李 超

(國家林業(yè)局桉樹研究開發(fā)中心，廣東 湛江 524022)

正視桉樹人工林生態(tài)問題

李 超

(國家林業(yè)局桉樹研究開發(fā)中心，廣東 湛江 524022)

桉樹給人類帶來了不可估量的生態(tài)效益和經濟效益。本文就桉樹人工林的現(xiàn)狀及生態(tài)問題展開詳細論述，并就如何健康發(fā)展桉樹產業(yè)提出合理的建議。

桉樹人工林；生態(tài)；可持續(xù)經營；對策

桉樹(Eucalyptus)在我國栽培已有 100多年歷史，因其具有速生、高產和良好的適應性，在我國乃至世界的熱帶、亞熱帶地區(qū)廣泛種植?，F(xiàn)今與松樹(Pinus)和楊樹(Populus)并稱世界三大造林樹種。隨著桉樹科學研究的不斷深入，桉樹種植北移，湖南、江西、四川等中亞熱帶地區(qū)大力發(fā)展耐寒桉樹，取得可喜成績[1]。目前，我國桉樹人工林總面積達到450多萬hm2，其生態(tài)問題也逐漸受到人們的廣泛關注，主要有桉樹是“抽水機”、“抽肥機”，桉樹林過度消耗養(yǎng)分，桉樹人工林生態(tài)穩(wěn)定性差，林下物種多樣性減少，抑制其他植物的生長及對土壤的毒害作用等[2-4]。本文就桉樹人工林的現(xiàn)狀及生態(tài)問題展開詳細論述，并提出合理的經營以促進桉樹產業(yè)健康發(fā)展，以期為桉樹產業(yè)帶來真正意義上的林業(yè)生態(tài)革命。

1 桉樹人工林生態(tài)問題

1.1 桉樹人工林對土壤水分的影響

近年來，隨著桉樹人工林面積的增加，關于桉樹降低地下水位等言論也隨之增多[5-6]。桉樹種植雖然會消耗種植地土壤的大量水分，但同時也能調蓄涵養(yǎng)林地土壤的水分，且涵養(yǎng)水分能力與一般林分相同[7]。Lima等[8]對桉樹的水文學做了深入的分析研究，比較了桉樹林與其他樹種林分對土壤水分的利用率，結果表明：桉樹對土壤水分的利用率最高，與其他速生樹種的林分相比，桉樹每生產1 kg干物質僅耗水785 L，而松樹需要耗水1 538 L，相思需要1 323 L。Holmes等[9]指出在南澳大利亞，桉樹林每年比農作物減少約70 mm的徑流，對地下水有明顯的補給和水源涵養(yǎng)作用。謝耀堅[1]指出，南非的Piet Retief地區(qū)，年降雨量為 800 ～ 900 mm，但長期種植的亮果桉(E. nitens)等人工林，并不存在水分虧缺問題；而澳大利亞各大城市飲用水源的涵養(yǎng)林80%都是桉樹，從未反映過桉樹林區(qū)的水源有毒。因此，說桉樹使水源有毒，完全是沒有科學依據(jù)的。

1.2 桉樹人工林對土壤養(yǎng)分的影響

植物引種可能改變植物群落組成以及凋落物和根分泌物的化學成分，從而影響林地土壤養(yǎng)分的可利用性[10]。溫遠光等[11]通過對桉樹取代馬尾松(P. massoniana)林前后土壤性質的研究發(fā)現(xiàn)，其前后期土壤理化性質和養(yǎng)分含量仍保持穩(wěn)定。桉樹人工林的碳吸存能力明顯高于馬尾松等其他人工林，在吸收CO2和控制大氣CO2濃度上升中擁有巨大的發(fā)展?jié)摿?。已有研究表明：植物一微生物的相互作用調控著土壤養(yǎng)分循環(huán)過程與土壤養(yǎng)分的可利用性[12]，并不是由單一的樹種所決定的。

1.3 桉樹人工林對生物多樣性影響

1.3.1 桉樹人工林林下物種多樣性的影響

在桉樹的原產地澳大利亞，桉樹林中動植物資源豐富。走進桉樹林隨處可見到袋鼠、鳥類和爬行動物，地上則有茂密的灌木和雜草。在我國，黃勇等[13]研究了海南桉樹紙漿林的植物多樣性，結果發(fā)現(xiàn)與其他人工經濟林、次生林相比，桉樹人工林表現(xiàn)出更高的物種多樣性，并沒有抑制林下物種的生長。朱宏光等[14]研究了廣西欽州市巨尾桉(E. grandis × E. urophylla)和馬尾松人工林林下植被多樣性，發(fā)現(xiàn)10年生桉樹林地物種數(shù)多于馬尾松林，結果表明桉樹取代馬尾松在一定程度上提高了林下物種多樣性。生態(tài)學多樣性的經典理論―中度干擾假說認為，干擾頻率過低或者過高，都會降低群落多樣性[15]。當干擾強烈時，只有生長速度快、侵占能力強和高耐性物種才能存活[16]。桉樹人工林的大規(guī)模種植，高強度短周期采伐，極高強度的干擾在很大程度上降低了桉樹林的物種多樣性。

1.3.2 桉樹人工林對土壤微生物群落及生態(tài)功能的影響

在整個生態(tài)系統(tǒng)中，土壤微生物是生態(tài)系統(tǒng)中不可或缺的分解者，而地上和地下部分之間的相互作用對整個生態(tài)系統(tǒng)而言至關重要[17]。桉樹人工林也不例外，土壤微生物通過分解動植物殘體，促進有機物的礦化，增加土壤肥力。楊遠彪等[18]通過對3個連栽桉樹林和當?shù)剜l(xiāng)土樹種馬尾松林林地的各種微生物數(shù)量進行對比，結果發(fā)現(xiàn)連栽桉樹二代林微生物總數(shù)最多，其真菌數(shù)量遠大于細菌。譚燕[19]、李超等[20]分別用克隆方法對桉樹人工林及常綠闊葉混交林土壤真菌進行多樣性分析實驗，發(fā)現(xiàn)桉樹人工林的土壤真菌并不比其他人工林少。蔡瓊等[21]對馬尾松人工林土壤微生物數(shù)量及活性進行研究，發(fā)現(xiàn)我國主要造林樹種杉木(Cunninghamia lanceolata)、落葉松(Larix)、桉樹等均存在地力衰退現(xiàn)象。由此可見，桉樹林出現(xiàn)的問題同樣存在于其他樹種的人工林中。

2 桉樹人工林可持續(xù)經營措施

桉樹人工林是否對生態(tài)環(huán)境造成影響，主要取決于經營者采取的種植方式和經營管理水平[22]。部分經營者由于缺乏對科學種植的理解，對桉樹進行掠奪式經營：如不合理施肥、高密度種植、機耕全墾整地、過度采伐利用、超短輪伐期經營等。由此導致桉樹種植地土壤肥力衰退、水土流失、地下水位下降、表土硬化、水源涵養(yǎng)功能降低等，從而導致桉樹種植遭受人們的質疑和誤解。謝耀堅[1]指出，更新觀念，由傳統(tǒng)永續(xù)利用向森林可持續(xù)生態(tài)化經營轉變是桉樹可持續(xù)發(fā)展的前提。

2.1 改善造林措施，合理施肥，科學管理

桉樹種植過程中，造林措施中林地清理和整地對土壤結構及養(yǎng)分的直接影響進而改變了土壤微生物群落結構和功能，如火燒跡地的林地清理(煉山)、機耕整地、機耕撫育等桉樹造林技術不但破壞土壤的結構，且易造成水土流失導致林地土壤肥力下降。陳少雄等[23]通過對巴西桉樹人工林考察指出，最小耕作法、“鑲嵌式”造林格局、保留采伐剩余物和嚴格控制擾土面積是巴西桉樹持續(xù)高產的原因。機械化或小型機械化是桉樹種植、經營和采伐的必由之路。針對地勢較平坦地區(qū)、丘陵區(qū)分別采用全機械“深耕裂土”和小型手工機械挖暗穴的方式整地。人工林的施肥措施是提高森林初級生產力的主要管理手段[22]，合理施肥對土壤微生物群落產生顯著影響，直接或間接地影響土壤微生物的生物量及人工林產量。何水東等[24]研究表明，在桉樹造林時的施肥環(huán)節(jié)，選用鈣鎂磷肥結合尿素進行穴施，能較大程度上增加桉樹生長量和林分生物量，提高生產力。桉樹造林后除草撫育環(huán)節(jié)，采用小范圍除草，避免全面劈草，有利于增加林下植被種類、數(shù)量，提高了林分物種多樣性，增強了桉樹人工林涵養(yǎng)水源功能。

合理種植、減少人為干擾和增加地表植被的覆蓋，有利于提高林下物種多樣性。通過對桉樹造林全過程的質量管理，把桉樹人工林可能對環(huán)境造成的影響減少到最低[25]。巴西桉樹人工林以萌芽更新為主的更新方式，與再造林相比，萌芽更新有減少造林程序、降低成本的優(yōu)勢；生長量方面，到7年生采伐時，可能減產16%，利潤卻可增加21%[23]?？偠灾?，合理的經營管理措施才是解決當下桉樹人工林生態(tài)問題的唯一方式；科技的突破以及管理的創(chuàng)新才能幫助我國成為世界桉樹人工林水平先進的國家。

2.2 營造人工混交林模式

營造桉樹混交林的周期長且采伐技術復雜，經營者以桉樹純林取而代之，但同一個品系集中連片，結構單一，造成人工林基因窄化的同時使生態(tài)系統(tǒng)的抗逆性降低，給桉樹產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展埋下隱患，潛伏著巨大的生態(tài)危機[25]。

在桉樹造林方式上，采用混交造林或多品種、多無性系造林，輪作更新樹種，以改變林分和樹種結構。如桉樹與豆科樹木混交或輪作，避免單一品種長期栽培對林地累積的負面影響。在華南桉樹與大葉相思(A. auriculaeformis)、馬占相思(A. mangium)、臺灣相思(A. confusa)混交已是一條成功經驗。在云南桉樹與黑荊(A. mearnsii)混交、在肇慶北嶺山林場桉樹與黎蒴(大葉櫟)(Castanopsis fissa)混交都已收到很好的效果。在中國林科院熱帶林業(yè)實驗中心桉樹與降香黃檀(Dalbergia odorifera)、桉樹與格木(Erythrophleum fordii)混交，促進林木生長效果非常明顯[26]。桉樹與能利用不同層次土壤養(yǎng)分的植物混交從而有利于林地生物多樣性的恢復和保持[27]?；旖涣植粌H可增加凋落物數(shù)量、提高生物多樣性、改善神態(tài)環(huán)境，而且還可有效抑制水土流失、培肥地力、促進中下層灌木及草類的生長，形成復雜的群落結構，提高了林分質量及地力作用，增強抵御外界不良環(huán)境的影響[28]。

2.3 注重桉樹菌根等新技術的研發(fā)與應用

菌根是植物與土壤真菌之間的一種互利關系，它能夠增加宿主植物對土壤營養(yǎng)物質特別是P的吸收和運輸，通過和其他土壤微生物的相互作用來改善植物根際環(huán)境，促進植物生長，提高植物的抗旱、抗病及抗低溫能力。菌根在桉樹人工林地力維護及生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性中發(fā)揮著重要作用[29]。潘欣等[29]通過調查四川巨桉(E. grandis)林下大型真菌多樣性，研究巨桉下馬勃系統(tǒng)發(fā)育關系以及巨桉組培苗外生菌根真菌的接種效應，發(fā)現(xiàn)菌根真菌能顯著提高巨桉根際土壤中全P、全N和全K的含量，為巨桉菌根真菌在“退耕還林”中的應用和菌類資源開發(fā)利用提供依據(jù)。楊艷敏[30]通過用外生菌根真菌彩色豆馬勃和多根硬馬勃侵染廣西巨尾桉優(yōu)良無性系廣林9號，結果表明：菌根真菌能夠增強桉樹抗寒性，對提高桉樹的抗逆性具有重要意義。黃艷紅等[31]通過對廣西巨尾桉廣林9號無性系進行人工接種促生菌菌株，結果發(fā)現(xiàn)接種促生菌可以顯著提高桉樹的生長量及桉樹人工林的物種豐富度和多樣性指數(shù)，有益于整個人工林的生態(tài)效應。因此，加強桉樹菌根技術研究開發(fā)與推廣應用很有必要，特別是如何把桉樹賴以生存的菌根菌制成菌肥、生物制劑等應用于林業(yè)中，這是桉樹人工林可持續(xù)發(fā)展的難點，也是解決桉樹人工林土壤有機質含量下降的重要途徑。成功的菌根化苗木造林將使林木及生態(tài)系統(tǒng)終身受益。

2.4 加強病蟲害的綜合防治

由于桉樹在我國大面積栽培的時間不長，病害蟲問題并沒有引起普遍重視。隨著華南桉樹的病蟲害迅速蔓延、流行，大面積暴發(fā)，導致成片林木發(fā)生病蟲害或死亡，李貴玉等[32]指出至 2006年廣西桉樹病害已發(fā)現(xiàn)30余種，蟲害種類223種，比1980年廣西森林病蟲害普查時的64種增長了5倍多，對桉樹人工林的可持續(xù)發(fā)展產生嚴重威脅。此后，病蟲害種類不斷增加，造成較大危害的有尺蠖(Geometridae)、枝癭姬小蜂(Leptocybe invasa Fisher & La Salle)、白蟻(Termitidae)、大蝙蛾(Endoclyta signifier)、桉樹小卷蛾(Olethreutid moth)及青枯病(Ralstonia solanacearum)、焦枯病等[26]。海南某林場引種的20多公頃巨尾桉無性系人工幼林，因遭受青枯病的危害而“全軍覆沒”[2]。而巴西最大的林業(yè)公司 Fabria，在造林之前以及林分維護的過程中都加大力度對白蟻進行控制[23]。所以，必須建立病蟲害長期防空體系和病蟲害監(jiān)測制度，深入開展桉樹病蟲害的調查研究，及時掌握桉樹病蟲害的發(fā)展趨勢及發(fā)生規(guī)律，進行桉樹病蟲害預測預報和防治研究，提高桉樹病蟲害的防控水平。而通過科學營造健康人工林、增強桉樹人工林自身抗病蟲害的能力來達到控制病蟲害的目的，更符合環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求。因此，培育健康苗木，加強苗木的檢疫力度，必須引起林業(yè)部門的高度重視。

3 結語

近些年，我國部分學者擔心大面積種植桉樹對環(huán)境造成負效應，但對于桉樹本身而言，其生態(tài)效益和經濟效益是不可估量的。1993年FAO在曼谷的會議上，Davidson[33]總結出：經營合理的桉樹人工林具有良好的社會、經濟和生態(tài)效益。桉樹人工林對于緩解木材供應緊張局面、有效保護天然林等方面發(fā)揮著不可替代的作用[25]。如何讓人們接受和理解，關鍵在于合理經營。

桉樹由于生長快、適應性強，在增加森林蓄積量和森林碳匯，保護國家生態(tài)安全、執(zhí)行國際公約和進一步提升我國在國際上應對氣候變化的地位等方面均將發(fā)揮重要作用?桉樹人工林能用少量的林地生產大量的木材，實際上間接保護了天然林和生態(tài)林，為我國生態(tài)文明建設和木材安全保障做出了重大貢獻。發(fā)展桉樹具有良好的社會效益，桉樹人工林超長的產業(yè)鏈全過程，均可產生就業(yè)機會和經濟效益。除木材外，桉樹枝葉還可以提取精油和多酚，生產日常用品、醫(yī)藥產品，還可用作飼料添加劑，開發(fā)潛力無限。因此，桉樹產業(yè)是一項重要的民生林業(yè)。在林業(yè)發(fā)展的新形勢下，大力發(fā)展人工林是一種必然選擇。在桉樹發(fā)展過程中，應認真做好桉樹速生豐產林的規(guī)劃和落實工作， 并逐步引導農民變粗放經營為集約經營，降低成本。做到科學規(guī)劃，合理施肥，適地適樹，品種選優(yōu)，切實加大退耕還林力度，發(fā)展桉樹速生林。

目前，我國桉樹種植正處于一個十字路口，如能正視桉樹人工林的積極作用，科學種植，以提高單產來代替面積的擴張，桉樹將為整個林業(yè)帶來真正意義上的可持續(xù)發(fā)展。反之，如果因為經營方式帶來的生態(tài)問題而全盤否定桉樹人工林的價值，用錯誤的輿論誤導群眾或采取極端的手段去限制桉樹發(fā)展，將不利于我國經濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

[1] 謝耀堅.中國桉樹人工林可持續(xù)經營戰(zhàn)略初探[J].世界林業(yè)研究,2003,16(5):59?64.

[2] 余雪標,李維國.桉樹人工林的若干生態(tài)問題及其研究進展[J].熱帶作物研究,1997(4):60?68.

[3] Florence R G. Cultural problems of Eucalyptus as Exotics[J].Commonwealth Forestry Review,1986,65(2): 141?163.

[4] Raw inder K K. Allelopathy potential of eucalypt in India[R].Montreal:XIX World Congress,IUFRO,1990.

[5] Coppen J J W. Eucalyptus: the genus Eucalyptus[M]. Boca Raton :CRC Press,2002.

[6] White K J. Silviculture of Eucalyptus planting learning in the region[R].Bangkok:Regional Expert Consultation on Eucalyptus, RAPA/FAO,1993.

[7] 理永霞,羅微,貝美容,等.桉樹對種植地土壤質量的影響[J].西部林業(yè)科學,2007,36(4):100?104.

[8] Lima W P. The hydrology of eucalypt forests in Australia: A review[C]//IPEF. Piracicaba in Brazil,1984.

[9] Holmes J W,Wronski E B. The influence of plant communities upon the hydrology of catchments[J]. Agricultural Water Management,1981,4(1?3):19?34.

[10] 賀金生,王政權,方精云.全球變化下的地下生態(tài)學:問題與展望[J].科學通報,2004,49(13):1226?1233.

[11] 溫遠光,劉世榮,陳放,等.桉樹工業(yè)人工林植物物種多樣性及動態(tài)研究[J].北京林業(yè)大學學報,2005,27(4):17?22.

[12] Hawkes C V,Wren I F,Herman D J,et al. Plant invasion alters nitrogen cycling by modifying the soil nitrifying community[J].Ecology Letters,2005,8(9):976?985.

[13] 黃勇,陳忱,劉立武,等.海南漿紙林林下植物物種多樣性研究[J].安徽農業(yè)科學,2010,38(21):11555?11557,11562.

[14] 朱宏光,溫遠光,梁宏溫,等.廣西桉樹林取代馬尾松林對植物多樣性的影響[J].北京林業(yè)大學學報,2009,31(6): 149?153.

[15] Connell J H. Diversity in tropical rain forests and coral reefs[J].Science,1978,199(4335):1302?1310.

[16] 陳法霖.桉樹造林對土壤微生物群落結構和功能的影響[D].北京:中國科學院大學,2013.

[17] Wardle D A,Bardgett R D,K lironomos J N,et al.Ecological linkages between aboveground and belowground biota[J]. Science,2004,304(5677):1629?1633.

[18] 楊遠彪,呂成群,黃寶靈,等.連栽桉樹人工林土壤微生物和酶活性的分析[J].東北林業(yè)大學學報,2008,36(12):10?12.

[19] 譚燕,何文高,米瑤,等.運用 ITS克隆文庫解析桉樹種植地土壤真菌群落多樣性[J].西南師范大學學報(自然科學版,2013,38(9):68?73.

[20] 李超,梁俊峰,周光益,等.楊東山十二度水自然保護區(qū)土壤真菌群落多樣性研究[J].菌物學報,2014,33(1):152?161.

[21] 蔡瓊,丁貴杰.黔中地區(qū)一、二代馬尾松人工林土壤微生物數(shù)量及生物活性研究[J].林業(yè)科學研究,2013,26(2): 247?251.

[22] 楊民勝.桉樹在騰飛[J].桉樹科技,2005,22(1):45?49.

[23] 陳少雄,劉杰鋒.科學經營,持續(xù)改良,巴西桉樹領先的法寶——巴西桉樹人工林高產經營考察報告[J].桉樹科技,2012,29(1):1?12.

[24] 何水東.桉樹人工林可持續(xù)經營的造林措施研究[J].安徽農學通報,2007,13(18):196?198.

[25] 趙登科.閩南桉樹人工林生態(tài)經營對策探討[J].科技致富向導,2011(27):7,100.

[26] 楊民勝,吳志華,盧偉.重視桉樹人工林生態(tài)環(huán)境管理,提高科學經營水平[J].桉樹科技,2014,31(1):32?36.

[27] Forrester D I,Bauhus J,Cow ie A L,et al.M ixed-species plantations of Eucalyptus w ith nitrogen fixing trees: A review[J].Forest Ecology and Management,2006,233 (2/3):211?230.

[28] 謝耀堅.論桉樹人工林可持續(xù)經營[J].熱帶林業(yè),2005, 33(3):15?17.

[29] 潘欣.巨桉林下大型真菌多樣性及外生菌根真菌的接種效應[D].成都:四川農業(yè)大學,2011.

[30] 楊艷敏.外生菌根真菌與桉樹耐寒性的相關性研究[D].南寧:廣西大學,2007.

[31] 黃艷紅.接種促生菌對桉樹人工林的生態(tài)效應[D].南寧:廣西大學,2014.

[32] 李貴玉.廣西桉樹病蟲害發(fā)生現(xiàn)狀及防治策略[J].廣西林業(yè)科學,2006,35(4):285?288.

[33] Davidson J. Ecological aspects of Eucalyptus plantations [R].Bangkok:Redional Expert Consultation on Eucalyptus, RAPA/FAO,1993.

Envisage Ecological Challenges of Eucalyptus Plantations

LI Chao
(China Eucalypt Research Centre, Zhanjiang 524022, Guangdong, China)

Eucalyptus species can be controversial when used as a forest plantation species. However, these species can provide substantial ecological and economic benefits for humans. In this article, we discuss the present status and ecological challenges involving eucalypt plantations. Some reasonable suggestions are proposed to facilitate further development of the plantation eucalypt industry. Going forward the industry needs to be proactive and use good science to address the challenges facing eucalypt plantations in China.

Eucalypt plantation; ecology; sustainable management; strategy

S718.5

A

2015-11-10

“十二五”農村領域國家科技計劃課題“拮抗青枯病菌菌株篩選及應用技術”(2012BAD19B08)

收稿日期：李超(1987— )，女，碩士，助理工程師，主要從事土壤微生物及遺傳多樣性研究.