离子型稀土残矿区桉树栽培初探

宋祥兰，吴天明，胡小康，邝先松，王兰英，李小青

（1.赣州市林业科学研究所，江西 赣州 341000；2.石城县林业局, 江西 石城 342700）

离子型稀土残矿区桉树栽培初探

宋祥兰1，吴天明2，胡小康1，邝先松1，王兰英1，李小青1

（1.赣州市林业科学研究所，江西 赣州 341000；2.石城县林业局, 江西 石城 342700）

通过在赣南离子型稀土残矿区的治理中，以栽培桉树为植被恢复模式之一进行试验研究，分析其植被恢复情况及土壤改良情况，证明桉树能够有效恢复植被并有效提高了残矿区的土壤养分，且桉树林分生物量及郁闭度较大。同时，分析了不同配比施肥对桉树高生长有显著差异，其中以N3P1K2配方最佳。对离子型稀土残矿区的治理具有推广应用价值。

桉树；离子型稀土残矿区；栽培；植被恢复

桉树是桃金娘科Myrtaceae桉属Eucalyptus植物的通称,原产于澳大利亚，为世界著名的三大速生树种之一，其适应性强，生长快，耐旱耐热，萌芽更新能力强，主根深抗风强，树冠小水的蒸发少，材种多样，用途广泛，经济及生态效益十分显著，是难得的短周期工业用材树种。目前，桉树主要在广东、广西、海南、福建、江西赣南有大量人工栽培。其用途：木材用于生产纸浆、中(高)密度纤维板、刨花板等；桉叶可蒸馏香料、精油；树皮可提取栲胶；桉树在沿海、江河两岸、水库周围营造为防护林；在公园、道路两旁、住宅区营造为风景林。桉树目前在人们的生产、生活中发挥着巨大的作用[1]。

离子型稀土的开采在60年代末至90年代末均采用露天池浸开采工艺技术。该开采工艺造成了离子型稀土资源的严重浪费和生态环境的致命破坏。由于离子型稀土池浸开采产生大量的尾沙，生产废弃物任意排放造成环境污染、水土流失、植被很难自然生长郁闭。为了解决这一问题，很多地方采取了不同的措施对残矿区生态环境进行综合治理，取得了一定的成效。但在江西赣南，根据离子型稀土残矿区分布的特点，采取工程措施与生物措施相结合，遏制水土流失，提高离子型稀土残矿区环境综合治理水平，取得较明显的成效[2-9]。

本文通过在江西省赣县大田乡夏湖村十八湾离子型稀土残矿区5a的治理，利用桉树的速生性，以桉树为主栽植物的植被恢复模式之一进行试验研究，总结分析其治理效果。

1 试验地概况

试验区设在江西省赣县大田乡夏湖村十八湾，位于江西省南部，赣州市中部，赣江上游，东经114°58′、北纬 25°51′。属亚热带季风湿润气候，年均气温19.3℃，年均日照1 092 h，年均降雨量1 076 mm，年均无霜期298 d。地形属丘陵山地，海拔在450～500 m之间。

试验区原为马尾松、杉木低产林，混生有木荷、山苍子、水团花、黄端木、南方荚迷等植物，主要地被植物为丝茅、芒箕等。其土壤为花岗岩风化形成的红壤。但因池浸开采离子型稀土矿成为废弃残矿区，使得土壤沙化，寸草不生。

2 材料与方法

2.1 材料

采用1年生桉树容器大苗造林，其平均高0.6 m ,容器为33 cm×35 cm。

2.2 方法

2.2.1 整地

整地在造林前2个月进行，用大型挖机把浸矿池铲除，填平沟蚀，由上至下修成反坡平台和水平条带，外高内低,带宽2 m、帯间距3 m。

2.2.2 栽植

2006年栽植，在反坡平台和水平条带上，以每亩110株为宜，按株行距为2 m×3 m挖大穴，穴规格60 cm×60 cm×50 cm，下垫客土1担后，每穴施0.5 kg复合肥, 与土混合拌匀，再填客土一担，填土至略高于地表5 cm。选择阴天或雨后晴天造林为好。膜袋容器苗造林，在运输中要横放于运具内，以防苗茎折断。栽植时先在穴中央扒开略比容器袋土团大而深的穴，放入去膜的容器苗，扶正并踩实周围的松土，再填土至盖没容器苗土团。

2.2.3 补植

2007年补植，采用预先培育好的大容器袋（33 cm×35 cm）1年生桉树大苗进行补植。选择阴天或雨后晴天栽植桉树大营养袋苗，并栽后进行了修剪。

2.2.4 抚育管理

造林后，桉树幼林阶段，要及时增施氮、磷、钾含量高的复合肥，在桉树迎水面树冠边缘垂直投影处挖沟，沟宽15 cm、深20 cm,肥料与林下黄土拌匀后施于肥穴沟；造林第2年每穴施复合肥0.5 kg，第3年每穴各施复合肥0.5 kg和过磷酸钙0.5 kg；第4年每穴施复合肥1.25 kg。

2.2.5 样地调查

在残矿区对栽种的桉树随机抽取3个样地（1～3），样地面积为400 m2(20 m×20 m)，从2006～2010年连续5 a对成活率（保存率）、生长量、郁闭度情况进行了观测，并对栽植前后土壤养分进行测定。

3 结果与分析

3.1 各年生长情况

3.1.1 成活率（保存率）

连续5a观测栽种桉树成活情况，对其成活率或保存率调查结果列表1。

表1 桉树连续5a成活率（保存率）调查Table 1 Survival rate investigation of Eucalyptus for five years in a row

由表1可知，各年成活率（保存率）均达90%以上，至2010年保存率达92.95%，高于正常林分保存率90%，说明离子型稀土残矿区适宜桉树生长。

3.1.2 生长量

连续5a观测桉树高、冠幅、胸径情况，其结果列表2。

表2 桉树连续5a平均生长量调查Table 2 Average increment investigation of Eucalyptus for five consecutive years

从表2可以看出，第5a平均高8.3 m，平均冠幅10.8 m2，平均胸径9.2 cm, 由平均实验形数法求得其单株立木材积可达0.03 m3。

对桉树5a平均生长量（树高、冠幅、胸径）调查进行分析，结果见图1。

图1说明：2006年至2010年来桉树树高、冠幅、胸径连年呈现增长现象，其中树高增速平稳，冠幅2008年后由于林木根系生长逐渐发达，其冠幅增速加大，桉树作为主要的速生丰产树种其胸径增长较快特别是在第3、4年，第5a横向生长较前年较弱。

3.1.3 郁闭度

连续5a观测桉树郁闭度情况，其结果列表3。

图1 桉树连年生长量情况Fig.1 Current annual increment curves of Eucalyptus

表3 桉树连续5a平均郁闭度调查Table 3 Investigation on Eucalyptus average shade density for five consecutive years

桉树经过5a的栽培，郁闭度达到0.75，说明桉树在该残矿区长势较好，起到了植被恢复作用。

3.2 对土壤养分改善情况

对残矿区桉树栽植前后土壤的pH、有机质、全氮、全磷、全钾进行分析测定，结果列表4。

表4 残矿区桉树栽植前后土壤养分Table 4 Soil nutrients in residual mining area before and after planting Eucalyptus

通过对残矿区栽植桉树前后土壤养分的测定情况（表4），可知栽植后桉树林地中的pH、有机质、全氮、全磷、全钾含量均有所提高，分别提高了1.5、0.39%、0.051%、0.054%、0.95%，土壤养分的提高，说明土壤得到改良，其结果详见表5。

对土壤各营养指标进行两两相关分析，结果见表6。

由表6可知，发现各指标间存在一定的相关系，其中表现出有机质与pH存在显著相关，与全氮、全磷均存在极显著正相关；全氮与pH存在显著相关，与有机质、全磷均存在极显著正相关；全磷与pH、有机质、全氮均存在极显著正相关；而全钾与其他指标间未存在显著相关。

表5 试验区治理后土壤养分提高情况Table 5 Soil nutrients improvement in treated area

表6 各指标间相关分析表†Table 6 Correlation analysis among indicators

3.3 不同施肥配比对桉树高生长的影响

桉树不同施肥配比对高生长的影响，在残矿区的桉树林采用4种总养分含量均为40%，但不同的施肥配比，如下：①N∶P∶K=12∶20∶8、② N∶ P∶ K=1 6∶ 1 2∶ 1 2、③N∶P∶K=22∶5∶13、④CK，为4个处理，每个处理测5株树高数据（见表7），除肥料外，其它条件基本相同，推断施肥比例不同对桉树高生长有无显著差异，并确定哪种施肥比例较适合桉树生长。

表7 桉树不同施肥配比对树高的影响Table 7 Effects of various fertilization proportions on Eucalyptus tree height

由表7得方差分析表（见表8），再用HSD法作多重比较，得不同施肥配比差异显著性比较表（见表9）。

表8 桉树不同施肥配比树高方差分析†Table 8 Variance analysis of various fertilization proportions to Eucalyptus tree height

表9 桉树不同施肥配比差异显著性比较†Table 9 Comparison of differences Eucalyptus growth with various fertilization proportions

由表8、9可知，施肥比例不同对桉树高生长有极显著差异；③配比与④、①、②配比有极显著差异，②配比与④配比有显著差异，②配比与①配比、①配比与④配比无显著差异，说明，N∶P∶K比例不同对桉树高生长影响极大；4种比例中N∶P∶K=22∶5∶13配方对其生长促进作用最好，其次N∶P∶K=16∶12∶12配方，符合桉树速生树种对N素需求较高的特点。

对桉树连年生长中树高与冠幅通过散点图研究分析，结果如图2所示。

图2 树高与冠幅散点图Fig.2 Scatter-graph of tree height and crown

图2说明，桉树连年生长中树高与冠幅呈现极显著的正相关关系，肥料配比对冠幅的影响与树高一致，进而影响林分整体的郁闭度，所以从植被恢复的角度上看，桉树稀土残矿区种植必须配方施肥且目前试验得出以配方3最佳。

3.4 经济效益

该残矿区桉树经济效益分析：110×15 株/hm2×保存率92.95%= 102×15 株/hm2（实际保存数），平均树高8.3 m，平均胸径9.2 cm，由平均实验形数法求得单株立木材积0.03 m3，即每公顷材积为2.45×15 m3（0.03 m3×102×15 株 /hm2× 出 材 率80%），桉树价格750 ×15元/ m3，即每公顷产值1837.5×15元（2.45 m3×750 ×15元 / m3）。 而每0.066 7 hm2投资788元：①苗木：110株×0.8元/株=88元，②整地、栽植、抚育施肥：500元，④砍伐工资200元。所以每0.066 7 hm2纯利润1 049.5元。本残矿区桉树造林面积2.82 hm2，所以桉树利润为44 372.86元。若按此推广应用100个6.67 hm2的残矿区，则经济效益达1 049.5万元。

4 小结与讨论

4.1 小 结

（1）通过桉树在离子型稀土残矿区栽培5a的观测数据显示：桉树适宜在离子型稀土残矿区栽植，其成活率，高生长正常，能达到较理想的郁闭度，能够有效改善离子型稀土残矿区植被覆盖率。

（2）通过林地土壤养分分析，各营养指标得到提高，说明桉树能够有效改善离子型稀土残矿区土壤环境。

（3）不同配方施肥对桉树生长显著影响，以配方3（N3P1K2）效果最佳。

（4）桉树不仅对离子型稀土残矿区治理有较好的生态效益，还具有一定的经济效益。

4.2 讨 论

在离子型稀土残矿区的治理中，植被恢复首先树种应该是速生、抗性好。赣南离子型稀土残矿区植被恢复目前较好的树种为桉树，进一步探索更适宜残矿区治理的树种是今后值得研究的课题。

[1] 祁述雄, 王洪峰, 文应乾. 桉树栽培实用技术[M]. 北京: 中国林业出版社, 2008.

[2] 吴海民, 俞雪花. 我国稀土产业发展现状与对策研究[J]. 哈尔滨商业大学学报: 社会科学版, 2012, (4): 44-48.

[3] 杨 杰, 焦海宁, 刘细平. 赣南稀土产业集群化发展对策研究[J]. 稀土, 2009, 30(5): 98-101.

[4] 李 炜. 赣南稀土产业的发展现状及设想[J]. 稀土信息, 2000,(7): 7-10.

[5] 朱红霞, 张家洋, 朱晓勇. 废弃矿山植被恢复技术方案设计初探[J]. 湖北农业科学, 2012, 51(13): 2698-2700.

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[8] 方 晰，田大伦，武丽花，等. 人工修复植被对锰矿区地土壤酶活性的研究[J]. 中南林业科技大学学报, 2009, 29(6): 1-5.

[9] 袁正科，周 刚，田大伦，等. 红壤和紫色土区域植被恢复中的水土流失过程[J]. 中南林业科技大学学报, 2005, 25(6): 1-7.

Eucalyptus cultivation tests in ionic rare earth residual mining area in southern Jiangxi province

SONG Xiang-lan1, WU Tian-ming2, HU Xiao-kang1, KUANG Xian-song1, WANG Lan-ying1, LI Xiao-qing1
(1. Ganzhou Institue of Forestry Science, Ganzhou 341000, Jiangxi,China; 2. Forestry Bureau of Shicheng County, Ganzhou 341000,Jiangxi, China)

The tests of planting Eucalyptus in the ionic rare earth residual mining area in southern Jiangxi province as a vegetation restoration mode were conducted. Through analyzing the effects of vegetation restoration and soil improvement, it is proved that planting Eucalyptus could effectively restore vegetation and powerfully increase soil nutrients in the residual mining area, moreover the biomass and crown density of the planted Eucalyptus forest are satisfactory. Furthermore, the differences of effects of various proportions fertilizer application to Eucalyptus height growth were remarkable, of the proportions, the batch formula N3P1K2was the optimal to Eucalyptus growth,and the Eucalyptus planting mode to control ionic rare earth residual mining area has popularization and application values.

Eucalyptus; ionic rare-earth residual mining area; cultivation; vegetation restoration

S792.39

A

1673-923X(2013)02-0016-04

2012-10-05

国家科技部科研院所社会公益研究专项资金资助项目“离子型稀土残矿区资源回收与环境综合治理研究”（2004DIB3J111）

宋祥兰（1972-），女，江西赣州人，高级工程师，硕士研究生，主要从事林业科研与技术推广；

E-mail：jxgzly2000@163.com

[本文编校：吴 彬]