桉树人工林建设的环境风险分析及防范措施

罗雅雪樊振辉陈婷梁静
摘要　随着林浆纸企业对原料林需求量的剧增，桉树将成为南方林浆纸基地的主导树种。大面积种植桉树纯林，对生态环境的长期影响目前虽无科学的定论，但对种植区域生物多样性、土壤生产力、饮用水源、火灾、水土流失等造成不利影响的风险是存在的。本文是对这些潜在的环境风险分析基础上，提出风险防范与减缓措施，为原料林基地建设时有效地降低和避免风险的发生提供参考，实现林纸一体化工业的可持续发展。
关键词桉树人工林环境风险防范措施
1前言
世界热带亚热带地区桉树人工林面积约占世界人工林的10%。桉树人工林以亚洲最多，其次是南美洲，大洋洲最少。桉树人工林面积最大为印度，其次是巴西，中国居第三位[1]。
我国引种桉树始于1890年。据不完全统计，截止到2004年，全国已有18个省(区、市)的600多个县(市)引种栽培桉树，桉树人工林面积达160万hm2。桉树已成为华南地区最重要的纸浆材和纤维材树种。桉树人工林面积最大的省(区)是广东，为47万hm2；其次是广西40万hm2；海南、云南面积分别为20万hm2；福建和四川等省区也有少量分布。
2004年由国家发展改革委员会编制的《全国林纸一体化工程建设“十五”及2010年专项规划》发布实施，速生丰产原料林建设在“十一•五”期间将发展成林浆纸一体化产业。随着外国大型的林浆纸企业到我国投资，纸浆材市场供需矛盾日趋突出。由于桉树具有速生的特性，成材快、采伐周期短、经济效益好，将成为南方林浆纸基地的主导树种，但在实施林浆纸一体化，解决造纸业原材料问题的同时，原料林基地的建设存在着一定的环境风险。

2 速生丰产桉树林建设的环境风险
2.1 减少区域生物多样性的环境风险
速生丰产桉树林多为纯林，作为外来种引进中国，在高强度的集约经营和栽种后，特别是采伐更新以及生长过程中其生态特性如何，目前都还没有科学定论；桉树速生丰产林对生态环境的长期影响目前也无法做出准确的回答；另外，更新时间为5～6年，连栽三轮（约17～18年）后，一般需要更新树种。更新所需的环境如何，适生树种如何选择，如何栽培等目前还处在研究阶段，更新后的系统是否带来新的生态问题以及连锁反应目前只能推测。
桉树人工林的林分郁闭度直接影响林下植被的生长。有资料表明，连栽桉树人工林的平均单株生物量和群体生物量均随连栽代次的增加而逐代下降[2]。桉树人工林连栽引起系统生产力下降及其显著。
桉树虽然结实早、结实量大，但桉树天然下种更新成林的极少。虽然至今没有出现严重的生物入侵的危害，如果不加任何控制的大规模地发展桉树人工林，也可能存在一定的生物风险。主要表现在桉树人工林的大规模发展会增加占据乡土树种的生境和排除乡土树种的可能性，对景观多样性和遗传多样性造成损失；桉树人工林的单作或无性系的大面积种植，常常会导致人工林的稳定性和抗逆性降低。桉树人工林如果取代自然或半自然植被，当地的动物区系和植物区系都会受到影响。桉树人工林层次结构简单，林下植被少，而且还存在化感效应，许多动物都不适应在桉树林间生存。从而存在减少区域生物多样性的环境风险。
2.2造成土壤生产力下降的环境风险
桉树人工林土壤生产力下降的原因，主要是桉树人工林生态系统本身的脆弱性，严重的水土流失及栽人为因素干扰下不合理的经营方式。
目前，关于桉树人工林过度消耗养分的原因有很多报道：⑴认为桉树是速生树种，生长快，因此消耗的养分也多；⑵桉树林下不长草，严重的水土流失造成林地大量养分的损失；⑶轮伐期越来越短，利用率提高，养分的移走量增多；⑷林地枯枝落叶被扒走，致使养分的归还量很少，正常的养分循环被破坏；⑸大规模炼山、机耕和全垦整地，导致土壤的结构性破坏，加剧养分流失和物理性质改变等。
研究表明：在一个轮伐期内，每公顷桉树吸收养分的质量，依次为Ca 429.03 kg/hm2，其次为 N 277.01 kg/hm2和 K 208.12 kg/hm2。而在一个轮伐期中归还的养分质量，Ca只有 99.78 kg/hm2，K 为 113.04 kg/hm2，说明桉树人工林土壤养分趋向于减少。
据“国家造林项目”[3]对桉树人工林造林后对土壤肥力的监测结果：造林前后，土壤中速效N、P、K含量的变幅相对较大，而有机质和全N含量变化较小，在立地条件下相对较差的桉树造林地，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，平均逐年下降幅度达30%。
对于造林后土壤速效养分下降的造林地，施肥后会使下降的养分含量大副度提高；但是长期对连栽林地的施肥可能存在土壤板结、硬化、水分减少等不良影响。廖观荣[4]等对种植桉树40年前、后的林地化学性质进行对比研究，长期种植桉树人工林导致土壤酸化和养分贫瘠化，表层土壤酸度下降0.49～0.65pH单位，有机质下降了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。桉树人工林生态系统养分不平衡的主要原因，是桉树凋落物和采伐剩余物不能回归土壤，以及严重的水土流失。

2.3造成病虫害大发生的环境风险
根据余学标[5]调查,雷州林业局近3万亩桉树林仅采用1个无性系刚果12号桉W5无性系), 现在大面积种植的尾叶桉实生林,青枯病害严重，在每年台风季节后，有的林地感病率达到30%～40%，雷林33号无性系在雷州半岛几乎全军覆没。广西某些新栽培区，尾叶桉幼林出现严重的枯梢现象，造林后第2年的枯梢率平均为84.62%，第3年为63.46%，枯梢长度分别占当年树高生长量的21.64%和27.15%。
桉树人工林多属单作纯林，结构简单，生物多样性及遗传基因窄化，使单一树种或单一基因型树木大面积成片栽植，大大削弱了控制病虫的机制，加剧了病虫害发生的结果。而且由于速生林基地更强调的是集约化经营、超短期轮伐等，从而使之加剧。当病虫害发生时，就会加大对杀虫剂的使用，从而有可能造成对其它生物的危害和生态环境的污染，对林区生物多样性产生不良的影响。另外，对造林地的植被进行清理，在清除某些有害病虫及其寄主的同时，也会对某些有益昆虫及寄主造成影响，从而会对造林地的虫害生态平衡造成影响。
2.4对饮用水源造成影响的环境风险
桉树林地选择不合理，如选择在江河源头地方大面积种植桉树纯林，将出现在人工造林施肥、喷药及桉树叶的腐烂过程等残留的有害物质随地表径流直接排入小溪或河流，将存在对饮用水源造成影响的环境风险。
由于速生丰产林生长需要大量的水分，在降水量较低的地区或是熔岩发育地区，流域水量变化与桉树林分的生长速率有密切关系，在速生期，流域水量明显减少，反之则流域水量减少较少。因此，大面积的速生丰产林会对局部地段地下水位产生干扰，进而影响社会用水和生态用水问题。
2.5造成火灾大面积发生的环境风险
在过去的16年中，广西共发生火灾9144次，最少年发生172次，最多年高达718次，平均572次/年，过火面积共计21.1万hm2，最少年为0.26万hm2，最多年为4.04万hm2，分别占广西林地面积的0.03%和0.4%。
林纸基地营造林主要为桉树、相思树，他们均属阔叶树，发生火灾的可能性不大，但是由于大面积连片种植，一旦发生火灾，极易产生连片的严重火灾，而且目前广西桉树造林基本都是采用炼山开垦，增大了火灾隐患，所以应该建立起比较健全森林防火体系。
2.6造成水土流失的环境风险
由于桉树林地基本采用炼山或全垦整地造林，致使林地上植物种类减少，有些地段甚至地表裸露，尤其是在坡度较大的林地，水土流失现象更加严重。土壤侵蚀主要发生在整地、栽植、抚育过程中，特别是建在坡地上的桉林基地，土壤侵蚀模数将成倍地增加。造林地的径流和土壤侵蚀主要发生在造林施工当年和次年。造林前的炼山清场（或全面清场）和整地作业，是导致造林水土流失的主要原因。不同整地方式会导致不同程度的水土流失，以土壤流失量为例，全垦整地 >带垦整地 >穴垦整地，相差幅度可达100%。
由此可见，大面积种植桉树人工林，潜在着大面积水土流失的风险，出现水土流失主要是在造林施工的前两年，且在坡度大的林地，全垦整地造成水土流失的程度更严重。
3、风险防范与减缓措施
3.1生物多样性的环境风险减缓措施
只要采取正确、科学、合理的营林措施，生物多样性风险是可以控制的。生物风险管理及降低风险的措施如下：
（1）在土地规划时，要划分造林地与所要保留的自然植被的明确界线，适度控制人工林规模，做好保留的自然植被的保护和管理；
（2）避免采用外来树种单一种源、家系或无性系造林，提倡外来树种与乡土树种混交，外来树种人工林与天然次生林或乡土树种人工林镶嵌布局。
（3）根据造林地的地形地貌特点选择合理地整地方式，适地适种；采伐后及时更新，多树种轮种；集约经营，抚育埋青；合理布局原料林基地、营造混交林等，不集中连片，改善生态环境。
（4）保留和保护好沟谷和山腰地带的植被，并保持一定数量的相连的原生植被带,构建完善的野生动物通道。
3.2土壤生产力下降风险防范措施
（1）尽可能地保留林下植被或种植能固氮的绿肥植物。试验证明,桉树与固氮树种混交[6]，以及桉树人工林间种山毛豆、菠萝等试验研究，对解决桉树人工林土壤退化问题取得了明显的效果。
（2）重视中、微量元素的养分平衡。大量元素的应用和桉树生长量的提高，必然引起土壤中的中、微量元素的耗竭，因此在平衡施肥中，必须考虑中、微量元素的补充。
（3）采伐利用时，禁止将采伐剩余物移出林地，减少地力的衰退。
（4）不采用全垦整地和火烧采伐剩余物，减少地表水土流失。
3.3水土流失风险防范措施
（1）避免全垦作业，采用先进的清林、整地方式。
（2）采取种植混交林降低水土流失的发生，在营林地种植混交林发生水土流失的强度要比种植纯林发生水土流失的强度低。
（3）根据立地条件进行了科学合理的水土流失防护设计，在实施阶段水土流失得到有效控制。
（4）特别注意对林基地的管理，保持林下的植被覆盖物，合理施肥，不清除枯枝落叶。
3.4 病虫害风险防范措施
（1）在人工造林种植中，通过间作其他树种，多植混交林，使林地底层杂灌自然生长，在一定程度上提高用材林抗生态风险的能力，增强对病虫害的抵抗能力，减少病虫害的发生。
（2）进行科学的管理，合理施肥和施药，保持一定的生物多样性和正常的生长，保持地力不衰退，生产力不下降。
（3）在人工林种植设计上合理安排用地，不连片大面积营造单一树种，并通过种植林种树种的选择，发展混交林、间作豆科植物等，以改善林下植被稀疏，生物多样性低的问题，减少病虫害发生。
（4）在采用无性系种种植中，采用多个无性系混种的方式，避免了单一无性系种植可能产生品种单一，抵抗力下降的问题。
（5）在人工林基地建设完备的病虫害监测和防治体系。
3.5饮用水源环境风险防范措施
（1）禁止在河流源头和饮用水水源地大面积种植桉树林。
(2) 科学合理的施肥和喷药，减少化肥和农药残留物进入饮用水源。
（3）对饮用水源受到严重影响的居民解决饮用水问题，如从山上接自来水或接没有受影响的水源。
3.6火灾环境风险防范措施
（1）在速生丰产原料林基地建设森林防火体系。
（2）避免大面积连片种植纯林，在桉树林间应该设置防火带。如在桉树林间种植宽为15～20m的荷木作为防火林带，或者采用耕地作为防火林带。
（3）加强用火管理，减少火烧采伐基地而引起的火灾。
4、小结
造纸工业要实现可持续发展，就必须建设好速生丰产原料林基地，建立循环经济模式，这是林纸一体化发展的必然之路。而速生丰产原料林减少的环境风险也是存在的，关键在于在实施过程中采取适当的防范措施，规避风险，最终实现经济发展、保护环境、改善生态的目的。

参与文献
[1] 孙长忠.我国人工林生产力问题的研究（Ⅰ）——影响我国人工林生产力的自然因素评价．林业科学，2001，（3）
[2] 吴钿，刘新田，杨新华.雷州半岛桉树人工林林下植物多样性研究．林业科技，2003，28（4）：10～12
[3] 林业部世界银行贷款项目管理中心.中国国家造林项目.
[4] 廖观荣，钟继洪，李淑仪等，桉树人工林生态系统养分循环和平衡研究．Ⅱ. 桉树人工林生态系统的养分循环．生态环境 2003, 12(3): 296-299
[5]余学标．我国桉树人工林经营及研究现状．资源开发与市场，1998(1)：44
[6]肖文光，王尚明，陈孝，等．桉树与厚荚相思混交林经济效益分析．广东林业科技，1999，15（2）：1～7．　