桉樹人工林建設(shè)的環(huán)境風(fēng)險分析及防范措施

羅雅雪 樊振輝 陳婷 梁靜
摘要　隨著林漿紙企業(yè)對原料林需求量的劇增，桉樹將成為南方林漿紙基地的主導(dǎo)樹種。大面積種植桉樹純林，對生態(tài)環(huán)境的長期影響目前雖無科學(xué)的定論，但對種植區(qū)域生物多樣性、土壤生產(chǎn)力、飲用水源、火災(zāi)、水土流失等造成不利影響的風(fēng)險是存在的。本文是對這些潛在的環(huán)境風(fēng)險分析基礎(chǔ)上，提出風(fēng)險防范與減緩措施，為原料林基地建設(shè)時有效地降低和避免風(fēng)險的發(fā)生提供參考，實(shí)現(xiàn)林紙一體化工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
關(guān)鍵詞 桉樹 人工林 環(huán)境風(fēng)險 防范措施
1前言
世界熱帶亞熱帶地區(qū)桉樹人工林面積約占世界人工林的10%。桉樹人工林以亞洲最多，其次是南美洲，大洋洲最少。桉樹人工林面積最大為印度，其次是巴西，中國居第三位[1]。
我國引種桉樹始于1890年。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截止到2004年，全國已有18個省(區(qū)、市)的600多個縣(市)引種栽培桉樹，桉樹人工林面積達(dá)160萬hm2。桉樹已成為華南地區(qū)最重要的紙漿材和纖維材樹種。桉樹人工林面積最大的省(區(qū))是廣東，為47萬hm2；其次是廣西40萬hm2；海南、云南面積分別為20萬hm2；福建和四川等省區(qū)也有少量分布。
2004年由國家發(fā)展改革委員會編制的《全國林紙一體化工程建設(shè)“十五”及2010年專項(xiàng)規(guī)劃》發(fā)布實(shí)施，速生豐產(chǎn)原料林建設(shè)在“十一•五”期間將發(fā)展成林漿紙一體化產(chǎn)業(yè)。隨著外國大型的林漿紙企業(yè)到我國投資，紙漿材市場供需矛盾日趨突出。由于桉樹具有速生的特性，成材快、采伐周期短、經(jīng)濟(jì)效益好，將成為南方林漿紙基地的主導(dǎo)樹種，但在實(shí)施林漿紙一體化，解決造紙業(yè)原材料問題的同時，原料林基地的建設(shè)存在著一定的環(huán)境風(fēng)險。

2 速生豐產(chǎn)桉樹林建設(shè)的環(huán)境風(fēng)險
2.1 減少區(qū)域生物多樣性的環(huán)境風(fēng)險
速生豐產(chǎn)桉樹林多為純林，作為外來種引進(jìn)中國，在高強(qiáng)度的集約經(jīng)營和栽種后，特別是采伐更新以及生長過程中其生態(tài)特性如何，目前都還沒有科學(xué)定論；桉樹速生豐產(chǎn)林對生態(tài)環(huán)境的長期影響目前也無法做出準(zhǔn)確的回答；另外，更新時間為5～6年，連栽三輪（約17～18年）后，一般需要更新樹種。更新所需的環(huán)境如何，適生樹種如何選擇，如何栽培等目前還處在研究階段，更新后的系統(tǒng)是否帶來新的生態(tài)問題以及連鎖反應(yīng)目前只能推測。
桉樹人工林的林分郁閉度直接影響林下植被的生長。有資料表明，連栽桉樹人工林的平均單株生物量和群體生物量均隨連栽代次的增加而逐代下降[2]。桉樹人工林連栽引起系統(tǒng)生產(chǎn)力下降及其顯著。
桉樹雖然結(jié)實(shí)早、結(jié)實(shí)量大，但桉樹天然下種更新成林的極少。雖然至今沒有出現(xiàn)嚴(yán)重的生物入侵的危害，如果不加任何控制的大規(guī)模地發(fā)展桉樹人工林，也可能存在一定的生物風(fēng)險。主要表現(xiàn)在桉樹人工林的大規(guī)模發(fā)展會增加占據(jù)鄉(xiāng)土樹種的生境和排除鄉(xiāng)土樹種的可能性，對景觀多樣性和遺傳多樣性造成損失；桉樹人工林的單作或無性系的大面積種植，常常會導(dǎo)致人工林的穩(wěn)定性和抗逆性降低。桉樹人工林如果取代自然或半自然植被，當(dāng)?shù)氐膭游飬^(qū)系和植物區(qū)系都會受到影響。桉樹人工林層次結(jié)構(gòu)簡單，林下植被少，而且還存在化感效應(yīng)，許多動物都不適應(yīng)在桉樹林間生存。從而存在減少區(qū)域生物多樣性的環(huán)境風(fēng)險。
2.2造成土壤生產(chǎn)力下降的環(huán)境風(fēng)險
桉樹人工林土壤生產(chǎn)力下降的原因，主要是桉樹人工林生態(tài)系統(tǒng)本身的脆弱性，嚴(yán)重的水土流失及栽人為因素干擾下不合理的經(jīng)營方式。
目前，關(guān)于桉樹人工林過度消耗養(yǎng)分的原因有很多報道：⑴認(rèn)為桉樹是速生樹種，生長快，因此消耗的養(yǎng)分也多；⑵桉樹林下不長草，嚴(yán)重的水土流失造成林地大量養(yǎng)分的損失；⑶輪伐期越來越短，利用率提高，養(yǎng)分的移走量增多；⑷林地枯枝落葉被扒走，致使養(yǎng)分的歸還量很少，正常的養(yǎng)分循環(huán)被破壞；⑸大規(guī)模煉山、機(jī)耕和全墾整地，導(dǎo)致土壤的結(jié)構(gòu)性破壞，加劇養(yǎng)分流失和物理性質(zhì)改變等。
研究表明：在一個輪伐期內(nèi)，每公頃桉樹吸收養(yǎng)分的質(zhì)量，依次為Ca 429.03 kg/hm2，其次為 N 277.01 kg/hm2和 K 208.12 kg/hm2。而在一個輪伐期中歸還的養(yǎng)分質(zhì)量，Ca只有 99.78 kg/hm2，K 為 113.04 kg/hm2，說明桉樹人工林土壤養(yǎng)分趨向于減少。
據(jù)“國家造林項(xiàng)目”[3]對桉樹人工林造林后對土壤肥力的監(jiān)測結(jié)果：造林前后，土壤中速效N、P、K含量的變幅相對較大，而有機(jī)質(zhì)和全N含量變化較小，在立地條件下相對較差的桉樹造林地，造林后土壤速效N、P、K含量逐年下降，其中，速效P含量下降幅度最大，平均逐年下降幅度達(dá)30%。
對于造林后土壤速效養(yǎng)分下降的造林地，施肥后會使下降的養(yǎng)分含量大副度提高；但是長期對連栽林地的施肥可能存在土壤板結(jié)、硬化、水分減少等不良影響。廖觀榮[4]等對種植桉樹40年前、后的林地化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行對比研究，長期種植桉樹人工林導(dǎo)致土壤酸化和養(yǎng)分貧瘠化，表層土壤酸度下降0.49～0.65pH單位，有機(jī)質(zhì)下降了60.7～95.2%，全N降低1～2.2倍，全P下降了44.4～72.7%，全K下降了4.5～5.2倍。桉樹人工林生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分不平衡的主要原因，是桉樹凋落物和采伐剩余物不能回歸土壤，以及嚴(yán)重的水土流失。

2.3造成病蟲害大發(fā)生的環(huán)境風(fēng)險
根據(jù)余學(xué)標(biāo)[5]調(diào)查,雷州林業(yè)局近3萬畝桉樹林僅采用1個無性系剛果12號桉W5無性系), 現(xiàn)在大面積種植的尾葉桉實(shí)生林,青枯病害嚴(yán)重，在每年臺風(fēng)季節(jié)后，有的林地感病率達(dá)到30%～40%，雷林33號無性系在雷州半島幾乎全軍覆沒。廣西某些新栽培區(qū)，尾葉桉幼林出現(xiàn)嚴(yán)重的枯梢現(xiàn)象，造林后第2年的枯梢率平均為84.62%，第3年為63.46%，枯梢長度分別占當(dāng)年樹高生長量的21.64%和27.15%。
桉樹人工林多屬單作純林，結(jié)構(gòu)簡單，生物多樣性及遺傳基因窄化，使單一樹種或單一基因型樹木大面積成片栽植，大大削弱了控制病蟲的機(jī)制，加劇了病蟲害發(fā)生的結(jié)果。而且由于速生林基地更強(qiáng)調(diào)的是集約化經(jīng)營、超短期輪伐等，從而使之加劇。當(dāng)病蟲害發(fā)生時，就會加大對殺蟲劑的使用，從而有可能造成對其它生物的危害和生態(tài)環(huán)境的污染，對林區(qū)生物多樣性產(chǎn)生不良的影響。另外，對造林地的植被進(jìn)行清理，在清除某些有害病蟲及其寄主的同時，也會對某些有益昆蟲及寄主造成影響，從而會對造林地的蟲害生態(tài)平衡造成影響。
2.4對飲用水源造成影響的環(huán)境風(fēng)險
桉樹林地選擇不合理，如選擇在江河源頭地方大面積種植桉樹純林，將出現(xiàn)在人工造林施肥、噴藥及桉樹葉的腐爛過程等殘留的有害物質(zhì)隨地表徑流直接排入小溪或河流，將存在對飲用水源造成影響的環(huán)境風(fēng)險。
由于速生豐產(chǎn)林生長需要大量的水分，在降水量較低的地區(qū)或是熔巖發(fā)育地區(qū)，流域水量變化與桉樹林分的生長速率有密切關(guān)系，在速生期，流域水量明顯減少，反之則流域水量減少較少。因此，大面積的速生豐產(chǎn)林會對局部地段地下水位產(chǎn)生干擾，進(jìn)而影響社會用水和生態(tài)用水問題。
2.5造成火災(zāi)大面積發(fā)生的環(huán)境風(fēng)險
在過去的16年中，廣西共發(fā)生火災(zāi)9144次，最少年發(fā)生172次，最多年高達(dá)718次，平均572次/年，過火面積共計(jì)21.1萬hm2，最少年為0.26萬hm2，最多年為4.04萬hm2，分別占廣西林地面積的0.03%和0.4%。
林紙基地營造林主要為桉樹、相思樹，他們均屬闊葉樹，發(fā)生火災(zāi)的可能性不大，但是由于大面積連片種植，一旦發(fā)生火災(zāi)，極易產(chǎn)生連片的嚴(yán)重火災(zāi)，而且目前廣西桉樹造林基本都是采用煉山開墾，增大了火災(zāi)隱患，所以應(yīng)該建立起比較健全森林防火體系。
2.6造成水土流失的環(huán)境風(fēng)險
由于桉樹林地基本采用煉山或全墾整地造林，致使林地上植物種類減少，有些地段甚至地表裸露，尤其是在坡度較大的林地，水土流失現(xiàn)象更加嚴(yán)重。土壤侵蝕主要發(fā)生在整地、栽植、撫育過程中，特別是建在坡地上的桉林基地，土壤侵蝕模數(shù)將成倍地增加。造林地的徑流和土壤侵蝕主要發(fā)生在造林施工當(dāng)年和次年。造林前的煉山清場（或全面清場）和整地作業(yè)，是導(dǎo)致造林水土流失的主要原因。不同整地方式會導(dǎo)致不同程度的水土流失，以土壤流失量為例，全墾整地 >帶墾整地 >穴墾整地，相差幅度可達(dá)100%。
由此可見，大面積種植桉樹人工林，潛在著大面積水土流失的風(fēng)險，出現(xiàn)水土流失主要是在造林施工的前兩年，且在坡度大的林地，全墾整地造成水土流失的程度更嚴(yán)重。
3、風(fēng)險防范與減緩措施
3.1生物多樣性的環(huán)境風(fēng)險減緩措施
只要采取正確、科學(xué)、合理的營林措施，生物多樣性風(fēng)險是可以控制的。生物風(fēng)險管理及降低風(fēng)險的措施如下：
（1）在土地規(guī)劃時，要劃分造林地與所要保留的自然植被的明確界線，適度控制人工林規(guī)模，做好保留的自然植被的保護(hù)和管理；
（2）避免采用外來樹種單一種源、家系或無性系造林，提倡外來樹種與鄉(xiāng)土樹種混交，外來樹種人工林與天然次生林或鄉(xiāng)土樹種人工林鑲嵌布局。
（3）根據(jù)造林地的地形地貌特點(diǎn)選擇合理地整地方式，適地適種；采伐后及時更新，多樹種輪種；集約經(jīng)營，撫育埋青；合理布局原料林基地、營造混交林等，不集中連片，改善生態(tài)環(huán)境。
（4）保留和保護(hù)好溝谷和山腰地帶的植被，并保持一定數(shù)量的相連的原生植被帶,構(gòu)建完善的野生動物通道。
3.2土壤生產(chǎn)力下降風(fēng)險防范措施
（1）盡可能地保留林下植被或種植能固氮的綠肥植物。試驗(yàn)證明,桉樹與固氮樹種混交[6]，以及桉樹人工林間種山毛豆、菠蘿等試驗(yàn)研究，對解決桉樹人工林土壤退化問題取得了明顯的效果。
（2）重視中、微量元素的養(yǎng)分平衡。大量元素的應(yīng)用和桉樹生長量的提高，必然引起土壤中的中、微量元素的耗竭，因此在平衡施肥中，必須考慮中、微量元素的補(bǔ)充。
（3）采伐利用時，禁止將采伐剩余物移出林地，減少地力的衰退。
（4）不采用全墾整地和火燒采伐剩余物，減少地表水土流失。
3.3水土流失風(fēng)險防范措施
（1）避免全墾作業(yè)，采用先進(jìn)的清林、整地方式。
（2）采取種植混交林降低水土流失的發(fā)生，在營林地種植混交林發(fā)生水土流失的強(qiáng)度要比種植純林發(fā)生水土流失的強(qiáng)度低。
（3）根據(jù)立地條件進(jìn)行了科學(xué)合理的水土流失防護(hù)設(shè)計(jì)，在實(shí)施階段水土流失得到有效控制。
（4）特別注意對林基地的管理，保持林下的植被覆蓋物，合理施肥，不清除枯枝落葉。
3.4 病蟲害風(fēng)險防范措施
（1）在人工造林種植中，通過間作其他樹種，多植混交林，使林地底層雜灌自然生長，在一定程度上提高用材林抗生態(tài)風(fēng)險的能力，增強(qiáng)對病蟲害的抵抗能力，減少病蟲害的發(fā)生。
（2）進(jìn)行科學(xué)的管理，合理施肥和施藥，保持一定的生物多樣性和正常的生長，保持地力不衰退，生產(chǎn)力不下降。
（3）在人工林種植設(shè)計(jì)上合理安排用地，不連片大面積營造單一樹種，并通過種植林種樹種的選擇，發(fā)展混交林、間作豆科植物等，以改善林下植被稀疏，生物多樣性低的問題，減少病蟲害發(fā)生。
（4）在采用無性系種種植中，采用多個無性系混種的方式，避免了單一無性系種植可能產(chǎn)生品種單一，抵抗力下降的問題。
（5）在人工林基地建設(shè)完備的病蟲害監(jiān)測和防治體系。
3.5飲用水源環(huán)境風(fēng)險防范措施
（1）禁止在河流源頭和飲用水水源地大面積種植桉樹林。
(2) 科學(xué)合理的施肥和噴藥，減少化肥和農(nóng)藥殘留物進(jìn)入飲用水源。
（3）對飲用水源受到嚴(yán)重影響的居民解決飲用水問題，如從山上接自來水或接沒有受影響的水源。
3.6火災(zāi)環(huán)境風(fēng)險防范措施
（1）在速生豐產(chǎn)原料林基地建設(shè)森林防火體系。
（2）避免大面積連片種植純林，在桉樹林間應(yīng)該設(shè)置防火帶。如在桉樹林間種植寬為15～20m的荷木作為防火林帶，或者采用耕地作為防火林帶。
（3）加強(qiáng)用火管理，減少火燒采伐基地而引起的火災(zāi)。
4、小結(jié)
造紙工業(yè)要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，就必須建設(shè)好速生豐產(chǎn)原料林基地，建立循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，這是林紙一體化發(fā)展的必然之路。而速生豐產(chǎn)原料林減少的環(huán)境風(fēng)險也是存在的，關(guān)鍵在于在實(shí)施過程中采取適當(dāng)?shù)姆婪洞胧�，�?guī)避風(fēng)險，最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、保護(hù)環(huán)境、改善生態(tài)的目的。

參與文獻(xiàn)
[1] 孫長忠.我國人工林生產(chǎn)力問題的研究（Ⅰ）——影響我國人工林生產(chǎn)力的自然因素評價 ．林業(yè)科學(xué)，2001，（3）
[2] 吳鈿，劉新田，楊新華.雷州半島桉樹人工林林下植物多樣性研究．林業(yè)科技，2003，28（4）：10～12
[3] 林業(yè)部世界銀行貸款項(xiàng)目管理中心.中國國家造林項(xiàng)目.
[4] 廖觀榮，鐘繼洪，李淑儀等，桉樹人工林生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)和平衡研究．Ⅱ. 桉樹人工林生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)．生態(tài)環(huán)境 2003, 12(3): 296-299
[5]余學(xué)標(biāo)．我國桉樹人工林經(jīng)營及研究現(xiàn)狀．資源開發(fā)與市場，1998(1)：44
[6]肖文光，王尚明，陳孝，等．桉樹與厚莢相思混交林經(jīng)濟(jì)效益分析．廣東林業(yè)科技，1999，15（2）：1～7．　

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