桉樹人工林連栽對水質(zhì)影響研究

楊健基 余沖

[摘要] 隨著桉樹人工林的大發(fā)展和連栽方式的全面推行，桉樹人工林的生態(tài)脆弱性進一步凸顯。通過對桉樹造林后林地內(nèi)水質(zhì)進行研究，不僅有利于維持和提高桉樹人工林的生物生產(chǎn)力，實現(xiàn)可持續(xù)經(jīng)營，還有利于提高人們的桉樹科學(xué)認知、科學(xué)判斷、科學(xué)發(fā)展的能力，無疑具有重大的理論意義和現(xiàn)實作用。

[關(guān)鍵詞] 桉樹人工林，水質(zhì)，影響

中圖分類號： s792 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）02（c）-0000-00

桉樹是桃金娘科桉屬植物的統(tǒng)稱[1]，它具有種類多、干形好、生長快、產(chǎn)量高、耐瘠薄、抗性強、適應(yīng)性廣、用途多、經(jīng)濟價值高等優(yōu)良特性，至今已有近百個國家和地區(qū)引種桉樹。中國引種桉樹始于1890年，至今已有120多年的歷史，種植桉樹的?。▍^(qū)）有17個，涉及600多個縣（市、區(qū)），成為我國南方最重要的闊葉速生造林樹種[2]。目前，我國桉樹人工林面積為368萬公頃[3]。在華南地區(qū)，有70-80%的桉樹人工林屬于短周期人工林，其中絕大部分的林地采取多年連栽方式[4]。

隨著桉樹人工林的大發(fā)展和連栽方式的全面推行，其生態(tài)脆弱性進一步凸顯。有群眾反映，種植桉樹以后，林地周圍的水變黑了，桉樹林下水質(zhì)有毒的說法不徑相走。而在學(xué)術(shù)界，針對桉樹人工林生物多樣性、林地土壤養(yǎng)分循環(huán)等方面的影響進行了較多的研究[1-8]，但究竟桉樹林地水質(zhì)如何，在中國桉樹主產(chǎn)區(qū)之一的廣西，未見研究報道。針對群眾反映，設(shè)計了對比試驗。通過對桉樹造林后林地內(nèi)水質(zhì)進行檢驗研究，了解桉樹對水質(zhì)的影響，對制定更有針對性的環(huán)保措施指導(dǎo)造林實踐、實現(xiàn)可持續(xù)經(jīng)營有重大的理論意義和現(xiàn)實作用。

1實驗區(qū)環(huán)境概況

實驗區(qū)位于廣西壯族自治區(qū)欽州市欽北區(qū)，地貌為低丘，海拔在200m以下，屬于南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫22℃，年平均降雨量2076mm，干濕季分明，雨季4月至9月，降雨量占全年降雨量的82%，干季10月至次年3月，降雨量占18%。土壤為磚紅壤。地帶性植被為常綠季雨林，受長期人為活動的影響，絕大部分已退化為馬尾松林、崗松和桃金娘灌叢及各種人工植被，尤其以桉樹、濕地松、甘蔗、龍眼、荔枝為多[4]。

2 實驗材料與方法

2.1 實驗材料

本研究的桉樹樹種是尾巨桉人工林。為了評估桉樹種植及其連載對林下的水質(zhì)影響風(fēng)險，尤其是桉樹林下水質(zhì)對人體健康的影響，探討桉樹林種植對其林下地表水的物理、化學(xué)和微生物的影響。

2.2 實驗設(shè)計

在欽州市欽北區(qū)，選擇地形地貌、母巖、土壤類型、氣候條件等相同或相近的、且種植面積大，分別為4年生正在生長高峰期桉樹林地，6年生已達到工藝成熟的桉樹林地，10年生桉樹過熟林地，第二代萌芽更新3年生桉樹林地作為研究樣地。試驗地營造尾巨桉前林地內(nèi)的優(yōu)勢喬木均是馬尾松，馬尾松采伐后，于同年2-4月對采伐跡地進行帶狀整地，并采用巨尾桉再造林。株行距為4 m×1.25m；造林時施基肥0.5kg/株，每年追肥2次，總施N 200 kg/hm2、P 150 kg/hm2、K 100 kg/hm2，連續(xù)追肥2年，并進行帶狀撫育。

同時選擇同區(qū)域村民家自挖井水做空白實驗對照。樣地概況見表1。

2.3桉樹造林區(qū)域水樣提取與測定

于2015年7月，在雨水充沛期，雨后3-5天，分別在林地中心，半山腰處設(shè)立采集樣點，在每個采集點用潔凈無菌塑料壺采集樣點上、中、下游林地內(nèi)流出的溪水，每壺5L，設(shè)三個重復(fù)。在當(dāng)?shù)卮迕窦易酝诘乃苯映槿∷畼幼隹瞻讓φ铡?/p>

在實驗室內(nèi)，分別對水樣色度、渾濁度、肉眼可見物、PH值、鐵、錳、銅、鋅、氯化物、硫酸鹽、溶解性總固體、總硬度、耗氧量、揮發(fā)性酚類、陰離子合成洗滌劑、砷、鎘、鉻、鉛、汞、氰化物、氟化物、硝酸鹽等24個物理感官性狀、化學(xué)指標、毒理指標進行檢測。

3 結(jié)果與分析

3.1桉樹造林對溪水感官性狀的影響

經(jīng)對比分析，桉樹對區(qū)域內(nèi)溪水水質(zhì)的色度、渾濁度和肉眼可見物等感官性狀有一定的影響。在色度方面，檢測標準為15鉑鈷密度單位，對照水樣和近熟林的色度均小于5鉑鈷密度單位，而以10年生的桉樹過熟林和二代桉樹林流出的水質(zhì)色度最深，達到了25的鉑鈷密度單位。表明桉樹種植后，影響水質(zhì)的顏色，隨著桉樹連栽年份的增加，枯枝落葉物增加，又經(jīng)長年發(fā)酵后，致使水質(zhì)顏色逐漸加深直至黑色。

在渾濁度和肉眼可見物方面，因桉樹林人為活動的頻繁影響，又值雨季，暴雨較多，雨水沖刷地表，少量植被、枯枝落葉及泥土隨著雨水流失，所取水樣較渾濁，有少量沉淀物，水中懸浮物和肉眼可見物多，超過了檢測標準，尤以撫育、施肥作業(yè)較頻繁的近熟林下的水質(zhì)最渾濁，高于檢測標準8倍。但在臭和味方面，各個檢測點的水質(zhì)均不受影響，呈無臭、無異味狀態(tài)。

3.2桉樹造林對溪水一般化學(xué)指標的影響

在所檢測的12個一般化學(xué)指標中，除PH值和鐵含量指標外，其余錳、銅、鋅、氯化物、硫酸鹽、溶解性總固體、總硬度、耗氧量、揮發(fā)性酚類、陰離子合成性洗滌劑等10個指標均在檢測標準允許范圍之內(nèi)。

在PH值方面，近熟林、成熟林、過熟林、二代林四個樣點的水樣PH值分別為6.60，6.20，4.43，6.21，超出了6.5-8.5的檢測標準范圍，均呈偏酸性，尤以過熟林的水樣最酸；這也與桉樹喜偏酸性環(huán)境有關(guān)。而其枯枝落葉物落入水后在水中腐爛發(fā)酵，也會造成水質(zhì)偏酸。

在鐵指標方面，近熟林、成熟林和二代林三個樣點水樣的鐵含量較大，分別達到了0.41mg/L，1.08mg/L和1.10mg/L，超出了0.3mg/L檢測容許標準。經(jīng)分析，營林過程中使施放了肥料，肥料是NPK，主要成分是：氮來源于尿素或磷銨，磷來源于磷酸一銨或磷酸二銨，鉀來源于氯化鉀，并未含鐵元素，而桉樹本身不吸收鐵，鐵含量超標有可能是當(dāng)?shù)靥N藏著鐵礦。

3.3桉樹造林對溪水毒理指標的影響

分別對四個檢測點和對照的水樣進行了毒理性檢測，發(fā)現(xiàn)無論是對照水樣或是四個檢測點的桉樹林下流出的溪水，在砷、鎘、鉻（六價）、鉛、汞、氰化物、氟化物和硝酸鹽等毒理指標方面，其含量均在標準內(nèi)，且遠低于檢測標準，說明桉樹連栽種植對水質(zhì)無毒害現(xiàn)象。

4 結(jié)論與討論

水質(zhì)的測定結(jié)果，在24個檢測指標中，除了色度、渾濁度、肉眼可見物和鐵指標超出檢測標準外，其余20個指標均在檢測標準允許范圍之內(nèi)，表明發(fā)展桉樹且連栽對水質(zhì)沒有根本影響。但桉樹人工林中有大量的林下植被，流出的水大都是地表水，在經(jīng)營過程中人為活動多，并會施放肥料等無機質(zhì)，一般多用于農(nóng)業(yè)澆灌用水，不適宜直接飲用。

在桉樹人工林種植和經(jīng)營過程中，存在著新造林整地擾動原地貌、損壞地表植被等，造成地表裸露，極易產(chǎn)生水土流失；在林道修筑及翻修時，由于開挖、回填，路基形成裸露邊坡、地表，在降雨及其徑流沖刷下也極易產(chǎn)生水土流失；撫育追肥作業(yè)時，穴施的肥料還是會有少量隨著入滲水流的溶解而進入地表和地下水環(huán)境中等影響或污染林下地表水或地下水的現(xiàn)象。為保護桉樹人工林下水質(zhì)， 在經(jīng)營過程中應(yīng)做到：（1）整地、撫育、采伐時盡可能保留地表植被及根系，減少擾動地表，防止水土流失。（2）施用化肥時，應(yīng)科學(xué)配方施肥，禁止濫施化肥，采用挖穴施肥的方式，施肥后立即蓋土，禁止撒施，以防肥料流失和污染環(huán)境。（3）盡量選用抗病蟲的苗木，進行苗木檢疫，防止病蟲害傳播。（4）發(fā)生病蟲害時，采用生物防治和化學(xué)防治相結(jié)合，減少農(nóng)藥的使用。（5）必須使用農(nóng)藥時，選用低殘留、低毒性的農(nóng)藥，合理安排施藥時間，盡量把害蟲消滅在幼齡階段，減少總用藥量；選擇在無風(fēng)無雨天氣適時施藥，防止農(nóng)藥進入水體。

關(guān)于桉樹造林區(qū)域溪水水質(zhì)，目前研究不多。本研究主要在雨季期間對地表水進行水樣檢驗，但地表水的部分指標如氨氮、磷及大腸菌落等未進行檢測，后期還需針對這些項目及在冬季枯水期繼續(xù)進行研究。這些檢測結(jié)果也許有助于了解桉樹種植對土壤養(yǎng)分以及對水質(zhì)的影響，提高人們的桉樹科學(xué)認知、科學(xué)判斷、科學(xué)發(fā)展的能力，為桉樹的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

參考文獻

[1]祁述雄主編.中國桉樹.北京：中國林業(yè)出版社，2002

[2] 梁宏溫，溫遠光，溫琳華，等.連栽對尾巨桉短周期人工林碳貯量的影響[J].生態(tài)學(xué)報，2009，29（8）：4242-4250.

[3]謝耀堅.真實的桉樹.中國林業(yè)出版社，2015

[4]溫遠光.桉樹生態(tài)、社會問題與科學(xué)發(fā)展[M].北京.中國林業(yè)出版社，2008.

[5]黃承標，楊瑤青，溫遠光，等.不同更新方式巨尾桉人工林的水土流失規(guī)律，水土保持學(xué)報，2014，28（1）：43-52

[5]時忠杰，徐太平，張寧南，等.桉樹人工林水文影響研究進展[J].林業(yè)科學(xué)，2009，45（11）：135-140

[6]周桂香，陳芳，周俊杰，等.不同經(jīng)營措施桉樹下灌木物種多樣性研究[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2012，34（1）：59-65

[7]李振宇，解焱.中國外來入侵種.中國林業(yè)出版社，2002

[8]溫遠光，鄭羨，李明臣，徐海根，梁宏溫，黃承標，朱宏光，何斌.廣西桉樹林取代馬尾松林對土壤理化性質(zhì)的影響[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009，（06）.