慈竹“一刀切”對土壤營養的影響

陳小美+劉曉捷+李加米+羅欣月+胡霞

摘 要 為了降低竹材砍伐成本，提出一種既不破壞竹林生態又利于機械化操作的新型砍伐方式——一刀切，即皆伐留樁。為了給竹林生態恢復提供理論指導和技術支持，在評估一刀切對慈竹林生長恢復能力和經濟增效影響的同時，研究砍伐后竹林生態的動態改變也變得尤為重要。基于此，以慈竹林為研究對象，探討一刀切后竹林土壤營養的影響。結果表明，慈竹一刀切對早期土壤碳氮有一定的影響，但未達顯著水平。砍伐1 a后，皆伐竹林有機質含量和全氮含量有所降低，而無機氮含量無顯著差異。

關鍵詞 慈竹；一刀切；土壤氮；微生物生物量

中圖分類號：S795.5 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.33.022

全世界約有80屬1 000余種竹子，我國有37屬500多種，是世界上竹類資源最豐富的國家，被稱為“竹子王國”，種植面積達500多萬hm2。竹材因木材砍伐限制令和優良的纖維含量已成為木材的主要替代品，廣泛應用于竹膠合板、竹集裝箱板、建筑材料、室內裝飾板材、竹家具和竹纖維等產業中，年產值900多億元。慈竹是中亞熱帶的經濟用材竹種之一，在我國主要分布于四川、貴州等地，僅川南地區（樂山、宜賓、瀘州等）就有竹林86多萬hm2，主要用作竹編工藝和造紙原料。根據造紙要求，目前慈竹林砍伐主要采取間伐的方式，即留一、二年生，砍三年生，去四年以上生的方式。這種砍伐方式成本相當高，人工費用達到150～200元/t，已極大地制約了造紙產業的發展。因此，目前川南片區的造紙企業很大部分都處于舉步維艱的狀態，其中砍伐成本過高是其主要原因之一。

在此基礎上，成功探索出便于機械化操作的一刀切砍伐方式。一刀切（即皆伐留樁）是林木中的主要砍伐方式之一，即在采伐季節伐除全部伐區內竹林的一種采伐方式。由于不用擇選砍伐竹，可以機械化集中采伐，大大節約了勞動力成本。然而，一刀切后竹林溫差增大，增加了竹受烈日和霜凍危害的可能性；土壤保水能力下降，雜草繁茂，土壤生物（微生物和動物）的多樣性格局變化，從而可能影響幼竹的生長。此外，竹林一刀切后，竹壟之間的空地能得到充分的陽光和水分，部分在竹林蔭蔽環境下不能生長的共生植物就有了較好的環境條件從而萌發生長。因此，一刀切勢必對竹林生態產生重要的影響，而這種影響又會反過來促進或制約竹林一刀切后的生態恢復。

本文擬研究新型砍伐方式（一刀切留1 m高竹樁）對竹林土壤生態的影響，旨在探索慈竹林砍伐新模式及其增產效應，以期為造紙企業的復興和伐竹后生態恢復提供理論指導和技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗樣地情況

試驗樣地位于四川省樂山市馬踏縣竹林基地內（a.l.p. 360 m），年均溫16.5～18.0 ℃，年均降水量超過1 000 mm。

1.2 試驗設計

2014年4月，于試驗地選擇三個樣地，每個樣地含長勢良好，健壯的慈竹10壟。將10壟竹林分別用兩種砍伐方式砍伐。其中5壟為對照，采用間伐的方式砍伐。另外5壟采用一刀切留1 m高竹樁（即一刀切）的方式砍伐。砍伐后，每60 d采集土樣測量有機質含量、全氮含量、全鉀含量、全磷含量、硝態氮含量、銨態氮含量、微生物生物量碳含量和微生物生物量氮含量。

1.3 測定方法

采用開氏消煮法測定土壤全氮含量；采用重鉻酸鉀法測定土壤有機質；采用比色法測定土壤銨態氮和硝態氮含量；采用氯仿熏蒸-浸提法測定土壤微生物量碳氮。

2 結果與分析

2.1 慈竹一刀切對土壤肥力的影響

從圖1可以看出，慈竹砍伐方式對土壤有機質含量動態有不同的影響。砍伐后60 d，一刀切竹林土壤有機質含量逐漸增加，在1 a后一刀切竹林土壤有機質水平顯著低于間伐竹林。砍伐后60 d，一刀切竹林的土壤有機質含量明顯高于間伐竹林，是因為一刀切后竹林沒有枝葉，有機質消耗相對較少，因此一刀切竹林土壤有機質水平增加幅度較大。1 a后，2015年4月，經歷了一個冬季后，竹林開始恢復旺盛的長勢，并開始萌發新筍，有機質消耗增加，而由于一刀切竹林的竹葉數量顯著少于間伐竹林，因此在頭年秋冬季一刀切竹林的土壤有機質積累較少，因此砍伐1 a后一刀切竹林土壤有機質顯著低于間伐竹林有機質水平。

而土壤全氮含量和全磷含量在兩種砍伐方式下表現出相似的變化趨勢，兩者無顯著的差異顯著性。一刀切竹林土壤全鉀含量在砍伐120 d后顯著低于間伐竹林，之后逐漸增加，砍伐1 a后含量顯著高于間伐竹林，如圖1所示。

2.2 一刀切對土壤無機氮水平的影響

從圖2可以看出，砍伐后土壤的硝態氮和銨態氮含量都呈現出相似的變化趨勢。兩種砍伐方式下，土壤硝態氮含量都隨著時間的推移顯著降低，間伐下土壤硝態氮下降速度較一刀切方式更快。土壤銨態氮水平在砍伐后120 d出現最高值，一刀切后土壤銨態氮水平上升幅度更大。1 a后，一刀切竹林的硝態氮和銨態氮消耗更大，所以土壤中無機氮水平降低幅度更大。

2.3 一刀切對土壤微生物生物量碳氮的影響

兩種砍伐方式下土壤微生物生物量碳氮含量均隨時間呈現相似的變化趨勢。微生物生物量碳在砍伐后60 d明顯增高，間伐樣地尤為明顯。兩種砍伐方式下，微生物生物量氮含量在砍伐1 a后有一個顯著的降低，如圖3所示。砍伐后60～120 d，間伐竹林的土壤微生物生物量碳和氮含量大于一刀切竹林，暗示著間伐竹林的微生物數量可能要多余一刀切竹林。究其原因，可能是因為間伐竹林土壤有較多的竹葉腐殖質，有相對高的凋落物覆蓋，為微生物生長和發育提供了更適宜的溫度和濕度。

3 結論

慈竹一刀切對早期土壤生態有一定的影響，但未達顯著水平。砍伐1 a后，皆伐竹林有機質含量和全氮含量有所降低，而無機氮含量無顯著差異。更進一步的結果，有待更深入的數據來證實。

（責任編輯：劉昀）