水土保持规划》解读[J].浙江水利科技,2017(1):19 - 22.

[5] 夏为,严江明,朱爱国.山核桃林地水土流失防治措施及效果[J].浙江农业科学,2008(3):287 - 289.

[6] 高宇列,沈月琴.浙江山核桃产业经营收益的影响因素和政策设计:基于临安和淳安的实地调查[J].林业经济问题,2009,29(4):345 - 349.

[7] 黄程鹏.山核桃林土壤氮磷养分流失特征与控制技术研究[D].杭州:浙江农林大学,2013.

[8] 徐秋芳,吴家森,蒋培坤.板栗林不同除草方式对土壤养分及生物学性质的影响[J].浙江林学院学报,2010,27(5):659 - 663.

[9] 苏增建,余树全,周国模.浙江省几种生态型商品林水土保持技术研究与应用现状[J].浙江林学院学报,2002,19(4):440 - 445.

[10] 徐秋芳,俞益武,蒋培坤.商品林地土壤养分贫瘠化评价[J].水土保持学报,2002,16(2):99 - 102.

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