正视桉树人工林生态问题

李 超

(国家林业局桉树研究开发中心，广东 湛江 524022)

正视桉树人工林生态问题

李 超

(国家林业局桉树研究开发中心，广东 湛江 524022)

桉树给人类带来了不可估量的生态效益和经济效益。本文就桉树人工林的现状及生态问题展开详细论述，并就如何健康发展桉树产业提出合理的建议。

桉树人工林；生态；可持续经营；对策

桉树(Eucalyptus)在我国栽培已有 100多年历史，因其具有速生、高产和良好的适应性，在我国乃至世界的热带、亚热带地区广泛种植。现今与松树(Pinus)和杨树(Populus)并称世界三大造林树种。随着桉树科学研究的不断深入，桉树种植北移，湖南、江西、四川等中亚热带地区大力发展耐寒桉树，取得可喜成绩[1]。目前，我国桉树人工林总面积达到450多万hm2，其生态问题也逐渐受到人们的广泛关注，主要有桉树是“抽水机”、“抽肥机”，桉树林过度消耗养分，桉树人工林生态稳定性差，林下物种多样性减少，抑制其他植物的生长及对土壤的毒害作用等[2-4]。本文就桉树人工林的现状及生态问题展开详细论述，并提出合理的经营以促进桉树产业健康发展，以期为桉树产业带来真正意义上的林业生态革命。

1 桉树人工林生态问题

1.1 桉树人工林对土壤水分的影响

近年来，随着桉树人工林面积的增加，关于桉树降低地下水位等言论也随之增多[5-6]。桉树种植虽然会消耗种植地土壤的大量水分，但同时也能调蓄涵养林地土壤的水分，且涵养水分能力与一般林分相同[7]。Lima等[8]对桉树的水文学做了深入的分析研究，比较了桉树林与其他树种林分对土壤水分的利用率，结果表明：桉树对土壤水分的利用率最高，与其他速生树种的林分相比，桉树每生产1 kg干物质仅耗水785 L，而松树需要耗水1 538 L，相思需要1 323 L。Holmes等[9]指出在南澳大利亚，桉树林每年比农作物减少约70 mm的径流，对地下水有明显的补给和水源涵养作用。谢耀坚[1]指出，南非的Piet Retief地区，年降雨量为 800 ～ 900 mm，但长期种植的亮果桉(E. nitens)等人工林，并不存在水分亏缺问题；而澳大利亚各大城市饮用水源的涵养林80%都是桉树，从未反映过桉树林区的水源有毒。因此，说桉树使水源有毒，完全是没有科学依据的。

1.2 桉树人工林对土壤养分的影响

植物引种可能改变植物群落组成以及凋落物和根分泌物的化学成分，从而影响林地土壤养分的可利用性[10]。温远光等[11]通过对桉树取代马尾松(P. massoniana)林前后土壤性质的研究发现，其前后期土壤理化性质和养分含量仍保持稳定。桉树人工林的碳吸存能力明显高于马尾松等其他人工林，在吸收CO2和控制大气CO2浓度上升中拥有巨大的发展潜力。已有研究表明：植物一微生物的相互作用调控着土壤养分循环过程与土壤养分的可利用性[12]，并不是由单一的树种所决定的。

1.3 桉树人工林对生物多样性影响

1.3.1 桉树人工林林下物种多样性的影响

在桉树的原产地澳大利亚，桉树林中动植物资源丰富。走进桉树林随处可见到袋鼠、鸟类和爬行动物，地上则有茂密的灌木和杂草。在我国，黄勇等[13]研究了海南桉树纸浆林的植物多样性，结果发现与其他人工经济林、次生林相比，桉树人工林表现出更高的物种多样性，并没有抑制林下物种的生长。朱宏光等[14]研究了广西钦州市巨尾桉(E. grandis × E. urophylla)和马尾松人工林林下植被多样性，发现10年生桉树林地物种数多于马尾松林，结果表明桉树取代马尾松在一定程度上提高了林下物种多样性。生态学多样性的经典理论―中度干扰假说认为，干扰频率过低或者过高，都会降低群落多样性[15]。当干扰强烈时，只有生长速度快、侵占能力强和高耐性物种才能存活[16]。桉树人工林的大规模种植，高强度短周期采伐，极高强度的干扰在很大程度上降低了桉树林的物种多样性。

1.3.2 桉树人工林对土壤微生物群落及生态功能的影响

在整个生态系统中，土壤微生物是生态系统中不可或缺的分解者，而地上和地下部分之间的相互作用对整个生态系统而言至关重要[17]。桉树人工林也不例外，土壤微生物通过分解动植物残体，促进有机物的矿化，增加土壤肥力。杨远彪等[18]通过对3个连栽桉树林和当地乡土树种马尾松林林地的各种微生物数量进行对比，结果发现连栽桉树二代林微生物总数最多，其真菌数量远大于细菌。谭燕[19]、李超等[20]分别用克隆方法对桉树人工林及常绿阔叶混交林土壤真菌进行多样性分析实验，发现桉树人工林的土壤真菌并不比其他人工林少。蔡琼等[21]对马尾松人工林土壤微生物数量及活性进行研究，发现我国主要造林树种杉木(Cunninghamia lanceolata)、落叶松(Larix)、桉树等均存在地力衰退现象。由此可见，桉树林出现的问题同样存在于其他树种的人工林中。

2 桉树人工林可持续经营措施

桉树人工林是否对生态环境造成影响，主要取决于经营者采取的种植方式和经营管理水平[22]。部分经营者由于缺乏对科学种植的理解，对桉树进行掠夺式经营：如不合理施肥、高密度种植、机耕全垦整地、过度采伐利用、超短轮伐期经营等。由此导致桉树种植地土壤肥力衰退、水土流失、地下水位下降、表土硬化、水源涵养功能降低等，从而导致桉树种植遭受人们的质疑和误解。谢耀坚[1]指出，更新观念，由传统永续利用向森林可持续生态化经营转变是桉树可持续发展的前提。

2.1 改善造林措施，合理施肥，科学管理

桉树种植过程中，造林措施中林地清理和整地对土壤结构及养分的直接影响进而改变了土壤微生物群落结构和功能，如火烧迹地的林地清理(炼山)、机耕整地、机耕抚育等桉树造林技术不但破坏土壤的结构，且易造成水土流失导致林地土壤肥力下降。陈少雄等[23]通过对巴西桉树人工林考察指出，最小耕作法、“镶嵌式”造林格局、保留采伐剩余物和严格控制扰土面积是巴西桉树持续高产的原因。机械化或小型机械化是桉树种植、经营和采伐的必由之路。针对地势较平坦地区、丘陵区分别采用全机械“深耕裂土”和小型手工机械挖暗穴的方式整地。人工林的施肥措施是提高森林初级生产力的主要管理手段[22]，合理施肥对土壤微生物群落产生显著影响，直接或间接地影响土壤微生物的生物量及人工林产量。何水东等[24]研究表明，在桉树造林时的施肥环节，选用钙镁磷肥结合尿素进行穴施，能较大程度上增加桉树生长量和林分生物量，提高生产力。桉树造林后除草抚育环节，采用小范围除草，避免全面劈草，有利于增加林下植被种类、数量，提高了林分物种多样性，增强了桉树人工林涵养水源功能。

合理种植、减少人为干扰和增加地表植被的覆盖，有利于提高林下物种多样性。通过对桉树造林全过程的质量管理，把桉树人工林可能对环境造成的影响减少到最低[25]。巴西桉树人工林以萌芽更新为主的更新方式，与再造林相比，萌芽更新有减少造林程序、降低成本的优势；生长量方面，到7年生采伐时，可能减产16%，利润却可增加21%[23]。总而言之，合理的经营管理措施才是解决当下桉树人工林生态问题的唯一方式；科技的突破以及管理的创新才能帮助我国成为世界桉树人工林水平先进的国家。

2.2 营造人工混交林模式

营造桉树混交林的周期长且采伐技术复杂，经营者以桉树纯林取而代之，但同一个品系集中连片，结构单一，造成人工林基因窄化的同时使生态系统的抗逆性降低，给桉树产业的可持续发展埋下隐患，潜伏着巨大的生态危机[25]。

在桉树造林方式上，采用混交造林或多品种、多无性系造林，轮作更新树种，以改变林分和树种结构。如桉树与豆科树木混交或轮作，避免单一品种长期栽培对林地累积的负面影响。在华南桉树与大叶相思(A. auriculaeformis)、马占相思(A. mangium)、台湾相思(A. confusa)混交已是一条成功经验。在云南桉树与黑荆(A. mearnsii)混交、在肇庆北岭山林场桉树与黎蒴(大叶栎)(Castanopsis fissa)混交都已收到很好的效果。在中国林科院热带林业实验中心桉树与降香黄檀(Dalbergia odorifera)、桉树与格木(Erythrophleum fordii)混交，促进林木生长效果非常明显[26]。桉树与能利用不同层次土壤养分的植物混交从而有利于林地生物多样性的恢复和保持[27]。混交林不仅可增加凋落物数量、提高生物多样性、改善神态环境，而且还可有效抑制水土流失、培肥地力、促进中下层灌木及草类的生长，形成复杂的群落结构，提高了林分质量及地力作用，增强抵御外界不良环境的影响[28]。

2.3 注重桉树菌根等新技术的研发与应用

菌根是植物与土壤真菌之间的一种互利关系，它能够增加宿主植物对土壤营养物质特别是P的吸收和运输，通过和其他土壤微生物的相互作用来改善植物根际环境，促进植物生长，提高植物的抗旱、抗病及抗低温能力。菌根在桉树人工林地力维护及生态系统稳定性中发挥着重要作用[29]。潘欣等[29]通过调查四川巨桉(E. grandis)林下大型真菌多样性，研究巨桉下马勃系统发育关系以及巨桉组培苗外生菌根真菌的接种效应，发现菌根真菌能显著提高巨桉根际土壤中全P、全N和全K的含量，为巨桉菌根真菌在“退耕还林”中的应用和菌类资源开发利用提供依据。杨艳敏[30]通过用外生菌根真菌彩色豆马勃和多根硬马勃侵染广西巨尾桉优良无性系广林9号，结果表明：菌根真菌能够增强桉树抗寒性，对提高桉树的抗逆性具有重要意义。黄艳红等[31]通过对广西巨尾桉广林9号无性系进行人工接种促生菌菌株，结果发现接种促生菌可以显著提高桉树的生长量及桉树人工林的物种丰富度和多样性指数，有益于整个人工林的生态效应。因此，加强桉树菌根技术研究开发与推广应用很有必要，特别是如何把桉树赖以生存的菌根菌制成菌肥、生物制剂等应用于林业中，这是桉树人工林可持续发展的难点，也是解决桉树人工林土壤有机质含量下降的重要途径。成功的菌根化苗木造林将使林木及生态系统终身受益。

2.4 加强病虫害的综合防治

由于桉树在我国大面积栽培的时间不长，病害虫问题并没有引起普遍重视。随着华南桉树的病虫害迅速蔓延、流行，大面积暴发，导致成片林木发生病虫害或死亡，李贵玉等[32]指出至 2006年广西桉树病害已发现30余种，虫害种类223种，比1980年广西森林病虫害普查时的64种增长了5倍多，对桉树人工林的可持续发展产生严重威胁。此后，病虫害种类不断增加，造成较大危害的有尺蠖(Geometridae)、枝瘿姬小蜂(Leptocybe invasa Fisher & La Salle)、白蚁(Termitidae)、大蝙蛾(Endoclyta signifier)、桉树小卷蛾(Olethreutid moth)及青枯病(Ralstonia solanacearum)、焦枯病等[26]。海南某林场引种的20多公顷巨尾桉无性系人工幼林，因遭受青枯病的危害而“全军覆没”[2]。而巴西最大的林业公司 Fabria，在造林之前以及林分维护的过程中都加大力度对白蚁进行控制[23]。所以，必须建立病虫害长期防空体系和病虫害监测制度，深入开展桉树病虫害的调查研究，及时掌握桉树病虫害的发展趋势及发生规律，进行桉树病虫害预测预报和防治研究，提高桉树病虫害的防控水平。而通过科学营造健康人工林、增强桉树人工林自身抗病虫害的能力来达到控制病虫害的目的，更符合环保和可持续发展的要求。因此，培育健康苗木，加强苗木的检疫力度，必须引起林业部门的高度重视。

3 结语

近些年，我国部分学者担心大面积种植桉树对环境造成负效应，但对于桉树本身而言，其生态效益和经济效益是不可估量的。1993年FAO在曼谷的会议上，Davidson[33]总结出：经营合理的桉树人工林具有良好的社会、经济和生态效益。桉树人工林对于缓解木材供应紧张局面、有效保护天然林等方面发挥着不可替代的作用[25]。如何让人们接受和理解，关键在于合理经营。

桉树由于生长快、适应性强，在增加森林蓄积量和森林碳汇，保护国家生态安全、执行国际公约和进一步提升我国在国际上应对气候变化的地位等方面均将发挥重要作用｡桉树人工林能用少量的林地生产大量的木材，实际上间接保护了天然林和生态林，为我国生态文明建设和木材安全保障做出了重大贡献。发展桉树具有良好的社会效益，桉树人工林超长的产业链全过程，均可产生就业机会和经济效益。除木材外，桉树枝叶还可以提取精油和多酚，生产日常用品、医药产品，还可用作饲料添加剂，开发潜力无限。因此，桉树产业是一项重要的民生林业。在林业发展的新形势下，大力发展人工林是一种必然选择。在桉树发展过程中，应认真做好桉树速生丰产林的规划和落实工作， 并逐步引导农民变粗放经营为集约经营，降低成本。做到科学规划，合理施肥，适地适树，品种选优，切实加大退耕还林力度，发展桉树速生林。

目前，我国桉树种植正处于一个十字路口，如能正视桉树人工林的积极作用，科学种植，以提高单产来代替面积的扩张，桉树将为整个林业带来真正意义上的可持续发展。反之，如果因为经营方式带来的生态问题而全盘否定桉树人工林的价值，用错误的舆论误导群众或采取极端的手段去限制桉树发展，将不利于我国经济社会的可持续发展。

[1] 谢耀坚.中国桉树人工林可持续经营战略初探[J].世界林业研究,2003,16(5):59‒64.

[2] 余雪标,李维国.桉树人工林的若干生态问题及其研究进展[J].热带作物研究,1997(4):60‒68.

[3] Florence R G. Cultural problems of Eucalyptus as Exotics[J].Commonwealth Forestry Review,1986,65(2): 141‒163.

[4] Raw inder K K. Allelopathy potential of eucalypt in India[R].Montreal:XIX World Congress,IUFRO,1990.

[5] Coppen J J W. Eucalyptus: the genus Eucalyptus[M]. Boca Raton :CRC Press,2002.

[6] White K J. Silviculture of Eucalyptus planting learning in the region[R].Bangkok:Regional Expert Consultation on Eucalyptus, RAPA/FAO,1993.

[7] 理永霞,罗微,贝美容,等.桉树对种植地土壤质量的影响[J].西部林业科学,2007,36(4):100‒104.

[8] Lima W P. The hydrology of eucalypt forests in Australia: A review[C]//IPEF. Piracicaba in Brazil,1984.

[9] Holmes J W,Wronski E B. The influence of plant communities upon the hydrology of catchments[J]. Agricultural Water Management,1981,4(1‒3):19‒34.

[10] 贺金生,王政权,方精云.全球变化下的地下生态学:问题与展望[J].科学通报,2004,49(13):1226‒1233.

[11] 温远光,刘世荣,陈放,等.桉树工业人工林植物物种多样性及动态研究[J].北京林业大学学报,2005,27(4):17‒22.

[12] Hawkes C V,Wren I F,Herman D J,et al. Plant invasion alters nitrogen cycling by modifying the soil nitrifying community[J].Ecology Letters,2005,8(9):976‒985.

[13] 黄勇,陈忱,刘立武,等.海南浆纸林林下植物物种多样性研究[J].安徽农业科学,2010,38(21):11555‒11557,11562.

[14] 朱宏光,温远光,梁宏温,等.广西桉树林取代马尾松林对植物多样性的影响[J].北京林业大学学报,2009,31(6): 149‒153.

[15] Connell J H. Diversity in tropical rain forests and coral reefs[J].Science,1978,199(4335):1302‒1310.

[16] 陈法霖.桉树造林对土壤微生物群落结构和功能的影响[D].北京:中国科学院大学,2013.

[17] Wardle D A,Bardgett R D,K lironomos J N,et al.Ecological linkages between aboveground and belowground biota[J]. Science,2004,304(5677):1629‒1633.

[18] 杨远彪,吕成群,黄宝灵,等.连栽桉树人工林土壤微生物和酶活性的分析[J].东北林业大学学报,2008,36(12):10‒12.

[19] 谭燕,何文高,米瑶,等.运用 ITS克隆文库解析桉树种植地土壤真菌群落多样性[J].西南师范大学学报(自然科学版,2013,38(9):68‒73.

[20] 李超,梁俊峰,周光益,等.杨东山十二度水自然保护区土壤真菌群落多样性研究[J].菌物学报,2014,33(1):152‒161.

[21] 蔡琼,丁贵杰.黔中地区一、二代马尾松人工林土壤微生物数量及生物活性研究[J].林业科学研究,2013,26(2): 247‒251.

[22] 杨民胜.桉树在腾飞[J].桉树科技,2005,22(1):45‒49.

[23] 陈少雄,刘杰锋.科学经营,持续改良,巴西桉树领先的法宝——巴西桉树人工林高产经营考察报告[J].桉树科技,2012,29(1):1‒12.

[24] 何水东.桉树人工林可持续经营的造林措施研究[J].安徽农学通报,2007,13(18):196‒198.

[25] 赵登科.闽南桉树人工林生态经营对策探讨[J].科技致富向导,2011(27):7,100.

[26] 杨民胜,吴志华,卢伟.重视桉树人工林生态环境管理,提高科学经营水平[J].桉树科技,2014,31(1):32‒36.

[27] Forrester D I,Bauhus J,Cow ie A L,et al.M ixed-species plantations of Eucalyptus w ith nitrogen fixing trees: A review[J].Forest Ecology and Management,2006,233 (2/3):211‒230.

[28] 谢耀坚.论桉树人工林可持续经营[J].热带林业,2005, 33(3):15‒17.

[29] 潘欣.巨桉林下大型真菌多样性及外生菌根真菌的接种效应[D].成都:四川农业大学,2011.

[30] 杨艳敏.外生菌根真菌与桉树耐寒性的相关性研究[D].南宁:广西大学,2007.

[31] 黄艳红.接种促生菌对桉树人工林的生态效应[D].南宁:广西大学,2014.

[32] 李贵玉.广西桉树病虫害发生现状及防治策略[J].广西林业科学,2006,35(4):285‒288.

[33] Davidson J. Ecological aspects of Eucalyptus plantations [R].Bangkok:Redional Expert Consultation on Eucalyptus, RAPA/FAO,1993.

Envisage Ecological Challenges of Eucalyptus Plantations

LI Chao
(China Eucalypt Research Centre, Zhanjiang 524022, Guangdong, China)

Eucalyptus species can be controversial when used as a forest plantation species. However, these species can provide substantial ecological and economic benefits for humans. In this article, we discuss the present status and ecological challenges involving eucalypt plantations. Some reasonable suggestions are proposed to facilitate further development of the plantation eucalypt industry. Going forward the industry needs to be proactive and use good science to address the challenges facing eucalypt plantations in China.

Eucalypt plantation; ecology; sustainable management; strategy

S718.5

A

2015-11-10

“十二五”农村领域国家科技计划课题“拮抗青枯病菌菌株筛选及应用技术”(2012BAD19B08)

收稿日期：李超(1987— )，女，硕士，助理工程师，主要从事土壤微生物及遗传多样性研究.