乡土树种在清远石漠化生态治理中的应用论文_赖文军

乡土树种在清远石漠化生态治理中的应用论文_赖文军

清远市国营小龙林场 广东清远 511500

摘要:在实际生态恢复建设和绿化建设当中,乡土树种在生态重建中完全可以起到 “主力军”的作用。本文分析清远石漠化地区的生态环境现状,提出了生态治理过程中乡土树种的选择原则,并以山桐子为例,提出了其具体造林技术。

关键词:乡土树种;生态恢复;石漠化治理;实例分析

1 乡土树种的生物学特性

1.1适应性

乡土树种属于稳定种植群落,在一个地区特定的环境下,土生土长,生长发育,繁衍后代,对当地环境适应能力很强。

1.2多样性

乡土树种最大的特点在于千姿百态,可分为常绿树、落叶树;灌木、乔木;观形植物、观叶植物;观花植物、观果植物等。在选用不同植物品种时,可以根据城市绿地的环境、条件而定。

1.3抗逆性

乡土树种与当地的土壤环境、气候融为一体,无论是炎炎烈日、霜寒雪冻还是狂风暴雨条件下都可以安然无恙地生存。

1.4观赏性

由于乡土树种能适应当地环境,其生态及各种生理、生化功能都不会受到影响,从而在枝叶、花朵及果实上都能充分展示出它们的观赏性能。

1.5经济性

乡土树种地产地种、容易育苗,并且可随种随取,成活率高,无需在管理上花太多成本。同时,由于它们生长旺盛,能较好地发挥生态效益和绿地功能,因此绿化采用乡土树种经济效益比较好。

因此,在生态恢复治理的过程中,不要一味地迷信外来树种,而应该多栽植乡土树种,从而保证苗木成活率,最大限度地改善当地的生态环境。与外来树种相比,乡土树种在生态恢复治理过程具有以下优势和作用。

(1)乡土树种适应性较强。在当地自然环境条件下,乡土植物会经历优胜劣汰考验,主要是经受灾害性气候和病虫害提高其适应能力与抵御能力。外来树种经过驯化后即便能融入当地的自然环境,但在遇到突发灾害性气候的情况下,也会造成严重后果。如近几年樟子松在内蒙古东胜地区大量栽植,但由于当地降水量过少,前几年出现大量已经成活的苗木又死亡,刚开始这些樟子松适应性较好,但一遇到自然灾害和遭遇特殊气候时,苗木极容易出现死亡。

(2)乡土树种具有地方特色。府谷乡土树种的代表是红枣、海红果、新疆杨、油松等,科学合理选用乡土树种对于改善生态环境、彰显地方特色具有重要意义。

(3)乡土树种具有很好的经济效益。乡土树种有丰富的种源,种苗基地与栽植地相距较近,免去长途运输,不但可以做到随运随栽,还可以节省运费,减少包装、贮藏等多个环节,极大地降低了成本,提高了树种的成活率。有些毗邻县区为达到美化环境的目的,从外地引进银杏、樱桃等树种,资金耗费大,树木成活率低,造成了不必要的人力、财力、物力浪费。今后在造林过程中,多栽植乡土树种,突出乡土树种在造林中的重要地位是应该的。当地林业部门在造林规划设计中要将乡土树种作为当地造林树种的主要树种,切不可标新立异,盲目追求景观化,而忽视树种的适生性,甚至忽视自然规律。

2 清远石漠化地区的生态治理

2.1生态恢复与重建途径

一般而言,退化土地若能退出高强度的利用,经过一定时间的休养生息后,能够逐渐地恢复起来;但岩溶地区生态环境脆弱,尤其在人口增长和经济发展的压力下,让退化的土地自然恢复就相当困难。喀斯特石漠化地区生态环境极为脆弱,一方而是指生态系统抗干扰能力差,另一方而是指一旦受到强烈的人为破坏,岩溶生态系统修复的难度非常大。岩溶山地由于土少石多,土层浅薄、干燥,因此,土壤肥力极差,适于其生存繁衍的植物种类非常少,而且许多植物都难以生长或者生长缓慢,植物群落尤其是森林群落的形成需要漫长的时间,植被自然恢复相当困难。但是,有研究表明,其土壤种子库相当丰富;此外,即使是石漠化严重的区域也有一定种类、数量的植物留存,具备了植被自然恢复的基础,可以通过采取相应的措施实现其生态恢复与重建。

迄今为止,对于石漠化脆弱生态系统的重建与恢复而言,人工干预仍然是最重要的、也是最有效的途径。其中人工造林是迅速恢复生态系统的捷径.其核心问题是如何尽可能快地恢复石漠化地区的森林植被,特别是要根据岩溶山地的气候和立地条件,选择适宜的造林树种和造林方法,构建乔木先锋树种,通过采取“封、造、管、改”的综合措施来恢复森林植被、修复森林生态系统,以促进现有植被的正向演替。

2.2清远石漠化山地地区造林的生态环境背景

2.2.1人地矛盾突出,贫困与环境脆弱恶性循环

清远市连山县石漠化地区人口数量多、且以农业人口为主,是广东的主要贫困区,并且耕地而积少,耕地呈现分散、零星和不足的典型特点;以2014年为例,清远市耕地而积仅有224.20万hm2,人均耕地0.068hm2,远低于全国平均0.096hm2的水平。更为重的是,不仅耕地少,而且耕地质量差,坡耕地占耕地总而积的75%左右,加之土壤瘩薄,单位而积的产量低,使食物链的金字塔规模小;同时非耕地开发利用的难度大,产出率低。岩溶山区“山高坡陡、石多土少”的地表生境,使非耕地开发利用的难度更加突出。由于人口膨胀对资源的需求以及经济利益的驱使,又因为当地人民生活贫困落后、文化素质低,再加上土壤浅薄,耕地少且质量差,粮食的缺口非常大,因而扩垦坡耕地的现象屡禁不比,致使在已超负荷承载的土地上普遍出现“越穷越垦,越垦越穷”的恶性循环局而。

另一方面,不合理的土地利用方式、耕作方式以及化肥农药的大量使用,使土壤的许多理化性质发生很大变化,引起土壤质量降低,土壤退化趋势明显,从而对本地区的自然生态系统破坏极大。这固然与当地农民的素质和环境意识低下密切相关,但更主要的是人口增长超过了土地的承载能力,使这些地区陷入了人口增加、过度垦殖、生态环境恶化、经济落后、生活贫困、文化教育水平低、环境意识和划生育意识淡薄、人口增长的恶性循环中。

2.2.2土层薄,土壤勃重清薄,保水蓄水性差

岩溶山地地形破碎,在形成土壤的碳酸盐岩基质中,处于偏碱性的典型钙生环境,所含元素是Ca,M等富钙亲石元素系列,母岩的矿物质结构简单,转移到土壤中的营养元素N,P,I等相对缺乏,养分含量变化大,导致土壤自然肥力低,对植物需求的营养元素供应不足,如清远市岩溶山地表层土的有机质含量为12.7-33.2g/kg,速效磷在018.8mg/kg,速效钾为52.6-149.6mg/kg,碱解氮为82.3134.7mg/kg,土壤茹粒含量在30%以上,凋萎系数在20%左右,这样的土壤不耐涝、不耐旱,土性偏冷,易板结。

清远市岩溶地区土壤类型以黄壤石灰土和黄棕壤为主,土质以茹、瘦、富钙和偏碱性为主要特征,并且岩溶成土速率慢、土层浅薄、环境容量小。岩溶发育后地表起伏度大,山高坡陡土薄,土壤与母岩间缺乏C层联系,土石粘合力差,土壤茹粒多,孔隙度小,加上暴雨冲刷严重,地表土层的稳定性较差,土壤的淋溶作用强烈,土壤的保水J哇和蓄水能力较差;虽然雨季降水较多,但仍形成经常性的地表干旱。植物不仅要忍受长达半年多的干旱缺水状况,在雨季也常处于间隙性干旱状态。

2.2.3生态结构和生态过程脆弱

岩溶石漠化地区脆弱且特殊的生境对植物具有强烈的选择性,致使本地区的植被表现为石生性、旱生性和喜钙性;在能量利用和积累方而,岩溶环境中的植物生长速率缓慢,生物生产力与生物量均比全国其他湿热的亚热带地区明显偏低。另一方面,人为毁林开荒扩地,造成大而积的原生植被受到不同程度地破坏,引起植被一土壤一环境连续体间生态平衡失调,致使区域生态环境恶化。

同时,植被系统的退化加剧了其生长基质—土壤系统的退化,进而导致植物生长不良,使土壤系统失去植被的保护,加重水土流失,整个土壤生态系统进入恶性循环中。

清远市石灰岩植被次生性比较突出,这是由于人类活动干扰(如乱砍滥伐、开垦及不合理经营等)或自然因素(如火灾、虫灾及大而积的塌方等)造成的,使原始森林系统遭到破坏,从而使其发生了逆向于演替方向发展的过程,一般表现为森林、毁林开荒、耕地、丢荒地、裸露荒山、自然演替、地而灌丛、灌木林、采樵、坡或石漠或灌丛草坡、采石、裸露石山。

由于生态系统的退化使生态组成系统的种类发生变化,从而影响到土壤种子库也发生了一定程度的改变;而土壤环境及小气候的恶化又不利于原系统中土壤种子的发芽及生长;因此,造成原有森林生态系统的更新和抚育困难。以清远市石灰岩植被保存较好的金佛山常绿阔叶林林地为例,其地表植被中有乔木类9种、灌木类10种、草本类17种,但土壤种子库试验结果,只萌发了1种乔木、2种灌木、5种草本,仅从土壤种子库角度就已说明当地生态系统的植物关键种和建群种已处于退化状态。

2.2.4生态系统变异敏感度高,造林困难

喀斯特是一种具有特殊的物质、能量、结构和功能的生态系统,其特征是生态敏感度高、环境容量低。其抗干扰能力弱,稳定性差;在森林植被遭

受破坏后,极易造成水土流失、基岩裸露、旱涝灾害频繁等不良后果。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆岩溶地形的基础是易溶性碳酸盐岩,其母质的自然造土能力进程缓慢,如果人工干扰或自然流失,则成土历程会更长,因此岩溶构成了极为脆弱的环境区。由于岩溶发育造成山地深切,导致地形破碎、岩石裸露、土壤分布不连续、土层浅薄、保水保肥力差、耕地零碎、抗灾力弱,常使植物发生生理干旱,对植物选择严格、环境容量低、生态系统变异敏感度高,一旦植被遭受破坏,水土流失就格外剧烈,生态系统正向演替过程速率慢且易中断,而恶性逆向演替过程速度甚快,恢复困难。因此,石漠化山区生态治理的难度相当大,属于造林困难的地区。

3 清远石漠化治理中造林乡土树种选择的原则与要求

3.1造林树种选择原则

3.1.1适地适树原则

适地适树原则是造林的首要技术要求,根据当地的气候、土壤等环境条件选择适宜的树种,再充分认识所选树种的生态学适应特性,是否适应本地区的气候、土壤等环境条件。由于石漠化山地的土被不连续、土层浅薄、肥力差、保水性差、水土流失量较大,而且山地裸露、无阴蔽、日照强、水分蒸发量大、临时性干旱严重,还易受冷空气袭击产生冻害;所以,应该选用阳性、耐旱、耐低温、耐贫瘩而又有经济效益的树种。

3.1.2乡土树种优先的原则

外来树种与乡土树种在经济效益相当的情况下,应该优先选用乡土树种。作为乡土树种而言,其对于所在地理分布区域内的土壤、气候、水分等因素具有非常强的适应性和生命力,因为这是根据植物进化体系和演替历程而产生的树种;此外,乡土树种在本地区经历过常年性和偶发性的灾害天气考验,种活可靠性大。所以,乡土树种在本地区树种选择上具有优先性和代表性,这有利于在比较短的时间内大而积造林,而不会因为树种使用不当造成投入上的失误。对于优良的外来树种,必须在本地区经过一定时间的引种试验,在成功后才能大而积推广栽培。

3.1.3经济效益与生态效益统一的原则

石漠化综合治理的客观效果就是既要有经济效益,又要维护国家对石漠化治理所要求的生态效益。选择适当的树种,通过利用植物的芽、枝叶、花、果实、种子产生经济效益,而不是通过伐木或挖根获得经济效益。芽、枝叶、花、果实、种子可年年产生,经过合理经营、科学管护、适当采收,能使林木生长旺盛,产量年年提高,经济效益年年增长,生态效益也将越来越好。

3.2造林树种选择要求

石漠化地区立地条件差,造林营林难度大,选择适合在石漠化地区种植的树种是开展石漠化生态修复的前提。综合前人的研究成果,在石漠化地区造林,树种的选择要考虑以下几点要求。①能忍耐土壤周期性干旱和热量变幅的胁迫。尤其在幼苗期间,既能在土壤潮湿环境下生长,亦能抵抗土壤临时性干旱的影响;既能在温差小的环境下生长,亦能在夏日炎热、天气昼夜温差较大的条件下不致受到灼伤或死亡。同时,在高温、干旱综合胁迫影响作用下,亦能照常进行生理活动。②要求根系发达,能穿越岩隙缝间,趋水趋肥性强。③易成活,生长迅速,能在短期内郁闭成林或显著增加地表盖度。④适宜于中性偏碱性和富钙质土壤生长。

4 以乡土树种山桐子为例的生态修复造林技术

4.1山桐子及其地理分布

山桐子属大风子科(Flacourtiaceae)山桐子属(IdesaaMaxim)落叶乔木,该属植物在全球仅有1种。山桐子是高大落叶乔木,树高8一15m,树冠呈圆锥状塔型;树皮淡灰色,不裂;小枝圆柱型,细而脆,黄棕色,有明显的皮孔,冬日呈侧枝长于顶枝的状态,枝条平展,近轮生,当年生枝条紫绿色,有淡黄色的长毛。冬芽有淡褐色的毛,具4-6片锥状鳞片;叶片大、薄,革质或厚纸质,卵形或卵状心形,或为宽心形,长8一16cm,稀达20cm,宽7一14cm,先端渐尖或尾状,基部通常心形,边缘有粗齿,齿尖有腺体,上而深绿色,光滑无毛,叶背而被白粉,沿叶脉有疏柔毛,叶脉腋有丛毛,基部叶脉腋更多,通常5基出脉,第二对叶脉斜升到叶片的3/5处;叶柄长6一12cm,或更长,圆柱状,无毛,下部有2-4个紫色、扁平的腺体,基部稍膨大。花单性,雌雄异株或杂性,花黄绿色,有芳香,花瓣缺,排列为顶生下垂的圆锥花序,花序梗有疏柔毛,梗长1020cm,稀疏的可为3080cm,有的花序梗极为粗壮;雄花比雌花稍大,直径约12mm;曹片3}6片,通常6片,覆瓦状排列,长卵形,长约6mm,宽约3mm,被密毛;花兹兹状,被软毛,花药椭圆型,基部着生,侧裂,有退化子房;雌花比雄花稍小,直径约9mm;曹片3-6片,通常6片,卵形,长约4mm,宽约2.5mm,外而有密毛,内而有疏毛;子房上位,圆球型,无毛,花柱5或6枚,向外平展,柱头倒卵圆型。浆果成熟期紫红色,扁圆型,高3-5mm,直径5-7mm,宽过于长,果梗细小,长6一20mm;种子红棕色,圆型。花期5-6月,果熟期9-10月。

山桐子原产于中国,地处北亚热带落叶、常绿阔叶混交林区和亚热带常绿、落叶阔叶林区,主要生长于海拔400-2500m的低山、中山区山坡、山洼等落叶阔叶林和针叶阔叶混交林中,通常集中连片分布于海拔900m(秦岭以南地区)至海拔1400m(西南地区)的山地。日本、朝鲜、俄罗斯远东地区亦有分布。清远市有山桐子的自然资源,主要呈零星分布。

山桐子木材松软,工业上可作为建筑、家具行业用材,也是制作木质器具的上好材料;林业上为山地营造速生混交林和经济林的优良树种;农业上因其花多芳香、有蜜腺,是养蜂业的蜜源资源植物;并且树型优美、果实长穗,果色朱红、形似珍珠,每到秋季硕果累累、风吹袅袅,为山地自然风景区、城市园林优良的观赏树种;同时果实、种子均含油脂,具有潜在的开发价值。

4.2生态适生环境

山桐子是阳性速生树种,适应性强,耐旱,耐瘩薄,喜温暖气候和肥沃土壤,自然界多生于海拔5003000m的杂木林中;适宜的土壤pH为6.5-7.5,在微酸性、中性和微碱性沙质土壤里亦能正常生长;在地势向阳、土质疏松、排水良好的地方生长J决、结果多、产量高。对气候条件要求不严,年降雨量在800-2000mm的地域都能正常生长。

根据相关研究以及在石漠化地区的引种实践,山桐子作为乡土树种适合在岩溶石漠化地区生态恢复与重建治理中作为先锋树种引种。适合栽植的区域包括石山地、半石山地等石漠化地区;另外,也可以在荒山、荒坡、荒沟等处成片种植;还可以在房前屋后、田边地坎、沟渠两旁等小块地方零星种植。

4.3造林技术

4.3.1整地

为了保证造林质量,提高造林成活率,造前要提前整地。对石山地、半石山地等石漠化地区可实行见缝插针式的块状整地方式,整地后的栽植穴规格至少达到50cmx50cmx30cm。荒山、荒坡、荒沟等处的缓坡地可采用水平沟整地方式,25℃以上的坡度可用大鱼鳞坑整地方式,沟底或沟坡可采用水平台式整地方式,后3种整地方式的栽植穴规格为4060cmx4060cmx3040cm。相关研究表明,岩溶地区成土速度非常慢,形成1cm厚的土层平均约需4000年。因此在造林整地过程中要保留原有植被,不要将造林地上的杂草、灌木砍伐殆尽,而只是将定植点的杂灌木进行小而积的局部清理即可,以避免土壤养分、水分的流失。

4.3.2苗木及造林密度

石漠化山地因其土壤贫瘩和地上、地下呈双层结构,造成土壤的蓄水能力差,所以,为了提高山桐子苗木的成活率,采用二年生的苗木为宜,并且在起苗时要做到“一挖二起三修剪,尽量保持根系完整,适当保留植株下部的侧枝,切忌截取主干造林。对于造林密度的要求应区别于非石漠化地区,由于造林中实行见缝插针的方法,因此要根据实际情况灵活掌握,可适当密植,使林木尽早郁闭,株行距宜1.5mx2.0m,密度约为22504500株/hm2。

4.3.3造林时间与方法

在造林时间的确定上,要充分了解天气预报信息,及时做好苗木的调运工作。栽植季节宜安排在2月下旬至3月中旬,栽植时间宜选择阴雨天、阴天,在晴天或天旱土干时不宜栽植。裸根苗栽植前要做好苗木浆根工作,有条件的话,每个栽植穴施100-200g的复合肥或钙镁磷肥,先与表土混合均匀后再回填入栽植穴中,还可以使用ABT生根粉来提高成活率。总的要求是苗正、根舒、栽紧、适当深栽、不窝根。栽植深度为根际以上2-4cm为准,大苗可深些,小苗浅些。填表土及湿土埋苗根.当填到栽植穴深度2/3左右时,把苗木向上轻提,使苗根舒展,苗木正直,再埋土使苗木达到栽植所要求的深度。踩实后回填心土及干土,分层压实。当填土到穴满时,再踩实,最后覆细土,并使栽植穴地而呈“馒头状”,当地群众把其总结为“三埋两踩一提苗”栽植技术。

4.3.4抚育管理

刚栽植的幼苗生长缓慢,应加强抚育管理,以促进生长。①要及时松土除草,松土除草时间在春、夏季节进行,雨后天晴或烈日下及时除草的效果较好。秋季除草应在草本、灌木植物结子之前进行,以减少来年草本、灌木植物的数量。除草主要是在植苗周围局部去除影响目的树种生长的灌木和杂草,尽量保持林地中的植被,以形成多树种的复层混交林,提高林分的生态功能。松土除草应持续到山桐子幼林全而郁闭时,时间大约需要3-5年。②要注意排水,避免积水造成幼树浸泡,导致幼树死亡或高温伤害发生。③对造林成活率低的区域应进行小块状抚育,时间应选择在当年12月底及翌年3月前,及时用壮苗补植。④搞好管护工作,主要是通过对幼林进行干预,改善其生长条件,以保证人工林的稳定性。对于山桐子人工林来说,主要工作是进行修剪,在造林后2-3年为宜,修剪强度在郁闭前后为全树高度的1/3-2/3,随着树龄的增长,修剪强度可达2/3,修剪时间一般为晚秋和早春。此外,还要严禁在新造林地内放牧砍柴,防比人畜损坏。

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论文作者:赖文军

论文发表刊物:《基层建设》2016年6期

论文发表时间:2016/7/6

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