桉樹大面積種植與水資源問題的探討

賴靈基

（永安市林業(yè)集團股份有限公司，福建 三明 366000）

當(dāng)今世界，水是重要的戰(zhàn)略資源。水資源是基礎(chǔ)的自然資源和戰(zhàn)略性的經(jīng)濟資源，是生態(tài)環(huán)境的控制性要素，是經(jīng)濟社會發(fā)展的重要支撐和保障。水資源的可持續(xù)利用是支撐我國社會經(jīng)濟發(fā)展的戰(zhàn)略問題。目前，我國的水資源面臨著嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，水問題在4個方面（洪澇災(zāi)害、水資源短缺及干旱、水污染、水土流失量高）表現(xiàn)突出。以水土流失為例，據(jù)2005－2008年間的“中國水土流失與生態(tài)安全綜合科學(xué)考察”研究顯示，水土流失給我國造成的經(jīng)濟損失約相當(dāng)于GDP總量3.5%。目前人為的水土流失已經(jīng)得到有效遏制，而在未來10年內(nèi)，我國將新增水土流失治理面積50萬km2。水土流失的量受到區(qū)域氣候、土地利用方式改變等方面的影響。保護水資源對于維護區(qū)域生態(tài)安全有重要的意義。

1 桉樹人工林的經(jīng)營現(xiàn)狀

公眾普遍認(rèn)為森林具有強大的水土保持功能，主要表現(xiàn)森林地上部分通過截留降雨能削弱降雨侵蝕，降低徑流沖刷力，在調(diào)節(jié)坡面徑流方面起著重要的作用；森林的土壤扮演者天然水庫的角色，在降雨時水分沿著土壤孔隙下滲，成為土壤儲水和地下徑流，在調(diào)節(jié)地下徑流和減少汛期河川徑流量方面起著重要的作用。但是不同的森林類型由于其組成樹種的生物學(xué)特性、林分結(jié)構(gòu)等因素的影響，森林的水土保持存在一定的差異［1］。

桉樹是桃金娘科植物，原產(chǎn)澳大利亞等地，我國最早引種開始于1890年，至今已有120年歷史。桉樹人工林大面積推廣種植在80年代末期，現(xiàn)在我國桉樹人工林面積已由20世紀(jì)80年代的40萬hm2發(fā)展到2010年的368萬hm［2］，占全國人工林種植面積的4.19%，排名前三的人工林樹種為櫟類10.35%、馬尾松7.74%和杉木7.24%。江西有桉樹3.3萬hm2，占總桉樹面積約為1%［1］。桉樹已成為我國南方地區(qū)重要的速生用材樹種，是營造工業(yè)人工林的重要樹種，在我國人工林中占有重要的地位。由于桉樹具有速生高產(chǎn)、適應(yīng)性廣、抗性強、耐干旱瘠薄、容易種植、萌芽力強等特點，被聯(lián)合國糧農(nóng)組織推薦為三大速生造林樹種（桉、松、楊）之一。桉樹的優(yōu)點在于：（1）生長極快。桉樹是世界上生長最快的樹種，生長旺季，1d高生長可達3cm，1個月生長1m，1年最高生長可達10m。巴西擁有世界上生長最好的桉樹人工林，最高生長速度達到117m3·a－1·hm－2，我國在海南的示范林中，最高生長速度達到60m3·a－1·hm－2。（2）輪伐期極短。北歐云杉人工林的輪伐期為70a，我國馬尾松人工林的輪伐期為20～25a，杉木輪伐期15～20a，而桉樹人工林的輪伐期為5a，有的甚至縮短至3～4a。（3）木材好，用途廣。桉樹木材通直、密度大，幾乎是楊樹的2倍，可用于制漿造紙、膠合板、纖維板等，大徑材可以用于家具、地板、室內(nèi)裝修等。（4）適用性強，經(jīng)濟效益好。桉樹耐瘠薄和干旱，有一整套成熟的栽培、管理技術(shù)，只要品種得當(dāng)，措施到位，就一定能獲得高產(chǎn)。在產(chǎn)生巨大經(jīng)濟效益同時能緩解我國急劇增長的木材需求方面做出很大貢獻。到2015年，我國桉樹人工林木材每年可采0.6億m3，我國每年木材消費量達到3.3億m3，國內(nèi)可供應(yīng)量為1.9億m3，用不到3%的林地解決18%的木材需求，實施桉樹人工林的集約式經(jīng)營有利于解決木材供需缺口［2］。

2 桉樹人工林與水土保持

在產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟和社會效益的同時，桉樹大面積種植帶來的生態(tài)問題，特別是對水資源和水環(huán)境的影響等方面引發(fā)了眾多學(xué)者的關(guān)注和討論。本討論主要依據(jù)現(xiàn)有的研究和作者從事的相關(guān)工作從桉樹人工林對水土保持和水分的消耗等方面進行一些探討，以期認(rèn)識桉樹人工林和發(fā)展桉樹人工林方面有更多的科學(xué)依據(jù)。

桉樹對水土保持的影響及成因分析。桉樹對水土保持影響的爭論是于1996年在廣東省內(nèi)進行的。廣東科技報在一期頭版頭條大幅報道《褒褒貶貶說桉樹》的文章，引發(fā)了林業(yè)部門和廣大基層造林組織的關(guān)注。由于桉樹的推廣剛?cè)〉靡欢ǖ男Ч?，在廣東、廣西很多地區(qū)開始大面積種植，這篇文章的發(fā)表使得在廣東省和湛江市有關(guān)部門組織下，國家桉樹中心和廣東科技報召集了生態(tài)方面專家進行研討。最后得出的結(jié)論是桉樹是可以優(yōu)先在廣東發(fā)展的速生林樹種，前景很好。桉樹由于生長快，產(chǎn)生的凋落物可大于10cm厚，而凋落物覆蓋是森林涵養(yǎng)水源重要的一個方面。20世紀(jì)80年代，廣東開始實施10年綠化廣東計劃，由于之前的人為干擾，很多林地已經(jīng)是極度退化，裸露面較為普遍，桉樹由于適應(yīng)性強也是重要推廣的先鋒樹種。但是種植桉樹的地方多經(jīng)濟不發(fā)達，當(dāng)?shù)鼐用翊蠖嗳×窒碌目葜β淙~作為薪材燃燒，使得桉樹從遠看是一片綠色森林，近看林下仍是裸露地表，加上南方降雨量和頻率都很大，使得水土流失比較嚴(yán)重。隨后，相關(guān)部門出臺一系列的政策。包括，（1）減少人為移走林地的枯枝落葉，既保持地面濕度又減少地表徑流，又能為林地土壤補充必要的養(yǎng)分，致使林地水土得到保持；（2）合理的整地方式。造林前整地采用穴墾方式，減輕土壤表層結(jié)構(gòu)破壞，從而減少人工林內(nèi)的地表徑流，有利于水土和養(yǎng)分保持；（3）保留采伐后的棄枝棄葉，可以歸還一些林地養(yǎng)分；（4）實施一些套種措施，豐富林分結(jié)構(gòu)，改善林地土壤結(jié)構(gòu)和水分、養(yǎng)分狀況；（5）擇區(qū)種植，分類經(jīng)營，例如在25°以上的山坡不能種植。目前，桉樹人工林對人為干擾下水土保持功能方面的技術(shù)和理論比較成熟，相關(guān)的水土保持工作已經(jīng)取得很大共識［3，4］。

3 桉樹與耗水量

在桉樹耗水方面，爭論仍然存在，或者說在相當(dāng)長一段時期內(nèi)還將繼續(xù)存在。以2010年春天我國西南地區(qū)發(fā)生特大旱情為例，由于林業(yè)部門和生態(tài)學(xué)家都缺乏足夠的證據(jù)，以至于公眾認(rèn)為桉樹是造成干旱的元兇。經(jīng)國家林業(yè)局和國家氣象局聯(lián)合分析表明，氣候是由全球洋流、氣旋和季風(fēng)影響的，西南大旱是大氣環(huán)流異常所致，而森林只能對氣候變化起到微調(diào)和緩沖作用，改善局部的小氣候，對大的區(qū)域或全球尺度氣候的影響微乎其微。而持續(xù)降雨少，氣溫高、蒸發(fā)量大是形成西南地區(qū)干旱的直接原因。只是公眾對為什么持續(xù)的降雨減少仍存在疑慮，這與桉樹的關(guān)系還不明確［2］。據(jù)研究，從目前所發(fā)表的研究論文和媒體報道等方面看，對于大規(guī)模種植桉樹是否對生態(tài)環(huán)境構(gòu)成負面影響的討論，主要分為兩大類人群，一類為林業(yè)生產(chǎn)實踐相關(guān)人員。例如林業(yè)科技和造紙工業(yè)等，認(rèn)為大規(guī)模種植桉樹對生態(tài)環(huán)境沒有負面的影響，甚至還說具有好的作用。而另一部分人群為從事生態(tài)學(xué)和環(huán)境保護方面的各界人士，含各行業(yè)關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)安全和環(huán)境保護的熱心人士，以及高等院校、科研院所的生態(tài)學(xué)研究人員和少部分的林業(yè)研究人員等。這部分人員對桉樹的看法可能大部分是持保守態(tài)度。然而對于桉樹生態(tài)問題存在與否的討論，每當(dāng)某地區(qū)的營林行動受到當(dāng)?shù)鼗蛲獾厣鐣耸抠|(zhì)疑和呼吁調(diào)整其森林經(jīng)營方式時，就出現(xiàn)有專家出來評論，認(rèn)為大面積種植桉樹沒有什么問題，可以推廣；決策者在這樣的建議下，往往會促進桉樹的推廣種植。但這些專家?guī)缀跞菑氖铝謽I(yè)方面研究的人士，而少有生態(tài)環(huán)境方面的專家。

3.1 對土壤水分的影響

據(jù)研究，4個月生桉樹到6年生林桉樹生長期間，隨著林齡的增加，桉樹人工林土壤的最大持水量、毛管持水量、排水能力及總持水量呈增加趨勢。6年生桉樹人工林土壤總持水量（3 064.13t·hm－1）比4個月生林地提高13.05%。同時，桉樹人工林土壤初滲速率、初滲系數(shù)及穩(wěn)滲速率、穩(wěn)滲系數(shù)明顯提高，6年生桉樹人工林0～20cm、20～40cm、40～60cm的土壤初滲速率分別比4個月生林地提高114.29% 、133.33%和318.39%；0～20cm、20～40cm的土壤穩(wěn)滲速率分別比4個月生林地提高56.85%和44.73%.表明土壤滲透性隨林齡的增加而提高［5］。對桉樹取代原樹種次生常綠闊葉和思茅松林土壤水源涵養(yǎng)功能研究表明，桉樹林取代次生常綠闊葉林和思茅松林后，土壤含水量分別下降了11%和10%，對土壤水分的消耗增加；桉樹林取代次生常綠闊葉林和思茅松林后，土壤毛管持水量分別下降了20.6%和5%，土壤保水持水能力下降，但桉樹林與思茅松林的土壤持水能力差異不大；另外土壤保持水土的能力變差，但調(diào)蓄能力增強。闊葉林應(yīng)該是亞熱帶山地將來水源涵養(yǎng)林的主要發(fā)展方向，要加強對現(xiàn)有常綠闊葉林的保育，同時要通過對思茅松以及桉樹純林的改造，提高林分質(zhì)量，充分發(fā)揮亞熱帶山地森林的蓄水調(diào)洪作用［6］。

3.2 碳水耦合研究

由于森林在積累碳的同時消耗大量的水分，從單位時間碳積累的角度也可以間接得出桉樹耗水量的多少［7］。據(jù)國家桉樹中心謝耀堅研究員報道，每合成1kg生物量（干質(zhì)量），松樹需要消耗1 000L水，相思、黃檀、香蕉、咖啡需要800L以上，而桉樹只需要510L。據(jù)對桉樹和相關(guān)樹種的碳積累研究發(fā)現(xiàn)，桉樹的碳積累的速度是杉木的6倍，松樹的4.5倍，常綠闊葉林的5倍。加權(quán)后的值表明桉樹可能還要比其他樹種多消耗3倍左右的水量，這個是非常大的［8］。

3.3 大尺度整合分析研究

全球造林對徑流的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)天然徑流小于年降雨量的10%，可能會直接導(dǎo)致斷流，而天然徑流達到30%年降雨量的區(qū)域，當(dāng)?shù)氐膹搅髁繒p少一半或者更多。在考慮造林固定碳的同時要考慮對地表徑流的影響，因為在許多地方對水的需求日益增大［9］。

3.4 長期觀測研究

周國逸等［10］人整合廣東省近200個氣象水文觀測站點50年的海量數(shù)據(jù)，通過定量分析降雨量、潛在蒸散量、人為耗水量、水庫截留量等因素發(fā)現(xiàn)，大規(guī)模的植樹造林并沒有使廣東全省的河川徑流量出現(xiàn)明顯變化，而格局卻發(fā)生了改變，即干季河川徑流量顯著增加，全年的徑流量更為均一。這一結(jié)論證實，在降雨量超過潛在蒸散量地區(qū)，大規(guī)模造林不會帶來水資源供應(yīng)的下降［10］。

4 小結(jié)

桉樹耗水量及其在不同林齡和地區(qū)的耗水規(guī)律還需進一步加強，更多的研究成果需要為相關(guān)部門制定科學(xué)政策提供參考，同時與基層造林人員共享科研成果，并推廣合適的造林方式。例如通過監(jiān)測林木生長、林木和土壤碳排放、土壤水分動態(tài)，樹干液流等指標(biāo)，研究桉樹人工林固碳生態(tài)服務(wù)功能方面的同時對桉樹的保水耗水方面進行探討，有利于科學(xué)認(rèn)識桉樹人工林與水資源，桉樹人工林與土壤肥力及固碳等方面的關(guān)系。

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［2］楊民勝，謝耀堅，劉杰鋒.中國桉樹研究三十年（1981－2010）［M］.北京：中國林業(yè)出版社，2011

［3］于?？?，黃新會，王克勤，等.桉樹人工林生態(tài)退化與恢復(fù)研究進展［J］.中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2009（17）：393－398

［4］薛秀康.我國桉樹工業(yè)原料林發(fā)展中存在的問題與對策［J］.林業(yè)科技開發(fā)，2009（23）：5－9

［5］王紀(jì)杰，張友育，俞元春，等.不同林齡巨尾桉人工林土壤的水土保持功能［J］.福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2012（41）：46－52

［6］趙筱青，和春蘭，易琦.大面積桉樹引種區(qū)土壤水分及水源涵養(yǎng)性能研究［J］.水土保持學(xué)報，2012（36）：205－210

［7］劉搖寧，孫鵬森，劉世榮.陸地水－碳耦合模擬研究進展［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2012（23）：3187－3196

［8］CHEN D，ZHANG C，WU J，et al.Subtropical plantations are large carbon sinks：Evidence from two monoculture plantations in South China［J］.Agricultural and Forest Meteorology，2011（151）：1214－1225

［9］FARLEY K，JOBB GY E，JACKSON R.Effects of afforestation on water yield：aglobal synthesis with implications for policy［J］.Global Change Biology，2005（11）：1565－1576

［10］ZHOU G，WEI X，LUO Y，et al.Forest recovery and river discharge at the regional scale of Guangdong Province，China［J］.Water Resources Research，2010（46）：W09503