研究營(yíng)林措施對(duì)森林土壤甲烷吸收的影響

劉加強(qiáng)+樊曉忱

甲烷是影響全球氣候變暖的第二大溫室氣體，根據(jù)相關(guān)資料，截至目前甲烷正在以每年0.8%的速度遞增，正在嚴(yán)重影響著人類生存的環(huán)境。而森林土壤是吸收甲烷的重要部位，能夠有效地改善氣候惡化趨勢(shì)。我國(guó)是全球第二的經(jīng)濟(jì)體，正在為世界氣候變化發(fā)揮積極作用，正在全面恢復(fù)森林植被，通過林業(yè)工程建設(shè)和營(yíng)林管理措施來促進(jìn)森林土壤對(duì)甲烷的吸收，用實(shí)際行動(dòng)貫徹落實(shí)巴黎氣候協(xié)定，為實(shí)現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

一、 我國(guó)森林及營(yíng)林措施發(fā)展概況

我國(guó)國(guó)土面積位居世界前列，森林覆蓋面積約占國(guó)土面積的22%，高達(dá)2億公頃，在國(guó)家對(duì)林業(yè)發(fā)展的保護(hù)政策下，每年還在不斷地增加，因此，我國(guó)的森林土壤擁有巨大的甲烷吸收能力，我們必須保護(hù)并利用好這一優(yōu)勢(shì)，為遏制全球氣候變暖發(fā)揮積極作用。根據(jù)有關(guān)研究資料，不同區(qū)域的森林土壤對(duì)甲烷的吸收存在一定差異，這些差異的出現(xiàn)不僅與地理環(huán)境和氣候條件有關(guān)系，而且與營(yíng)林措施也存在很大關(guān)系。從新中國(guó)成立以來，我國(guó)的森林主要實(shí)行國(guó)營(yíng)管理制度，通過林場(chǎng)機(jī)構(gòu)開展森林施肥、采伐等營(yíng)林措施，森林資源的發(fā)展水平逐年提高，尤其是在最近幾年的林業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型時(shí)期，森林生態(tài)系統(tǒng)得到了有力保護(hù)，樹種結(jié)構(gòu)越來越優(yōu)化，大部分林區(qū)的森林資源不僅實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益提升，而且發(fā)揮了重要的生態(tài)調(diào)節(jié)作用，實(shí)現(xiàn)了更高層次的生態(tài)效益，這些都為森林土壤吸收甲烷，改善全球氣候變化奠定了良好的基礎(chǔ)。

二、 營(yíng)林措施對(duì)森林土壤甲烷吸收的影響

森林資源是可持續(xù)利用的再生資源，良好的營(yíng)林措施非常重要。在日常營(yíng)林工作中，我們基本遵循樹木生長(zhǎng)的客觀規(guī)律，以生長(zhǎng)周期為主線開展施肥、采伐等管理工作。通過對(duì)森林土壤吸收甲烷過程的研究發(fā)現(xiàn)，營(yíng)林措施對(duì)森林土壤的含水量、碳含量、氮含量、PH值、微生物都會(huì)產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響森林土壤對(duì)甲烷的吸收能力，并且在不同營(yíng)林措施實(shí)施后表現(xiàn)出了促進(jìn)、抑制和基本穩(wěn)定三種現(xiàn)象。現(xiàn)就不同營(yíng)林措施對(duì)森林土壤甲烷吸收的影響情況進(jìn)行研究探討：

（一） 營(yíng)林施肥對(duì)土壤甲烷吸收的影響

在森林的經(jīng)營(yíng)管理過程中，營(yíng)林施肥是持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的工作，尤其是對(duì)于緩生樹種的營(yíng)林管理。在現(xiàn)代化的營(yíng)林施肥作業(yè)中，肥料大多以化學(xué)復(fù)合型肥料為主，還有各種主打元素肥料，比如氮肥等，這些肥料的使用在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)苗木的快速生長(zhǎng)，促進(jìn)森林資源的增長(zhǎng)。但是，在森林土壤對(duì)甲烷的吸收方面，營(yíng)林施肥主要表現(xiàn)出了抑制作用，雖然根據(jù)不同的苗木品種、肥料種類和林區(qū)土壤的不同會(huì)出現(xiàn)一定表現(xiàn)差異程度，但主要還是呈現(xiàn)甲烷吸收抑制作用。根據(jù)相關(guān)研究，施用化學(xué)肥料能夠直接改變森林土壤中碳含量、氮含量以及影響林地植物根系數(shù)量、土壤微生物活性、PH值等，尤其是施加氮肥后，能夠明顯地改變森林土壤的理化性質(zhì)，增加氨根離子的含量和活性，最后導(dǎo)致氨根離子和甲烷競(jìng)爭(zhēng)甲烷單氧酶，致使土壤對(duì)甲烷的吸收能力明顯減弱甚至消失。在很多時(shí)候，森林土壤吸收甲烷的能力對(duì)氮肥措施非常敏感，大量的試驗(yàn)已經(jīng)表明，中國(guó)亞熱帶雨林土壤對(duì)甲烷的吸收速度和吸收量隨著氮肥用量的增加而減少，并且在氮肥施加量達(dá)到較高數(shù)值后呈現(xiàn)明顯抑制作用。此外，一些樹種林地對(duì)甲烷的吸收能力在施加少量含氮肥料后表現(xiàn)最佳，隨后則根據(jù)用肥量增加而減弱，比較常見的板栗林土壤既是如此。因此，在營(yíng)林工作中，我們應(yīng)全面考慮管理措施效益，尊重客觀規(guī)律，制定科學(xué)合理的營(yíng)林方案。

（二） 營(yíng)林火燒措施對(duì)土壤甲烷吸收的影響

在我國(guó)的森林管理中，火既是重點(diǎn)防護(hù)的因素，也是營(yíng)林管理中經(jīng)常用到的措施，在一些條件允許的林地復(fù)種清表時(shí)經(jīng)常會(huì)用到火燒措施，不僅簡(jiǎn)單高效，還能增加土壤肥效。但是，從土壤吸收甲烷的方面來講，火燒措施不僅會(huì)釋放大量的溫室氣體，還會(huì)改變森林生態(tài)系統(tǒng)，改變森林土壤的溫度、濕度以及PH值等，火燒程度過度的還會(huì)影響土壤結(jié)構(gòu)，使得土壤對(duì)甲烷的吸收能力減弱。從具體的影響程度來看，火燒會(huì)根據(jù)森林環(huán)境和土壤條件發(fā)生變化，但是多數(shù)的研究表明火燒呈現(xiàn)抑制土壤對(duì)甲烷的吸收作用，主要是因?yàn)橥寥辣换馃^后表層氨根離子濃度增加，抑制了甲烷的氧化。

（三） 營(yíng)林疏伐對(duì)森林土壤中甲烷吸收的影響

在營(yíng)林管理中，經(jīng)濟(jì)林采伐和生長(zhǎng)林疏伐是經(jīng)常開展的作業(yè)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究，成片的森林采伐后，森林土壤由于裸露以及外力侵蝕作用，會(huì)逐步減弱森林碳匯能力，減弱土壤的通氣透水性，進(jìn)而影響森林土壤對(duì)甲烷的吸收利用。而適當(dāng)合理的生態(tài)疏伐則由于改善土壤的通透性和微生物活性，提高了生物根系數(shù)量和甲烷吸收利用效率，能夠明顯提升土壤中甲烷的吸收能力，對(duì)氣候調(diào)節(jié)和苗木生長(zhǎng)都是有利的。

總之，在世界氣候變暖加劇的環(huán)境下，人類面臨可持續(xù)發(fā)展的首要挑戰(zhàn)就是改善氣候問題，森林作為公認(rèn)的最佳凈化系統(tǒng)，利用并研究森林土壤對(duì)甲烷吸收情況十分重要，從營(yíng)林措施的影響來看，雖然不同的學(xué)者進(jìn)行了大量的研究，但是由于涉及的可變因素眾多，還沒有形成完善的研究成果，因此，還需要我們不斷地通過實(shí)踐學(xué)習(xí)來發(fā)現(xiàn)更多的問題。

（作者單位：133609 吉林省安圖縣林業(yè)局東清國(guó)營(yíng)林場(chǎng)）