杨民胜,李 超,吴志华
(国家林业局桉树研究开发中心,广东 湛江 524022)
提倡绿色作业,促进桉树可持续发展
杨民胜,李 超*,吴志华
(国家林业局桉树研究开发中心,广东 湛江 524022)
桉树人工林的飞速发展,为国家经济和林业发展做出了重大贡献。因部分经营者缺乏森林生态经营的理念,片面追求眼前利益,对桉树进行如机耕全垦整地、高密度种植、单一品种长期连续使用、不合理施肥、过度使用化学农药、全覆盖使用除草剂和超短轮伐期等不合理经营,带来了如生态脆弱、水源涵养功能降低等一系列生态问题。桉树人工林生态问题饱受社会争议,本文就经营中存在的问题展开论述,并提出科学经营桉树人工林的基本思路和策略,促进桉树人工林健康可持续发展。
桉树人工林;经营问题;科学经营;可持续发展
桉树(Eucalyptus)以快速成材而闻名,因具有广泛的适应性而得到大力发展,作为世界三大速生造林树种之一,桉树正成为我国应用最广泛、颇具竞争力的经济发展引擎。20世纪80年代后期开始,由于中澳桉树合作项目的开展,桉树在我国进入飞跃发展阶段。突出表现在:一是桉树科技创新发展迅速,桉树新品种不断涌现,使唤其成为我国生长最快、经济效益最好的树种之一;二是发展且种植桉树的省(区)十分重视桉树,不少省(区)专门成立了桉树科研和推广机构,从行政和经济上全力支持桉树产业的发展;三是桉树产业异军突起,林浆、林板一体化的大型企业成为当地经济发展的支柱。截至2014年我国桉树人工林面积约450万hm2,占全国人工林面积6.7%,年产木材3000多万m3,仅用全国 2% 的林地生产了全国25% 的木材产量[1],为国家经济和林业发展做出重大贡献,而且从种苗培育到苗木栽植到木材加工利用形成了一条强有力的桉树产业链。种植桉树其生态环境也得到改善,如广东湛江市遂溪县成为全国的“长寿之乡”,桉树是这里的主要树种之一。
近年来,随着桉树人工林的不断发展,桉树人工林生态问题饱受争议,但其带来的经济效益和生态效益依然有目共睹。桉树在华南地区广泛种植,对消灭荒山、增加林区经济收益、促进林业发展起到重要的作用,在其带来经济效益的同时,存在的问题也逐步显现,如单一树种长期连续高强度种植和短轮伐期经营,导致土壤肥力衰退;桉树林造林炼山和过度采伐利用,导致土壤地力下降、表土坚实、水土流失、水源涵养功能降低等[2]。有的地方经营者单一使用化学农药防治病虫害,全覆盖使用除草剂,使植被和病虫害天敌大量减少,造成环境污染。本文就桉树人工林经营中存在的问题展开论述,并提出科学经营桉树人工林的基本思路和策略,促进桉树人工林健康和可持续发展。
1.1 机耕全垦整地,过度炼山
由于多数桉树种植者以追求最大经济效益为目的,为了降低生产成本,提高工作效率,许多地方采用机耕全垦整地,适逢雨季时,大量养分随着表土流失,水土保持能力减弱。目前,一些地区采用机耕全垦整地造林,特别在山区会严重破坏土壤植被结构,直接暴露表土,增加了桉树人工林地表径流,造成林地水土流失。许多地方采取人工除杂及炼山造林,致使氮元素等土壤养分大量流失、肥力逐渐下降,进而导致了生态环境的破坏,埋下了地力衰退的祸根,不利于林业的可持续经营。杨尚东等[3]通过对广西红壤区桉树人工林进行研究分析,发现炼山虽然短期(1周) 内可增加土壤的速效成分,但炼山后山体裸露引发的水土流失导致了后期土壤有机质和速效钾含量的降低,表明炼山整地容易导致桉树人工林土壤肥力下降。
1.2 品种单一化,高密度种植
我国90%的人工林为单一品种的纯林,而且幼龄林占82%,尽管人工林面积居世界之首,却未能在维护生态安全和木材供应上发挥主导作用[4]。单一品种的纯林会造成地力衰退,生物多样性下降,整个生态系统抵御自然灾害的能力以及稳定性大大减弱。人工纯林最容易诱发病虫害,如大面积营造单一的杨树林,出现对天牛等虫害防治的困难[4]。同样,雷州半岛大面积的桉树人工纯林也面临着土地肥力下降,林木生长衰退的突出问题,每公顷的蓄积量比第一代同龄林蓄积量减少50%[5]。由于桉树生长迅速,为了高产,不少桉树人工林种树密度高达4 500株·hm-2,显著高于科学造林的1 245 ~ 1 950株·hm-2,这种高密集种植导致桉树周围的其他植物无足够的生长空间,幼林在1 a后可完全郁闭,致使林下杂草得不到阳光,生长受到抑制,林下植被多样性减少,不利于土壤肥力的积累和水源涵养能力的提升。为此,现不少地方要求把桉树改造作为生态修复的一个重要内容。
1.3 不合理施肥
我国华南地区桉树人工林土壤肥力的总体水平较低,氮、 磷、 钾缺乏,土壤吸水保水能力弱,淋溶严重,微量元素铜、锌、硼等也都普遍处于缺乏或极缺乏水平[6]。桉树根系发达,生长速度快,因此其相应的吸水吸肥能力也比较强。不同的施肥量、施肥的次数以及如何科学搭配的施肥对桉树的生长均有显著的影响[7]。在桉树人工林经营过程中,存在着对桉树只重“栽”不重“施”的粗放管理方式和盲目施肥现象[8]。为了运输和施肥方便,许多营林单位特别在高山林区长期较为单一大量地施用化肥,造成土壤板结及土壤肥力退化等负面效应。
1.4 过度使用化学农药,全覆盖使用除草剂
随着桉树人工林面积的不断增加,病虫害的问题也日益凸显。在病虫害产生的过程中不能及时准确进行预测预报,掌握其发展规律,使用生物防治、物理防治等办法,把病虫害消灭在萌芽状态,而是在其大范围发生后,使用大量化学农药进行喷杀,特别是害虫进入老熟幼虫阶段,害虫的抗药性明显增加,不但防治不彻底,也显著地增加了成本。林地在使用化学农药后,导致土壤中残留着很大部分的化学农药成分,加速土壤的酸化,打破土壤酸碱平衡,使得重金属在酸性条件下愈加活跃,造成土壤污染,给饮用水安全留下隐患。
在桉树幼林的抚育管理中,为了追求简单化及人工林的产量,部分经营者全覆盖使用化学除草剂,林下杂草、灌木全无,使桉树林中的生态环境发生了巨大的变化。在一定程度上虽能促进桉树对肥料的吸收、利于旱季森林防火,但是造成林下生物多样性大大降低,病虫害天敌基本灭绝,水土流失严重。进一步加重土壤的负担,影响林业的可持续发展。同时这也引起了社会的反感,给当今桉树的经营和发展造成很大的阻碍。
1.5 过度采伐利用,超短轮伐期经营
皆伐是人工林生产中的一种主要采伐方式,皆伐后会引起林地生态环境发生变化, 对林地植被和土壤产生影响[9]。杜阿朋等[10]通过比较两种造林措施下桉树人工林土壤肥力特征发现,皆伐对浅土层的土壤有松动作用,在一定程度上降低土壤容重,使造林后林地土壤物理特性变差。杨玉盛等[11]应用密闭室碱吸收法对杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林皆伐后的土壤呼吸进行定位研究,结果表明:皆伐对人工林土壤呼吸影响显著,直到1 a后才能趋于平稳。张正雄等[12]通过对尾叶桉(E.urophylla × E.grandis)人工林皆伐作业前后林地植被变化的调查分析,发现皆伐后,林地植物群落组成发生了变化,一部分植物消失,一部分植物增加,容易造成林地水土流失,破坏林地生态环境。由于桉树人工林产量越来越高,轮伐期越来越短,华南地区甚至只需4 ~ 5 a,而桉农们出于经济利益考虑,普遍有“多得不如先得”的想法,在桉树3 ~ 4年生时就会对其进行砍伐。这意味着林地随桉树砍伐后被带走的养分量越来越大。不少农民还将桉树林中的枯枝落叶拿走,造成土壤养分达不到平衡,正常的养分循环受到破坏,这种掠夺式的经营方式确实会造成桉树人工林地力下降[13]。
桉树的问题不是树种本身,而是经营模式的问题。正是全垦整地、炼山、高密度种植、不合理施肥、全覆盖式喷洒化学农药、除草剂等粗放的经营模式导致了桉树林土壤退化、林下生物多样性减少等。不少地方出现了纵火烧山、频繁盗砍生态公益林等一系列的生态安全问题,严重破坏了自然生态和生物多样性的规律,而且出现了各地荒山面积递增的不良现象。而在桉树已对森林资源格局、农民增收、产业发展等产生重要影响的当前,如果政府又大力主导禁桉限桉,则是走向了另一个极端,将带来更大危害。项东云说:“砍掉现有的桉树林,种什么树能在4 ~ 5 a内形成现有的森林规模和效应?这对水源涵养的危害会更大。相比于直接砍掉或禁种限种,更好的处理方式是通过规范经营方式对既有桉树林进行改造,开展科学经营”[14]。
2.1 增加桉树人工林群落多样性
桉树人工林要合理发展桉树与其他植被的结合生长,充分利用森林资源,引进不同类型树种,采取不同种植技术,采用桉树和其他树种灌木等的混交林,形成复层林,改善人工林环境[15]。张文元等[16]对红椎(Castanopsis hystrix)与桉树进行混交造林试验,结果表明:桉树并不会抑制红椎的生长,且混交造林在一定程度上促进森林植物的多样性,改变目前树种过于单一的情况,提升森林生态系统功能和整体质效,以利于生态保护。蒋燚等[17]通过建立林—农、林—药、林—草3种桉树人工林复合经营模式,进行了长达3 a的研究分析,发现复合经营模式林地的土壤矿质营养元素含量比纯林高,提高了土壤肥力,减少水土流失,增加了经济效益,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。朱荣耀等[18]通过从广东、广西等地引种18个桉树种,营造90多条桉树混交试验林带,研究表明桉树混交防护林能充分利用林地条件,形成良好小气候,平衡生态系统,减轻病虫害,最重要的是混交林能调节森林密度,克服纯林带边行树干弯曲的缺点,达到速生丰产的目的。郭明丽[19]通过对德化县桉树幼林不同抚育的试验,表明不同的抚育方式对桉树幼林的胸径和树高生长均有显著影响,改变人工林抚育方式,能促进林木生长,增加植被多样性,提高林分生物量和生产力。
2.2 选择合适的造林密度
在桉树种植中,造林密度选择十分重要,包括造林前期的栽培密度以及后期的保留密度,需要充分考虑造林的用途、目的以及造林地的具体环境情况,选择合适的造林密度,它对树木的生长、土壤状况以及周边生态环境都有一定的影响。造林密度也最终影响到整个经济利益的成效,同时能促进我国的自然资源、生态建设和谐有效地发展下去[20]。实践证明,桉树林最适宜的造林密度随着栽培技术、立地条件、培育目的等因素的变动而变化,过大或过小的造林密度都会影响到桉树的生长状况以及出材情况。桉树造林密度与桉树生长、水源涵养、土壤肥力、林下植被防风性息息相关。只有密度适中,才能更有效地改善桉树人工林土壤性质、提高水源涵养效能、防止水土流失,才能保证在较短的时间内得到较多的材种,促进经济利益最大化[21]。
2.3 合理施肥
桉树虽为耐贫瘠树种,但由于其生长快,对养分的需求量较大,在土壤养分不足的情况下生长缓慢[8]。因此合理施肥能满足桉树的快速生长需要,增加桉树生物量的积累,达到高产、优质、高效的目标,促进林业可持续健康发展,实现经济效益和
生态效益双丰收[22]。桉树的施肥管理应以培肥地力、提高肥料利用率以及使用新型环保含碳肥料、生物腐殖酸类肥料为目的[8]。开发新型复合微生物桉树肥,利用添加了各种固氮、解磷、解钾菌种的有机基质作为外包裹层,内部为无机养分,一肥三效,在降低桉树肥料成本的同时提高肥效[23],同时加强对土壤和肥料的重金属控制,防止重金属污染。陈少雄[6]根据我国目前土壤肥力水平和经营状况,分析指出桉树基肥应重视有机肥料的施用,以无机肥加有机肥施用效果最好,并注意科学搭配,追肥必须是N、P、K的合理配比,才能增加产量。
2.4 推进桉树病虫害、杂草无公害防治技术
当前国家十分重视林业的发展,重视生态建设,所以推进桉树病虫害、杂草无公害防治技术十分必要。相关部门应建立林业有害生物监测预警体系,及时进行病虫害预测预报,根据病虫害发生规律和气候因子的变化建立预测预报模型,做到治早、治小、治了。同时有关经营者要积极参加地方林业局森林病虫害的监测工作,提前做好桉树病虫害的防治,防止病虫害扩散。推进无公害防治,以生物防治、物理防治为主,化学防治为辅,引入林业病虫害天敌,发展林业病虫害不育技术,运用激素类信息素防治病虫害等方法,达到生态防治的目的,有效地维护森林健康[24]。妥善处理好除草和保护环境的关系,要结合林分空间布局、时间选择,防止全覆盖使用除草剂。在林木抚育、病虫害防治中一定要把促进林木生长和保护生态环境结合起来,保证经济效益、生态效益和社会效益同时增加,才能使桉树发展立于不败之地。
2.5 生态采伐
生态采伐是指采伐不影响或尽可能不影响森林生态系统,不造成森林生态系统结构、功能的损伤[25]。森林的适度采伐与更新既能满足人类的木材消费,又能起到调节森林结构、促进森林健康发展的作用[26]。实行低强度择伐(10% ~ 20%),既能保持原有的森林生态系统结构和功能,又能产生较好的经济效益,并且有利于土壤、生物多样性、生态系统和景观的维护[27]。与此同时,适当地延长当前桉树人工林的采伐年限,反对超短轮伐期,大力提倡经营周期较长的桉树大径材林。使采伐后的森林仍是能够持续发挥生态效益的天然林,使人为经营下的人工林尽量保持高度的天然性,使人工林自然化,实现森林群落的动态平衡。
当前全球森林资源仍在持续减少,而全球木材需求还在持续增加。只有严格保护天然林、大力发展人工林,才能满足人类日益增长的生态需求和木材需求。桉树是增加木材供给、减少天然林采伐的一个好选择。我国要借鉴新西兰“用不足全国森林面积17%的人工林,生产占全国木材产量95%的木材”的成功经验,以少量的桉树林通过集约经营来提供大量的木材,以更好地保护大面积的天然林[28]。吕海波[4]指出森林经营应当立足于“生态系统经营”,维持森林复杂性、整体性和健康状态。美国新林业的策略方针和举措以及德国接受“前人栽树,后人遭殃”的深刻教训而提出的近自然林业,给我们提供了全新的思路和成功的模式。
当今国家十分重视生态文明建设,强调要按照绿色发展理念,实行最严格的生态环境保护制度,建立健全环境与健康监测、调查、风险评估制度,重点抓好空气、土壤、水污染的防治,加快推进国土绿化,切实解决影响人民群众健康的突出环境问题。这要求林业把由经济目标为主转化为生态效益为主。桉树种植者如果仅注重眼前的利益,不注意生态效益,不但加深人们对桉树的误解,还会使桉树的发展处于尴尬的境地。科学经营,改变传统的人工林作业方式,不但能使桉树稳产高产,还会产生很好的生态效益,给人们带来福祉。
[1] 谢耀坚.真实的桉树[M].北京:中国林业出版社,2015.
[2] 朱文丽.于无声处做科研风口浪尖说桉树——专访国家林业局桉树研究开发中心党委书记/副主任、中国林学会桉树专业委员会主任委员谢耀坚研究员[J].科学中国人,2013(10):64‒65.
[3] 杨尚东,吴俊,谭宏伟,等.红壤区桉树人工林炼山后土壤肥力变化及其生态评价[J].生态学报,2013,33(24):7788‒7797. [4] 吕海波.浅议营造人工纯林的危害[J].民营科技,2010(6): 110‒110.
[5] 王景常.关于雷州半岛桉树纯林面临的问题及其解决的意见[J].广东林业科技,1985(1):21‒22.
[6] 陈少雄.桉树人工林土壤养分现状与施肥研究[J].桉树科技,2009,26(1):52‒63.
[7] 唐孟美.广西桉树人工林土壤养分现状与施肥研究[J].吉林农业,2014(3):68‒69.
[8] 任忠秀,包雪梅,于家伊,等.我国桉树人工林施肥现状、存在问题及对策[J].桉树科技,2013,30(4):52‒59.
[9] 张正雄,赖灵基,陈玉凤.不同林分结构人工林皆伐后不同土层温度的变化[J].西南林业大学学报, 2013,33(4):39‒43.
[10] 杜阿朋,韦东艳,张婧,等.不同造林措施对桉树人工林地土壤养分的影响[J].桉树科技,2012,29(2):1‒7.
[11] 杨玉盛,陈光水,王小国,等.皆伐对杉木人工林土壤呼吸的影响[J].土壤学报,2005,42(4):584‒590.
[12] 张正雄,周新年,郑世群,等.皆伐前后尾叶桉人工林林地植被组成的变化[J].森林工程,2007,23(3):1‒4.
[13] 徐大平,张宁南.桉树人工林生态效应研究进展[J].广西林业科学,2006,35(4):179‒187,201.
[14] 孙志平,向志强.“桉之祸”还是“人之过”?——广西“限桉”引发生态、政策双重争议[EB/OL].(2015-05-22) [2016-09-30]. http://big5.xinhuanet.com/gate/big5/news. xinhuanet.com/2015-05/22/c_1115379832.htm.
[15] 陈梓贵.浅谈如何合理发展桉树人工林[J].农业与技术,2012,32(5):55.
[16] 张文元.红锥与桉树混交造林试验[J].防护林科技, 2016(6):28‒30.
[17] 蒋燚,刘晓蔚,侯远瑞,等.18种桉树人工林复合经营模式的投入及产出评价研究[J].西部林业科学,2012, 41(1):24‒33.
[18] 朱荣耀,温茂元,陈伟明,等.桉树混交防护林[J].热带农业科学,1983,(1):51‒54.
[19] 郭明丽.幼林桉树生长状况与抚育方式不同的试验研究[J].华东森林经理,2006,20(3):24‒26.
[20] 莫乐强.造林密度对桉树生长及生态的影响初探[J].中南林业调查规划,2015,34(4):59‒61.
[21] 张宏春.造林密度对桉树人工林的影响初探[J].中国林业产业,2016,(4):179.
[22] 杨启军,曹继钊,欧代敏,等.桉树人工林肥料发展[J].广西林业科学,2013,42(2):193‒196.
[23] 张国彪,梁文涛.桉树人工林施肥肥效影响因素初探[J].广东化工,2015,42(3):80‒80.
[24] 潘明哲.林业病虫害生态防治技术研究[J].黑龙江科学,2016,7(16):42‒43.
[25] 陈伟.浅谈新林业理论下森林生态采伐规划研究[J].科技展望,2014(10):28.
[26] 张会儒,唐守正.森林生态采伐研究简述[J].林业科学,2007,43(9):83‒87.
[27] 亢新刚,罗菊春,孙向阳,等.森林可持续经营的一种模式[J]. 林业资源管理,1998(专刊):51‒58.
[28] 彭科峰.我国桉树人工林年产木材超3000万立方米[N/OL].中国科学报,2015‒10‒26(4)[2016-09-30]. http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2015/10/329338.shtm? id=329338.
Advocating Green Operation to Promote Sustainable Development of Eucalyptus Plantations
YANG MIN-sheng, LI Chao, WU Zhi-hua
(China Eucalypt Research Centre, Zhanjiang 524022, Guangdong, China)
The rapid development of Eucalyptus plantations has brought significant benefits to the development of the country’s productive plantation estate and also its economic development. However, some commercial plantation growers pay inadequate attention to environmental issues as they focus on pursuit of short-term profits. Not surprisingly, eucalypt plantations in China can sometimes be controversial with respect to their perceived environmental and ecological impacts. Aspects of plantation management that can be perceived as particularly controversial in the eyes of the broader public, due to their impacts on ecology and water issues, include mechanical site preparation, high plantation densities, long-term reliance on plantation monocultures, irrational fertilization, overuse of chemical pesticides and the short duration of rotations. In this article we discuss the ecological challenges associated with eucalypt plantation development and management. Some scientific management suggestions and developmental strategies are proposed for ecologically sound and sustainable future development of the eucalypt plantation industry.
Eucalyptus plantation; management problems; scientific management; sustainable development
S750
:A
“十二五”国家科技支撑计划“拮抗青枯病菌菌株的筛选及应用技术”(2012BAD19B08);“十三五”国家重点研发计划“桉树高效培育技术研究”(2016YFD0600500)
杨民胜(1945— ),男,研究员,主要从事森林培育研究
*通讯作者:李超(1987— ),女,硕士,工程师,主要从事森林保护研究.E-mail: d.lichao@163.com