影响杉木人工林可持续经营因素探讨(2)

　　一般杉木林下植被的生物量占整个生态系统生物量并不高(1%左右），但林下植被在增加系统的组成多样性，提高杉木林地营养元素的循环速率，改善土壤肥力等方面有重要作用[5]。据作者研究，杉木林分中的营养元素含量草本层＞灌木层＞乔木层，林下植被营养元素年积累量除一代的低于乔木层外，二代和三代的均高于乔木层的③。
　　一般而言，自然生态系统如福建武夷山、梅花山、龙栖山自然保护区及江西九连山，贵州徭人山、雷公山、梵净山中杉木天然林并不存在地力衰退问题[5、32、33]。在这些杉木天然林中，杉木所占比例不大，多种阔叶树又与其伴生，如武夷山自然保护区杉木天然林群落中共有53科102属149种植物，比本省建瓯高阳林区发育阶段较高的杉木—长叶黄肉楠—杜茎山群落(27科36属43种）高出2～3倍，其中居乔木第II层(11～25m)阔叶树有栲树、木荷、石栎、罗浮栲、黄瑞木、拟赤杨、鹿角杜鹃、虎皮楠、冬青等十几个树种，维持着较高的土壤肥力[33、34]。另外，杉木天然林早期生长速度比人工林慢，如贵州徭人山常绿阔叶林中32年生杉木树高16m，胸径23.4cm，材积0.3547m3，仅为同地区杉木人工林平均生长速率的50%～70%，福建武夷山杉木天然林早期生长速度亦远低于杉木人工林[5、32]。高的生长速度就意味着从土壤中吸收更多的营养元素。由此可见，如何调整和配置杉木林群落结构对其地力维持起着重要作用。
　　4杉木连栽导致土壤肥力实质性衰退
　　杉木多代连栽后，土壤肥力发生如下几个方面实质性变化：
　　(1)杉木凋落物分解形成酸性粗腐殖质及杉木根系分泌物等共同作用导致表层土壤酸度增加。方奇研究，从杉木头耕土到三耕土,pH值由5.15下降到4.98[2]。作者研究，土壤pH值从杉木林取代杂木林（头耕土）起土壤酸度呈增加趋势，pH值由杂木林的5.66下降到三代林的4.90③。
　　(2)由于杉木归还的有机物质少且难分解，造成土壤中N素供应不足，引起土壤有机质分解过程中N、C转化不平衡，不仅影响有机残体的进一步分解，而且影响了土壤腐殖质在土壤中的积累。杉木连栽后土壤腐殖质含量减少，腐殖质中富里酸含量增大，而胡敏酸含量下降，HA/FA值变小，土壤腐殖质品质变差，土壤中松结合态腐殖质所占比例及土壤腐殖质中松结合态和紧结合态比值呈下降趋势，土壤腐殖质化程度降低③。
　　(3)土壤中有毒物质积累增加，土壤中有机有毒物质与杉木凋落物淋溶和根系分泌物长期作用、土壤微生物抑制体发育等有关④。而无机有毒物质则可能与土壤酸度增加，Al3＋活性增大，从而对杉木根系产生毒害有关[8]。张宪武研究，三耕土对香草醛的氧化能力显著高于头耕土，表明香草醛在三耕土中有明显的积累，这对微生物活动和植物的生长有害，三耕土比头耕土更强烈地抑制小麦、白菜的生长发育，抑制杉木种子的发芽和生长，也抑制微生物的存活和发育，显示了三耕土有更强的
　　毒性④。许汝佳研究，二代萌芽林地土壤上油菜的发育和生长状况都不如杂灌地和头耕土，亦证明连栽地有有毒物质的积累[40]。
　　(4)连栽杉木使土壤微生物区系和动物组成发生较大变化，连栽后土壤微生物数量减少，细菌在微生物总数中所占比例减少，且以不活跃的蜡质芽孢杆菌为主，而活跃的多粘芽孢杆菌和节细菌所占的比例低，放线菌的数量和其所占比例则相应加大，真菌在凋落物分解过程中占主导地位，同时土壤动物种类、数量亦明显减少等。
　　(5)杉木根际土壤微生境不断恶化，从而直接影响根系对土壤水分和养分吸收，导致林分中杉木个体生长量下降，同时，连栽易引发根系的病虫害，如连栽杉木根系易被半穿刺线虫危害，导致杉木生长量衰减[38]。
　　5营林措施干扰
　　在杉木人工林培育过程中，不合理的经营措施及其他的人为干扰活动，直接造成土壤肥力下降。
　　(1)全树利用导致土壤养分的大量消耗。全树采伐比常规采伐（仅利用干材）带走的生物量多两倍，带走的Ca、K多近两倍，其它营养物质也显著增多[5]。
　　(2)轮伐期缩短，对地力影响较为严重，主要表现在：幼年林木边材占心材的比例大，而随年龄增加其比例减少，同时树冠生物量与树干生物量的比例随年龄的变化亦有类似趋势，而边材和树冠的营养元素含量分别比心材和树干的大，这样，采伐时每单位木材取走的营养元素数量则大量增加[5]。其次，采伐整地干扰频率增加，短轮伐期反复实施将会造成根系对表层土壤的水分、养分的强烈吸收，导致这些物质的缺乏。
　　(3)采集过程中，土壤被压实，土壤结构遭破坏，容易发生地表迳流。据研究，皆伐对土壤容重、＞0.25mm水稳性团聚体含量、总孔隙度、非毛管孔隙度、最大持水量的影响均比择伐的大，不同集材方式（索道、拖拉机、手板车、土滑道等）对上述指标影响最大的为皆伐拖拉机集材，索道集材影响最小⑤。
　　(4)炼山使大量采伐剩余物突然释放大量能量，大量有机C和营养元素移出迹地生态系统。据作者研究[39、40]，27年杉木采伐后干皮移走损失的N、P、K分别为307.08kg/hm2、28.20kg/hm2和188.60kg/hm2。炼山后土壤营养元素损失N为597.29kg/hm2、P为43.48kg/hm2、而K增加15.40kg/hm2，杉木幼林地水土肥流失加剧，在杉木一个轮伐期中生态系统N、P、K净损失966kg/hm2，而炼山造成的损失量占总损失量的比例最大，其中N占总损失量的63%、P占总损失量的60%。
　　(5)不合理整地方式常导致大量水土流失。据张先仪研究，全垦土壤流失量3～4t/hm2·a，遇大暴雨之年可达6t/hm2·a（页岩），全垦的泥沙流失量是穴垦的1.25倍，若是花岗岩发育的土壤其受冲刷则更严重[5]。
　　(6)一般在幼林郁闭前，每年进行2～3次幼林抚育。第一次安排在4月底至5月初，松土后土层松散，土壤抗蚀能力下降，单场降雨水土流失量可占年侵蚀量的20%～60%[39]。由此可见，改变幼林抚育的季节和方式是十分必要的。
　　从以上分析可见，不合理的营林措施，特别是全面劈草、炼山是直接造成杉木人工林土壤肥力退化的重要原因之一。
　　综上所述，影响杉木林地可持(本文转载自 www.yzbxz.com 一枝笔写作网)续经营的因素是多方面的，其中既有自然因素又有人为因素，根据笔者对影响杉木人工林可持续经营因素的理解，针对南方林区目前经营现状，应采取以下对策，才能实现林地可持续经营：①以降低林地干扰强度为核心，改革传统营林措施；②增加杉木林不同生长发育阶段群落结构复杂性和物种多样性；③以提高和恢复地力为核心的杉阔轮栽制度；④以提高林地生产力为核心的林地施肥制度；⑤加强宏观调控，树立长期林地利用的观点。(责任编辑：一枝笔写作事务所)