桉樹復合經營模式的水土保持效益分析

王會利，蔣燚?，曹繼釗，曾輝，梁燕芳，吳海潮，劉德杰

(1.廣西壯族自治區林業科學研究院，530002，南寧;2.國家林業局中南速生材繁育實驗室，530002，南寧;3.廣西優良用材林資源培育重點實驗室，530002，南寧;4.廣西國有七坡林場，530225，南寧;5.廣西貴港平天山林場，537112，廣西貴港;6.廣西國有博白林場，537617，廣西博白)

桉樹復合經營模式的水土保持效益分析

王會利1，2，3，蔣燚1，2，3?，曹繼釗1，2，3，曾輝4，梁燕芳4，吳海潮5，劉德杰6

(1.廣西壯族自治區林業科學研究院，530002，南寧;2.國家林業局中南速生材繁育實驗室，530002，南寧;3.廣西優良用材林資源培育重點實驗室，530002，南寧;4.廣西國有七坡林場，530225，南寧;5.廣西貴港平天山林場，537112，廣西貴港;6.廣西國有博白林場，537617，廣西博白)

運用徑流場觀測方法，對桉樹－牧草、桉樹－農作物和桉樹－藥材3種復合經營模式的地表徑流量和土壤侵蝕量進行定位觀測，篩選出水土保持效益好的復合經營模式，為桉樹人工林的可持續經營提供參考依據。研究結果表明:桉樹間作牧草、農作物和藥材后，地表徑流量分別降低了21.07% ～31.02%、33.91% ～38.71%和1.51% ～67.12%;土壤侵蝕量受人為干擾影響較大，但種植2年后，桉樹3種復合經營模式均未產生土壤侵蝕;桉樹+木薯復合經營模式的地表徑流量和土壤侵蝕量降幅最明顯，初步認定桉樹+木薯復合經營模式水土保持效益較好，是比較適宜的種植模式。

桉樹;復合經營模式;徑流量;侵蝕量

中國是森林資源匱乏的國家，隨著經濟發展和人民生活水平的提高，木材需求量逐年增加。2000年以來，廣西速生豐產桉樹(Eucalyptus)林基地建設突飛猛進，每年以近10萬hm2的速度發展，根據廣西森林資源二類調查數據得知，到2010年廣西桉樹人工林面積達159.02萬hm2，占全區森林總面積的15.38%。桉樹具有速生豐產、適應性廣、病蟲害少、用途廣泛的特點，經濟、社會效益極大［1－2］。有報道［2－3］稱，桉樹對水分和養分利用率比較高，但生長快，長期種植可能會引起土壤肥力衰退、水土流失等問題，嚴重影響桉樹產業可持續發展。

復合經營是提高林地利用率的有效途徑之一［4］，合適的復合經營在控制土壤侵蝕，改善土壤肥力等方面起著重要的作用［5］。大量研究［6－8］表明，桉樹間種農作物等能有效改良土壤肥力，促進林木生長。目前我國的復合經營模式繁多，但有關其水土保持效益方面的研究報道較少。本研究運用徑流場觀測方法對桉樹－牧草、桉樹－農作物和桉樹－藥材3種復合經營模式地表徑流量和土壤侵蝕量進行定位觀測，以期篩選出結構合理、水土保持效益好的復合經營模式，為桉樹人工林的可持續經營提供依據。

1 研究區概況

桉樹復合經營模式的水土保持效益試驗主要在廣西國有七坡林場、國有博白林場和廣西貴港平天山林場開展。廣西國有七坡林場跨南寧市的江南區、良慶區、扶綏縣，經營面積5萬hm2，林場屬大明山系南向西支的延伸，整個地形由西南向東北漸低，以丘陵地貌為主，海拔一般在200 m以上;地處北回歸線以南，屬南亞熱帶氣候，日照時間長，年平均日照時間超過1 800 h，年平均氣溫21.6℃，極端低溫－1.5℃，極端高溫38.0℃;年活動積溫(≥10℃)為7 450℃;全年降雨量1 200～1 300 mm，全年蒸發量1 600～1 800 mm，相對濕度為79%左右。廣西國有博白林場位于廣西東南部的博白縣境內，經營面積4.79萬hm2，有林面積3.83萬 hm2，屬低山、丘陵、臺地交錯地形地貌，最高海拔811 m，最低海拔68 m;地處北熱帶向南亞熱帶過渡的季風氣候區，光熱充足，雨量充沛，雨熱同季，氣候溫和，年平均日照時間1 778 h，年平均氣溫21.9℃，極端低溫0.5℃，極端高溫37.7℃;年活動積溫(≥10℃)為7 553℃;年平均降雨量1 756.2 mm，年平均蒸發量1 791 mm，相對濕度為80%左右。廣西貴港平天山林場位于廣西貴港市郊，經營面積0.51萬hm2;屬南亞帶季風氣候，熱量豐富，四季分明，雨量充沛，年平均日照時間1 703 h，年平均氣溫21℃，極端低溫－3.4℃，極端最高溫39.5℃;年活動積溫(≥10℃)為7 328℃;年平均降雨量1 450～1 500 mm，相對濕度為80%。

2 研究方法

在廣西國有七坡林場、廣西國有博白林場和貴港市平天山林場分別營建桉樹－牧草、桉樹－農作物和桉樹－藥材3種復合經營模式，桉樹人工林為2009年4月營造，造林密度1 665株/hm2，同時套種牧草、農作物和藥材。

2009年6 月，在廣西國有七坡林場、廣西國有博白林場和貴港市平天山林場分別設置了2、2和4個徑流場。各研究區徑流場設置情況見表1。徑流場面積100 m2(20 m×5 m)，其中長邊與等高線垂直，短邊沿等高線水平。在每個徑流場的上坡邊與2長邊用磚砌成擋水墻(高出地表15～20 cm)，下坡邊筑集水溝，集水溝深20 cm，底寬20 cm，上面覆蓋水泥板［9］。集水池容積為1.5 m3。在各試驗點安裝降雨筒，觀測降雨量。根據各試驗點降雨情況和地表徑流量及土壤侵蝕狀況，及時測定集水池中水量，計算地表徑流量(R/(L/m2))，根據水樣含泥量及池底淤泥烘干量計算土壤侵蝕量(A/(kg/m2))。

表1 各研究區徑流場基本情況Tab．1 Basic information of runoff plots in study area

式中:Vi為第i次觀測的集水池中水量，L;S為徑流場面積，m2。

式中:ρi為第i次測定的水樣含泥量，kg/L;Vi為第i次觀測的集水池中水量，L;Wi為第i次測定的池底淤泥烘干量，kg;S為徑流場面積，m2。

3 結果與分析

3.1 桉樹-牧草復合經營模式

桉樹－牧草復合經營模式選擇桉樹+桂牧1號象草作定位監測對象，同時以桉樹純林為對照。2009、2010和2011年桉樹－牧草復合經營模式地表徑流量變化范圍分別為4 574～6 612、2 337～2 961和29.4～42.6 m3/(hm2·a)(表2)。與桉樹純林相比，2009、2010和2011年桉樹+桂牧1號象草模式下地表徑流量分別降低了30.82%、21.07%和31.02%。表明，桉樹人工林間作桂牧1號象草增加對雨水的滲透和截留，并隨種植時間增加地表徑流量減少，2011年其保水效果特別明顯。這是因為桉樹人工林下間作桂牧草1號，促進桉樹生長，本試驗刈割后的牧草用于桉樹下壓青，林地覆蓋率提高，能有效截留降雨。已有研究［10］表明，巨桉林草復合種植模式下土壤物理性質均有一定程度的改善。本試驗中桂牧1號象草刈割后覆蓋地表，豐富土壤有機物來源，有利于改善土壤物理形狀和孔隙分布，提高土壤的滲透能力和蓄水量，也是有效減少地表徑流的原因之一。

2009和2010 年桉樹純林土壤侵蝕量分別為14.9和3.9 t/hm2，而桉樹+桂牧1號象草經營模式土壤侵蝕量分別為10.0和4.2 t/hm2，2009年降低了32.89%，2010年則提高了7.69%(表2)。這是因為2010年4月份，桉樹+桂牧1號象草復合經營模式補種牧草時對土壤進行了翻墾。2011年桉樹－牧草復合經營模式未產生土壤侵蝕，這可能是因為桉樹屬速生樹種，覆蓋率高，可有效增加樹冠截留，減少雨水對林地表土的沖刷流失。

表2 桉樹復合經營模式地表徑流量和土壤侵蝕量Tab．2 Runoff and soil erosion amount of Eucalypt plantation inter－cropped with different crops

3.2 桉樹-農作物復合經營模式

桉樹－農作物復合經營模式選擇桉樹+木薯作定位監測對象，同時以桉樹純林為對照。研究區降雨量和地表徑流量見表2，可知，2009和2010年桉樹－農作物復合經營模式地表徑流量變化范圍分別為7 255～11 837和5 813～8 795 m3/hm2。與桉樹純林相比，2009和2010年桉樹+木薯模式下地表徑流量分別降低了38.71%和33.91%。這說明桉樹人工林間作木薯能有效減少地表徑流量的產生。這是因為木薯屬多年生(熱帶亞熱帶)或1年生(溫帶)灌木［4］，可提高林地覆蓋率，有效地截留降雨。

2009和2010 年桉樹純林土壤侵蝕量分別為126.4和1.9 t/hm2，而桉樹+木薯復合經營模式土壤侵蝕量分別為52.7和0.1 t/hm2，2009和2010年分別降低了58.31%和94.74%(表2)。可見，桉樹+木薯復合經營模式2010年幾乎未發生土壤侵蝕，防治水土流失效果極好。木薯前期生長慢，生長發育期長［11］，且根系分布較深，桉樹人工林間作木薯能有效減少雨水對地表土的沖刷，隨種植時間水土保持效果越明顯。2010年底，自然災害造成桉樹－農作物復合經營模式徑流場破壞，所以缺少2011年監測數據。

3.3 桉樹-藥材復合經營模式

桉樹－藥材復合經營模式選擇桉樹+扶芳藤、桉樹+金銀花、桉樹+雞骨草作定位監測對象，同時以桉樹純林為對照。研究區降雨量和地表徑流量見表2，可以看出，2009、2010和2011年不同桉樹－藥材復合經營模式地表徑流量變化范圍分別為8 569～10 033、2 986～4 387和 19.8～60.1 m3/hm2。與桉樹純林相比，2009、2010和2011年桉樹+扶芳藤、桉樹+金銀花、桉樹+雞骨草復合經營模式地表徑流量分別降低了 1.51% ～14.59%、19.94% ～31.44%和11.56% ～67.12%。這表明，桉樹－藥材復合經營模式能有效增加雨水的滲透和截流，減少地表徑流量，隨著種植時間各種復合經營模式水土保持效果更加明顯。

2009和2010 年桉樹純林土壤侵蝕量分別為23.0和5.3 t/hm2，而桉樹+扶芳藤、桉樹+金銀花、桉樹+雞骨草模式土壤侵蝕量分別為25.3～59.4和0.8～1.6 t/hm2(表2)，2009年3種模式分別提高了158.26%、42.17%和10.00%，而2010年分別降低了75.47%、84.91%和69.81%。桉樹林地間作藥材時對林地表層土壤進行了翻墾，并且不同藥材翻墾幅度不同，致使林地表層土壤疏松，更容易被雨水沖刷，所以2009年桉樹－藥材復合經營模式土壤侵蝕量比較大，高于桉樹純林，隨著藥材的生長，林地地面覆蓋率增加，使2010年土壤侵蝕量急劇減少，且低于桉樹純林。2011年各經營模式未產生土壤侵蝕，這可能是因為桉樹屬速生樹種，覆蓋度高，有效增加樹冠截留，減少雨水對表土的沖刷流失。

4 結論

桉樹人工林間作牧草、農作物和藥材后，地表徑流量降低了1.51%～73.14%。土壤侵蝕量受人為干擾影響比較大，桉樹人工林間作牧草后，2009年土壤侵蝕量降低了32.89%，2010年4月補種牧草時對土壤進行翻墾，導致2010年土壤侵蝕量提高了7.69%。桉樹人工林間作藥材時對土壤進行翻墾，2009年土壤侵蝕量提高了10.00% ～158.26%，而2010年則降低了69.81% ～84.91%。桉樹人工林間作農作物后，土壤侵蝕量降低了58.31% ～94.74%。由于桉樹屬速生樹種，覆蓋率高，有效增加樹冠截留，減少雨水對林地表土的沖刷流失，2011年各經營模式未產生土壤侵蝕。

桉樹人工林間作牧草、農作物和藥材不僅提高林地利用率，而且有效地控制地表徑流和土壤侵蝕?？茖W合理的管護措施下，桉樹人工林復合經營模式水土保持效益更加顯著，反之，則加劇水土流失。根據試驗區近2年地表徑流量和土壤侵蝕量的觀測結果，初步認定桉樹－木薯復合經營模式水土保持效益比較好，是比較適宜的種植模式。

5 參考文獻

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［11］韋本輝.中國木薯栽培技術與產業發展［M］.北京:中國農業出版社，2008

Study on benefits of soil and water conservationin Eucalypt plantations inter-cropped with different crops

Wang Huili1，2，3，Jiang Yi1，2，3，Cao Jizhao1，2，3，Zeng Hui4，Liang Yanfang4，Wu Haichao5，Liu Dejie6

(1.Guangxi Zhuang Autonomous Region Forestry Research Institute，530002，Nanning;2.Key Laboratory of Central South Fast－growing Timber Cultivation of Forestry Ministry of China，530002，Nanning;3.Guangxi Key Laboratory of Superior Timber Trees Resource Cultivation，530002，Nanning;4.Guangxi Qipo State Forest Farm，530225，Nanning;5.Guangxi Pingtianshan Forest Farm，537112，Guigang，Guangxi;6.Guangxi Bobai State Forest Farm，537617，Bobai，Guangxi:China)

In order to select the compound planting pattern with good soil and water conservation benefits and provide a reference to the sustainable development ofEucalyptplantations，the runoff and soil erosion amount of different planting patterns includingEucalyptus－grass，Eucalyptus－crop andEucalyptus－herbal medicine were observed in standard runoff plots(20 m×5 m).The results showed that:compared with onlyEucalyptusplantation，the runoff of other plantations，such asEucalyptus－grass，Eucalyptus－crop andEucalyptus－herbal medicine，decreased by 21.07% －31.02%，33.91% －38.71%and 1.51% －67.12%respectively;soil erosion was obviously affected by human activity in the early－period，but soil erosion was not found in plantation patterns ofEucalyptus－grass，Eucalyptus－crop andEucalyptus－herbal medicine two years later.Compared with other compound planting patterns，the decrease rate of runoff and soil erosion amount ofEucalyptus－cassava planting pattern was the greatest.Therefore， theEucalyptus－cassava plantation is considered as an appropriate compound planting pattern with good soil and water conservation benefit.

Eucalyptus;compound planting pattern;runoff;soil erosion amount

2011－10－27

2012－05－10

廣西科學研究與技術開發計劃項目“桉樹人工林復合經營模式優化篩選及效益評價”(08160－04);廣西林科院基本科研業務費項目“桉樹人工林水土流失監測與評價”(林科201011號);世界銀行貸款廣西綜合林業發展和保護項目監測子項目“土壤侵蝕監測”(JC2)

王會利(1982—)，女，碩士，工程師。主要研究方向:林業土壤生態和植物營養。E－mail:wanghuili6@163.com

?責任作者簡介:蔣燚(1968—)，男，碩士，高級工程師。主要研究方向:森林生態和森林培育。E－mail:jy68@163.com

(責任編輯:程 云)