植物篱的生态价值和民族生态学价值探讨

2017-07-13 05:25张顺仓王斐张宇
安徽农业科学 2017年24期
关键词:生态价值发展历程

张顺仓 王斐 张宇

摘要 分析了植物篱技术在国内外的发展历程,综述了植物篱的生态价值,包括改善区域微环境和增加生物多样性,控制水土流失,改善微地貌,改善土壤理化性质,控制农业面源污染等。同时介绍了植物篱的民族生态学价值,即不同民族对植物篱的应用情况。

关键词 植物篱; 发展历程;生态价值; 民族生态学

Overview of Ecological Value and Ethnoecology Value of Hedgerow

ZHANG Shun-cang1,WANG Fei1,ZHANG Yu2 (1.College of Bioscience and Biotechnology,Yangzhou University,Yangzhou,Jiangsu 225009; 2.Key Laboratory of Economic Plants and Biotechnology,Kunming Institute of Botany,Chinese Academy of Sciences,Kunming,Yunnan 650201)

Abstract The development of hedgerow technology at home and abroad was analyzed,the ecological values of hedgerow were reviewed,including improving the regional microenvironment and biodiversity,controlling soil erosion,improving microtopography,improving soil physical and chemical properties,and controlling the agricultural non-point source pollution.The ethnoecology value of hedgerow namely the application of hedgerow in different ethnic groups was also introduced.

Key words Hedgerow;Development history;Ecological value;Ethnoecology

近年来,随着人口的急剧增加和人们物质需求的提高,人类对自然资源进行了掠夺式的开发利用,严重破坏了自然生态系统的自我修复和平衡体系,导致水土流失、气候恶化、生物多样性减少等一系列问题,对人类社会的可持续发展产生了不利影响。为了改善生态环境,国内外学者运用不同生态手段进行了多种尝试,其中植物篱技术在防风固沙、减少地表径流、改善土壤养分等方面的作用逐渐受到重视,在世界范围内得到了广泛应用。此外,不同民族在对植物篱的应用过程中发掘出了其独特的经济价值和文化价值,具有广阔的民族生态学研究前景。笔者概述了植物篱技术的发展历程、生态价值及其民族生态学价值,以期为更加合理地利用这一技术造福人类提供理论参考。

1 植物篱技术的发展历程

植物篱技术是指在坡耕地上沿一定等高线密集种植一些茎秆坚挺、萌生力强的多年生灌木、小乔木或草本植物过滤带,进行拦截泥沙、保土蓄水,并在其带间种植农作物或林果作物而形成的一种农林复合技术[1-2]。

植物篱最早起源于欧洲,至今已有数百年历史。在19世纪及20世纪早期发表的农业报告中,很多都涉及植物篱[3]。Hoskins[4]指出,山楂是最早用于植物篱的植物种类。Rackham[5]概述了植物篱的发展历史,指出植物篱的起源可追溯到罗马时代。在许多欧美国家,植物篱的早期应用侧重于边界防护、木材生产等方面,后来应用领域逐渐扩展,在生物多样性保护、土地保护及景观生态规划等方面发挥了不可替代的作用[6-8]。

我国有关植物篱技术的研究起步相对较晚,20世纪90年代初期才逐渐兴起。1991年唐亚首先在金沙江河谷坡地上开展了植物篱模式的研究和示范工作,并结合我国山区的实际情况进行了大量改进和完善[9]。1998年以后植物篱的影响和试验范围逐渐扩大。近十几年来,国内学者对植物篱物种选择、减蚀效果、带内间距和结构、土壤养分变化和生态效益等方面进行了大量研究,揭示了植物篱在防治水土流失中的综合效应[2,10-12]。目前,我国对植物篱的研究主要集中于长江中上游干旱河谷区、三峡库区及黄土高原等水土流失较严重的地区。为了降低山区坡耕地水土流失的治理成本,结合植物篱种类的特有属性,我国学者在总结前人研究的基础上提出了等高植物篱、经济植物篱和固氮植物篱的概念,并在试验区取得了较好的生态效益和经济效益[13-15]。

2 植物篱的生态价值

2.1 改善区域微环境和增加生物多样性 植物篱作为防护林,能有效改善区域小气候,它不仅可以降低白天温度、大气湿度和土壤温度,还可以降低风速,减少蒸发和提升夜间温度,这种微环境的改变有利于作物生长[16]。同时,植物篱在生物多样性保护方面也发挥着重要作用。植物篱是多种野生动物的栖息地和活动场所,植物篱分布较多的地方野生动物的种类和数量也较多,有利于动物的保护和生态系统的平衡稳定[3,17-18]。栖息动物则可以通过传播植物种子等方式来扩大植物的分布范围,促进植物多样性的增加[19]。

2.2 控制水土流失 植物篱可以拦截泥沙,减少径流量和降低坡面水流速度与冲刷力,分散地表径流,已成为水土流失最基本的防治措施之一[20]。Donjadee等[21]在3個不同坡度的模拟坡地上种植香根草植物篱,在6个梯度的模拟降雨冲刷下,其径流量体积和土壤流失率与对照相比分别减少了31%~69%和62%~86%。Fan等[22]在浙江诸暨地区设置径流场试验小区,研究黄花菜和沿阶草对土壤侵蚀的缓解作用,结果发现,植物篱区与对照相比土壤侵蚀量和地表径流分别减少了31.99%~67.22%和15.44%~45.11%。

2.3 改善微地貌 植物籬在减少水土流失的同时,能使被降雨冲刷的土壤颗粒在植物篱带间逐渐堆积,从而缓减坡度,减少坡长,提高篱坎,最终形成生物田。Lin等[23]在长江三角区上游的紫色土壤坡耕地上种植香根草植物篱和紫穗槐植物篱,分别使坡度平均减缓3°72′和2°81′。陈治谏等[24]研究表明,在皇竹草植物篱-农作物种植模式下,2年后试验坡地的坡度由25°减小为22°,且由于泥沙的堆积形成了连续的淤积带,同时植物篱带上沿的土壤层形成了篱坎。

2.4 改善土壤理化性质,提高土地利用率 土壤容重、孔隙度、入渗率和养分含量等是土壤物理性质的重要指标,决定了土壤肥力的大小。植物篱庞大的根系能富集和拦截因土壤侵蚀而流失的土壤颗粒,降低土壤容重,提高入渗量和入渗率,其枯枝落叶还能增加土壤有机质含量,改善土壤营养状况[25-26]。黎建强等[12]研究表明,在长江上游坡耕地上种植植物篱,可使植物篱带上、带内和带下土壤的有机质含量分别比带间土壤增加27.9%、67.3%和31.6%。刘绪军等[27]研究了植物篱对坡耕地土壤理化性质的影响,发现与对照相比,种植植物篱的坡耕地全年平均土壤含水率提高20.5%,且土壤的通气、透水和导热等性能明显上升[27]。

2.5 控制农业面源污染 近年来,随着城市化进程的加快和工农业生产方式的转变,一些地区城市垃圾、畜禽粪便堆积,化肥及农药残留等通过地表径流形成水源污染,农业面源污染问题受到越来越多的关注。植物篱作为一种农林复合技术,其根系的穿插和固结作用可有效拦截土壤颗粒,改善土壤理化性质,增强土壤对污染物的吸附、溶解和降解能力。Lazzaro等[28]在意大利东北部地区研究了悬铃木等木本植物组成的植物篱对喷洒农药的截留效应,发现其能有效拦截农药气雾,截留率达73%以上。Otto等[29]在果园中喷洒农药,植物篱对农药的截留率高达98%,有效降低了农药对周边居民区的污染。

3 植物篱的民族生态学价值

民族生态学的概念最早由美国科学家Hanold Conklin于1954年提出,指出民族生态学为人类认识自然界的信仰、知识和实践。随着研究的深入,人们对民族生态学有了更深入的认识。目前,认为民族生态学是研究民族发展与生物资源利用及生态环境保护之间关系的学科,是民族学与生态学的有机结合和相互渗透。民族生态学是研究不同民族和社会如何与其自然环境要素相互作用的一门科学[30]。

作为一种重要的植物资源,植物篱除了具有多种生态价值外,各民族在对其进行开发利用过程中,挖掘了其丰富的民族生态学价值。如我国滇西北地区的藏族将川小檗、滇西山楂、长柱十大功劳、丽江山荆子、单刺仙人掌、峨眉蔷薇等植物篱植物作为食物来源[31]。在南非夸祖鲁-纳塔尔省的图盖拉河上游地区,当地农民把常见的植物篱树种卡鲁银合欢、桑树和美国皂荚作为动物饲料的重要来源[32]。我国云南地区常见的植物篱植物金雀花具有多种用途,当地居民将其花作为蔬菜食用,同时用于治疗贫血、咳嗽等疾病[33]。河北省怀安县农民利用当地主要的植物篱树种紫穗槐的枝条编织箩筐、荆笆等用于日常生活,利用鲜嫩茎叶等作为有机肥源和饲料,老枝条用作燃料,产生了良好的经济效益[34]。

4 展望

作为一种不断发展的农林复合业技术,植物篱具有重要的经济价值和生态价值。在当前生态环境不断恶化的背景下,探讨如何更加合理地利用植物篱技术,使其更好地服务于我国社会经济的发展显得尤为必要。不同地区自然环境和社会文化有差异,要根据当地实际情况选择适宜的植物篱物种、结构和配置模式,兼顾其经济效应和环境效应。各地区居民在长期的生产实践中积累了丰富的植物篱利用传统知识,这些传统知识是当地文化和环境条件的融合体,体现了植物篱的民族生态学价值。建立健全保护制度,对于传统知识进行搜集和整理,从中凝练出适合当前经济发展的植物篱利用新方式具有重要的理论和实践意义。

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