有机材料林地覆盖对雷竹林生态系统的负面影响研究综述.pdf
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1、广西植物G u j h a i a2 9(3):3 2 7 3 3 02 0 0 9 年5 月有机材料林地覆盖对雷竹林生态系统的负面影响研究综述刘丽,陈双林*(中国林业科学研究院亚热带林业研究所,浙江富阳3 1 1 4 0 0)摘要:雷竹林地有机材料覆盖是显著提高竹林经济产出的有效途径,但不合理的林地覆盖也会造成林地土壤发生机械结构差、持水性能下降、酸化、养分失衡、毒害化学物积累和微生物区系变化等物理、化学和生物性劣变的负面影响;土壤劣变致使竹林立竹度和立竹年龄结构不合理,立竹平均胸径和叶面积指数下降,竹鞭明显上浮,土层薄化。针对林地覆盖雷竹林退化的主要成因提出了加客土式土壤垦复的土壤物理结构
2、改良措施,施C a 0 的酸碱度人工调节,利用化学、生物措施固定、降解和去除毒害化学物质,利用解磷菌和解钾菌菌剂等将土壤中固定态的养分元素转化为有效态供植物利用,利用微生物的分解作用分解林地存留覆盖物等恢复技术,并将其作为今后恢复退化雷竹林重点研究方向。关键词:雷竹;林地覆盖;土壤退化;林分结构;恢复技术中图分类号:Q 9 4 8文献标识码:A文章编号:l o o o 一3 1 4 2(2 0 0 9)0 3 一0 3 2 7 一0 4R e s e a r c hs u m m a r yo ft h en e g a t i v ei n f lu e n c e so ft h em u
3、 l c h e de c o s y S t e mo f 上嘞y Z Z D s 缸c 办y sp m P c D xf jp r P y e,咒n Z Z sf b I e s t sw i t ho r g a n i cn f I a t e r i a l sL I UL i,C H E NS h u a n g _ L i n*(湖砌k 纽“抛D,S 出r o p 妇ZF o 懈f 删。凸f 船卵A d 删yo,F D 朋f 删,F u y a n g3 1 1 4 0 0,C h i n a)A b s t 憎c t:T h em u l c h e dt e c h n i
4、q u ew i t ho r g a n j cm a t e r i a l si nP p r n e zf o r e s t、忸sa ne f f i d e n ta p p r o a c ht oi m p r o v ee c o n o m i co u t p u to fb a m b 0 0,s o m en e g a t i v ei n f l u e n c e sa p p e a r e da sf o I l o w s:t h ed e t e r i o r a t i o no fm e c h a n i c a lc o m p o s i t
5、 i o no ft h eS o i I,t h ed e c r e a s e da b i l i t yo fw a t e rr e t e n t i o n,t h eS o i la c i d i f i c a t i o n,s o i ln u t r i e n tu n b a l a n c e d,t h ea c c u m u l a t i o no fp o i s o n o u sc h e m i c a le l e m e n t sa n dm i c r o n o r as h i f t e d I k c a u s eo fd e
6、 g e n e r a t i o no ft h es o i l,t h ea g ea n ds t a n dd 朗s i t yo fb a m b o of o r e s t sw a su n r e a S o n a b I e,a v e r a g ed i a m e t e ra tb r e a s th e i g h t(D B H)a n dI e a fa r e ai n d e x(L A I)d r o p p e d,b a m b o of h i z o m en o a t e du p w a r d,t h es o i lI a”rg
7、 o tt K 几S o m ei m p r o v e dm e a s u r e sw e r ep r e s e n t e di nt h i sp a p e r 蚰dg o tt ot h ek e yr e s e a r c hf i e l da c c o r d i n gt ot h ed e g r a d a t i o no fP p r 口伽f o r e s t s,i n c l u d i n ga d d i n gg u e s tS o i la n dr e c l a m a t i o nt 0i m p r o v et h ep h
8、y s i c a ls t r u c t u r e,a p p l y i n gC a 0t oa d j u s tt h ep H,u s i n gc h e m i c a la n db i o l o g i c a lm e a s u r e st of i x,d e g r a d ea n dr e m o v et h ep o i s o n o u sm a t e r i a l,i m p o r t i n gp h o s p h a t e-s o l u b i l i z i n gb a c t e r i a,p o t a s s i u
9、 mb a c t e r i aa n do t h e r st ot r a n s f o r mf i x e dn u t r i e n t st oa v a i l a b I ea b s o r b e db yp l a n t,a n de m p I o y i n gm i c r o b et od e m p o s et h er e s to fo r g a l l i cm a t e r i a I s 1(e yw o I d s:j),|y Z 幻s 缸c,1 3 心p r n 眦f 印研朋7 蛾Z 厶;m u l c h e df o r e
10、s t;S o i ld e g e n e r a t i o n;S t a n ds t r u c t u r e;r e V e r yt e c h m q u e s雷竹(P y Z z D s n c J I l y sp m e c o zf 户r P 口P r,z 口z i s)是我国优良的散生笋用竹种,有成林速度快、出笋早、笋味佳、产量高、经济效益好等特点,尤其是2 0 世纪9 0 年代初人工有机材料林地覆盖竹笋早出技术的收藕日期:2 0 0 8 一0 3 一修回日期:2 0 0 8-1 0 3 1基金项目:浙江省林业科技项目(0 6 A 0 3)l 杭州市科技攻关专项(
11、2 0 0 7 0 6 3 2 8 3 1)s u p p o r t e db yF 0 r e s t r y P r o g r 咖so fs c i e ea n d 融h l o g yi nz h e j i 8 n gP T b v i n c e(0 6 A 0 3);K e y,I k h n o l o g i 鹤R 曙r c ha n dD e”l o p m e n tP r o g r a mo fH a n g z h o u(2 0 0 7 0 6 3 2 8 3 1)作者简介:刘丽(1 9 8 4 一),女。内蒙古包头人,硕士研究生从事竹林生态研究。(E _ m
12、 a i l)l i u l i o l 0 9 1 6 3 c o m。通讯作者(A u t h o r f o rc o r r e s p o n d e n c e):陈双林(1 9 6 5 一),男,浙江龙游人,研究员从事竹林生态研究,(E-m 8 i 1)c s l b a m b o o 1 2 6 c o m 万方数据3 2 8广西j|直物2 9 卷应用,极大地促进了雷竹资源的发展,许多雷竹适生区省份规模化引种栽培,目前仅浙江省栽培面积就达1 3 万多公顷,并形成了以雷竹为主栽竹种的区域特色竹产业和农村经济支柱产业,如浙江省临安市、富阳市等。但近年来一些雷竹主产区陆续出现了竹林
13、退化现象,且有日趋严重的趋势,目前仅临安市就有近1 4(面积达O 6 万多公顷),雷竹林已有不同程度的退化,严重影响到区域竹产业的可持续发展和竹农家庭经济收入的稳定来源。为此,本文根据国内相关研究文献,综述了有机材料林地覆盖对雷竹林生长的影响,针对性地提出需重点研究的恢复技本,旨在为雷竹林可持续经营提供科学依据。1林地有机材料覆盖对雷竹林土壤性状的负面影响1 1 土壤机械结构持水性能下降林地覆盖物多为C N 高、短期内难以分解的有机材料,如竹叶、砻糠、木屑等,自然出笋后覆盖物很难从林地中完全清除,连续的林地覆盖,使得林地土壤表层存留着大量的有机覆盖物,造成土壤原有的团聚体结构破坏,孔隙度、通气
14、性、持水性等土壤物理结构发生剧变。刘力等(1 9 9 4)研究了覆盖初期的高产早竹(P y Z Z c,s 细c y s 户m 已c o z)林与未覆盖早竹林林地土壤的物理性状,表明在覆盖初期覆盖竹林地耕作层土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、毛管含水量、饱和持水量、自然持水量分别高于未覆盖林地8 o、1 1、1 4 6、1 3 1、1 5 O。但是连年的覆盖和覆盖物分解不彻底造成土壤物理性状破坏现象日益突出。而目前针对林地覆盖所引起的雷竹林林地土壤物理性状变化的研究较少,应着重开展对土壤结构改良有着指导意义的土壤机械结构组成、持水性能等方面研究。1 2 土壤酸化土壤酸化不仅与土壤中有机阴离子(碱)
15、随竹林大量生物量产出移出林外的碳循环有关,还与施用氮肥后土壤铵态氮硝化和N Q 一淋溶的氮循环有关(陈双林等,2 0 0 2,2 0 0 5),有机覆盖物分解产生大量酚酸类物质对土壤酸碱度也有明显影响(郑仁红,2 0 0 6),覆盖竹林土壤p H 值较不覆盖的平均降低o 2 6(刘力等,1 9 9 4)。而且,随着土壤p H 值降低,交换性钙和盐基饱和度也降低,交换性酸总量显著增加,C a 舢下降,促使土壤更趋于酸化(姜培坤等,1 9 9 9)。1 3 壤养分失衡竹林生物量产出和土壤酸化使土壤有效氮、速效磷、速效钾显著降低(陈双林等,2 0 0 2,2 0 0 5),而林地覆盖物的分解又显著增
16、加土壤速效钾、速效磷含量,抵消了降低量,增幅仍分别达4 5 1、1 5 9 2(姜培坤等,1 9 9 9)。且竹林大量施用氮肥,使氮输入量超过系统的需要,土壤阳离子损失量增加,造成除氮素外的必需养分元素亏缺,出现“氮饱和”效应(陈双林等,2 0 0 2,2 0 0 5),从而造成土壤N、P、K 比例严重失衡,尤其是难移动性土壤磷素的高存留(姜培坤等,2 0 0 0)。1 4 毒害化学物积累覆盖竹林土壤酸化使土壤中A l、M n、P b、c r、Z n等重金属元素从固定态转化为植物有效态,含量明显高于未覆盖竹林(姜培坤等,2 0 0 5;杨芳等,2 0 0 3)。林地存留覆盖物分解产生大量对竹子
17、鞭根系生长有抑制性化感作用的酚酸类物质,其含量随覆盖年限增加而上升,多酚氧化酶活性则呈相反的规律,从而使酚酸在土壤中不断积累(郑仁红,2 0 0 6)。覆盖竹林竹笋中硝酸盐含量明显高于未覆盖竹林,最大值18 9 4 8 0m g k 茁1(姜培坤等,2 0 0 4),主要原因是由于覆盖竹林土壤中硝酸盐含量的显著提高。1 5 土壤微生物区系变化竹林地大量施用化学肥料和有机材料覆盖,引起土壤温度、湿度等环境因子的变化,有机态营养耗竭,C N 和N、P、K 问比例失调和酶活性异常(陈双林等,2 0 0 5)及微生物量碳变化(杨芳等,2 0 0 6),势必会造成土壤微生物区系的变化。董林根等(2 0
18、0 5)以竹叶、砻糠和稻草3 种有机材料覆盖雷竹林地,结果表明:覆盖后雷竹林微生物数量和种类显著提高,是未覆盖竹林的3 0 6 0 倍,以细菌增加幅度最大,竹叶、砻糠处理变化幅度显著大于稻草。覆盖处理的真菌、细菌、放线菌数量均呈急剧上升、稳定、急剧下降的规律,对照的微生物数量相对稳定。覆盖一段时问后好气性微生物耗尽了覆盖物中下层的氧气,促进了厌气性微生物大量繁殖生长,产生大量影响土壤生化特性的代谢产物,从而影响竹林地下部分生长环境,因此认为林地增温、缺氧是有机材料覆盖竹林退化的重要原因。2林地有机材料覆盖对雷竹林地上结构稳定性影响2 1 立竹度竹笋早出集约经营雷竹林由于长期过量施用化万方数据3
19、 期刘丽等:有机材料林地覆盖对雷竹林生态系统的负面影响研究综述3 2 9学肥料和连年林地有机材料覆盖等掠夺性经营措施的实施,引起竹子生长环境的恶化,使得规格新竹留养极为困难,立竹均匀度下降,而且新竹生长势弱。据研究覆盖的退化雷竹林立竹度区间每1h m 2 为O 8 2 8 万株,平均立竹度每1h m 2 为1 7 万株,变异系数3 1 1,且多数林分的立竹度处于上述分布区间的两极(周国模等,1 9 9 8;1 9 9 9),与相应的丰产林分所要求的立竹度每1h m 2 为0 9 1 2 万株(周国模等,1 9 9 9)有显著差异。过小和过大的立竹度均会影响竹林的良好自我更新和经济产出,立竹度过
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