速生桉樹人工林對水庫生態(tài)環(huán)境影響機理研究

藍剛

（廣西科源工程咨詢有限責任公司 廣西南寧 530023 廣西壯族自治區(qū)水利科學研究院 廣西南寧 530023）

速生桉樹人工林對水庫生態(tài)環(huán)境影響機理研究

藍剛

（廣西科源工程咨詢有限責任公司 廣西南寧 530023 廣西壯族自治區(qū)水利科學研究院 廣西南寧 530023）

通過對廣西公凈水庫水源區(qū)域成年桉樹人工林及幼年桉樹人工林土壤采樣進行測定，并與該水源區(qū)馬尾松林對比。結(jié)果顯示，該水庫庫區(qū)三種林分土壤容重均不同，但都隨著土壤深度的增加而增加，容重最大的是成年桉樹人工林，最小的是馬尾松林；從土壤中含有的總N來看，馬尾松林土壤含量最高，而成年桉樹人工林含量最低；從水源涵養(yǎng)能力來看，成年桉樹人工林最差，馬尾松林最好，表明種植桉樹人工林對水庫生態(tài)有負面影響。

速生桉樹；人工林；土壤特性；生態(tài)影響

桉樹因其材質(zhì)硬、生長快、適應性強、用途廣等優(yōu)點，是世界三大速生樹種之一，在我國南方熱帶、亞熱帶地區(qū)種植廣泛，其中在廣西、云南、貴州、四川等省份均有種植，以廣西公凈水庫水源區(qū)為例，種植有大面積的桉樹林，對原有林分結(jié)構(gòu)進行了打破，水源區(qū)森林水源涵養(yǎng)能力發(fā)生了改變。現(xiàn)階段，關(guān)于桉樹種植引發(fā)的問題在國內(nèi)外的爭論比較大，爭論的主要問題是桉樹人工林種植對土壤肥力及生物多樣性影響等問題。而對水源區(qū)種植對水庫生態(tài)環(huán)境影響的研究不多。本文針對廣西公凈水庫水源區(qū)種植成年桉樹人工林、幼年桉樹人工林及馬尾松林作為對比，對幾種植被種植后土壤容重、總N、孔隙度等影響庫區(qū)生態(tài)環(huán)境的因素進行分析，揭示速生桉樹人工林種植對水庫生態(tài)環(huán)境改變的程度，為水庫生態(tài)環(huán)境的發(fā)展提供意見。

1 廣西公凈水庫水源區(qū)概況及研究方法

1.1 水庫水源區(qū)概況

公凈水庫流域面積約150km2，流域內(nèi)以山原地貌為主，土壤以紫色土壤為主，紅壤次之，巖層為中生代紅色砂頁巖系，谷地內(nèi)分布有水稻土、沖積土及黃棕壤。流域內(nèi)屬南亞熱帶季風氣候，年均溫度21.4℃左右，年均降雨量1415.4mm，全年86%的降雨集中在4～11月份。森林覆蓋率為56%，植被多以馬尾松林為主，人工林以桉樹林為主。水庫主要用于保證農(nóng)業(yè)灌溉。

1.2 研究方法

對該水庫水源區(qū)馬尾松林、成年桉樹人工林及幼年桉樹人工林三種植被類型進行采樣。對每種林分土壤做剖面采樣，剖面為（1.5×1.0×0.8）m3長方形土坑，分別按 0～20cm、20～40cm、40～60cm土壤層次采用環(huán)刀法采集自然狀態(tài)土壤，對采集到的土壤樣品測定土壤孔隙度、容重等。同時，采集散樣樣品，對土壤總N進行測定。采用常規(guī)分析方法對土壤孔隙度、容重進行測定，采用高溫外熱重鉻酸鉀氧化-容量法對土壤總N進行測定。

2 結(jié)果與分析

經(jīng)過測定，三種林分土壤容重、孔隙度及總N測定結(jié)果如表1所示。

表1 三種林分土壤特性測定結(jié)果

從表1可看出，隨著土壤深度的增加，土壤容重也增大，表層土壤容重最小的是馬尾松林，為1.08g/cm3，而最大為成年桉樹人工林，為1.38g/cm3，綜合計算可知，成年桉樹人工林在0～60cm土層中土壤容重最大，為1.45g/cm3，高于幼年桉樹人工林與馬尾松林。馬尾松林因為表層腐殖質(zhì)良好，土壤疏松多孔，根系發(fā)達，富含氮素，因此容重較小，對水分的貯存非常有利。而幼年桉樹人工林容重小的主要原因是認為因素的影響，如施肥、松土等。綜合而言，成年桉樹人工林的容重最大，與幼年桉樹人工林相比，差異顯著，表明桉樹林在生長過程中，土壤容重容重增大，土壤結(jié)構(gòu)變差。

從總N含量來看，馬尾松林土層中的總N明顯含量是最高的，比幼年桉樹人工林與成年桉樹人工林均高，隨著土壤深度的加深，總N含量的變化幅度比較大。馬尾松林總N含量在0～60cm土層內(nèi)平均為0.99%，而成年桉樹人工林僅為0.29%，幼年桉樹人工林為0.65%。這就表明，不管是成年還是幼年桉樹林，其土壤總N含量均不及馬尾松林高。主要是由于馬尾松林植被覆蓋良好，表面腐殖質(zhì)層及枯枝落葉保存良好，是總N含量高的主要原因。而桉樹人工林因為受人為因素影響較大，如頻繁踩踏、收集落葉等因素，對土壤中總N的含量帶來影響。

從土壤孔隙度方面來看，由于土壤的孔隙度與土壤的通氣狀態(tài)及積水能力有直接關(guān)系，也關(guān)系到植被的正常。通常情況下，土壤總孔隙度越大，其涵養(yǎng)水源的能力也就越強，反之越差。根據(jù)本文對三種林分土壤孔隙度的測定結(jié)果來看，均呈現(xiàn)出土壤深度越大，孔隙度逐漸降低，馬尾松林在0～60cm土層內(nèi)孔隙度是最大的，達到52.78%，而成年桉樹人工林最小，僅為45.21%。說明成年桉樹人工林土壤孔隙度較小，土壤的通氣透水性及持水能力都比較差，不利于植物的生長，也使土壤的蓄水能力下降。

從桉樹人工林對水庫生態(tài)環(huán)境的影響來看，容重、總N及孔隙度都會影響到水庫的生態(tài)環(huán)境。通過分析可知，成年桉樹人工林的容重、總N及孔隙度均是最差的，表明了桉樹在生長過程中，對土壤結(jié)構(gòu)會帶來較大的影響，使土壤物理性質(zhì)發(fā)生改變，表現(xiàn)為容重增大，土壤變得固實、孔隙度縮小，通氣透水性及持水性都下降。這些變化進一步對土壤的最大貯水量也會帶來影響，包含毛管持水量及有效貯水量。有效貯水量是土壤大孔隙及非毛管孔隙在下雨時貯存的水分，可以向深層下滲、減少地表徑流，補充地下水，參與徑流循環(huán)。根據(jù)表1測定結(jié)果可知，0～60cm土層中，馬尾松林的最大貯水量是最大的，而成年桉樹人工林最小。綜合分析可知，馬尾松林水源涵養(yǎng)能力較好，對水庫生態(tài)環(huán)境的影響最小，而成年桉樹人工林水源涵養(yǎng)能力最差，對水庫生態(tài)環(huán)境的影響是最大的。在桉樹生長中，土壤中的總N含量下降、容重增加、孔隙度變小，土壤變得緊實，透水透氣性變差、持水能力下降，水源涵養(yǎng)功能效益降低，水庫生態(tài)環(huán)境存在惡化現(xiàn)象。因此成年桉樹人工林對森林系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用非常小，無法達到應用的生態(tài)效應。證明桉樹種植不利于保持水源涵養(yǎng)功能和土壤恢復，在水庫水源區(qū)盡量少種植桉樹。同時對馬尾松林要加強保護，保證水庫水源區(qū)的生態(tài)效益。

3 結(jié)論

馬尾松林、成年桉樹人工林、幼年桉樹人工林三種不同林分土壤容重共有的特征是隨著土壤深度的增加，土壤容重也增大，而成年桉樹人工林在0～60cm土層內(nèi)的土壤容重是最大的，馬尾松林在0～60cm土層內(nèi)的土壤容重是最小的。

馬尾松林土壤中總N的含量高于成年、幼年桉樹人工林；成年桉樹人工林土壤的孔隙度最小，土壤透水性、持水能力最差，蓄水能力被削弱，不利于植物生長。

從水源涵養(yǎng)能力來看，馬尾松林最好，而成年桉樹人工林最差。表明成年桉樹人工林在生長的過程中，不利于實現(xiàn)林木種植的生態(tài)效益，尤其是在水庫水源區(qū)，種植桉樹不利于對土壤水分的保持，土壤存在固結(jié)現(xiàn)象，土壤中總N含量下降，蓄水能力降低及水源涵養(yǎng)功能下降，對水庫水源區(qū)生態(tài)環(huán)境具有一定的破壞性，因此，在水庫水源區(qū)盡可能不要種植桉樹，同時對水源區(qū)其它樹種要加強保護。

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1005-7897（2016）06-0065-02

2016-3-13

藍 剛（1988-），男，壯族，巴馬人，工程師，本科，主要研究方向為大壩安全監(jiān)測、山洪災害防治、農(nóng)田水利設(shè)計、水土保持設(shè)計的工作。