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桉树由于适应性广,经济性能优越而成为我国南方人工林的首选树种,但又因存在潜在的生态风险而颇有争议。云南是我国人工桉树林种植面积最大,发展最为迅速的区域之一,需要对可能存在的生态问题进行系统深入的研究。本文选择云南两个不同的桉树典型种植区--滇中(以楚雄牟定县飒马场为例)和滇西南(以思茅的澜沧为例)地区,通过对桉树林和邻近其它植被下的土壤氮、磷、钾、PH值和有机质含量,土壤含水量,土壤抗侵蚀性、生态水文效应、林地降雨量及各界面的降雨再分配比率、林地径流量、土壤侵蚀量和养分流失量进行定位观测和定量分析,综合研究桉树人工林的综合肥力变化、生态水文效应和水土保持效应,得出如下结论:
(1)土壤水肥指标动态变化综合肥力分析结果表明,土壤肥力变化以土壤碱解氮和有机质为主导因素。在滇中的飒马场,桉树林土壤碱解氮和有机质全年平均含量分别为20.60mg/kg和1.31%;雨旱交替季节同旱季相比较,综合肥力指标下降19.7%。与此同时,作为参比的常绿阔叶林,土壤碱解氮和有机质全年平均含量分别为20.89mg/kg和1.43%;雨旱交替季节同旱季相比较,综合肥力指标上升32.8%。
在滇西南的思茅澜沧,无人工管理的尾叶桉林,土壤碱解氮和有机质全年平均含量分别为32.71mg/kg和3.38%,雨早交替季节同旱雨交替相比较,综合肥力指标上升77.5%;而作为人工管理的巨尾桉树林1土壤碱解氮和有机质全年平均含量分别为29.4mg/kg和2.62%,雨早交替季节同旱季相比较,综合肥力指标上升9.36%。
滇中牟定飒马场桉树林全年土壤含水量平均为0.185 m<3>/m<3>,其中雨季与同年早雨交替时期相比,上升了60.9%;与此同时,作为参比的常绿阔叶林和云南松林全年土壤含水量平均分别0.227 m<3>/m<3>和0.225 m<3>/m<3>,两种群落土壤的含水量雨季与同年旱雨交替时期相比分别增加了61.67%和34.95%。在滇西南各群落间无人工管理桉树林全年土壤含水量平均为0.243 m<3>/m<3>,其中雨季与同年旱雨交替时期相比,上升了82.4%,而作为参比的常绿阔叶林和思茅松林全年土壤含水量平均分别0.218m<3>/m<3>和0.244 m<3>/m<3>,同期分别增加了80.4%和76.7%,表明桉树林对土壤水分的消耗要大于天然植被群落;不同群落在雨季期间的土壤水分含量差异不显著。
(2)群落的生态水文效应滇中牟定飒马场和滇西南思茅澜沧桉树林和其它临近群落比较,降雨再分配在各个界面的比率主要受到林分类型特征(树冠类型结构、树干粗糙程度、群落郁闭度)、环境条件、降雨特征等因素的影响,导致在各界面的分配比率只能是在一个范围内波动,且不同的群落之间(针叶林和阔叶林)波动较大,不考虑自然状况,雨强是影响波动的主要因子,如在滇中地区,发生场降雨时,雨强波动范围在0.62~13.47mm/h时,桉树林树干茎流占降雨量的比率波动范围是:31.00~65.86%;穿透降雨比率波动范围是:10.27~31.93%,冠干截留量比率波动范围是:2.21~58.73%。发生连续降雨过程中,雨强波动范围在1.32~9.48mm/h时,桉树林树干茎流占降雨量的比率波动范围是:43.60~54.68%;穿透降雨比率波动范围是:8.13~30.89%,冠干截留量比率波动范围14.43~48.27%。在滇西南地区同样出现类似的波动范围,且桉树林群落人工林管理群落,由于林冠和树干比较均匀降雨再分配各界面上分配较均匀一些,波动小于自然生长群落。对滇中牟定飒马场和滇西南思茅澜沧不同群落条件下枯落物的产生量、枯落物厚度、实际持水能力和理论持水能力研究,桉树林枯落物对水源涵养能力较差,与枯落物自身重量比较,滇中桉树林枯落物的持水能力范围在:(4.01±1.59)~(192.71±159.00)%之间,常绿阔叶林涵养水源能力常绿阔叶林优于其它群落,持水能力范围在:(17.8±7.35)~(258.41±38.00)%之间,但自然生长的桉树林优于人工林群落。人为干扰较小和水热配置较好的滇西南区域,群落涵养水源的能力和持水保土的能力优于滇中区域。
(3)群落的水土保持效能及其养分流失状况滇中飒马场桉树林地年径流量和土壤侵蚀量分别为185.83m<3>/hm<2>和2135.897kg/hm<2>,常绿阔叶林只有21.03m<3>/hm<2>和9.445kg/hm<2>;滇中牟定飒马场全年产流量桉树林群落是常绿阔叶林的316.9倍,全年养分流失量全氮流失量桉树林群落是常绿阔叶林的652.3倍,全磷流失量桉树林群落是常绿阔叶林的667.2倍,全钾流失量桉树林群落是常绿阔叶林的1281.2倍,这表现出了养分流失和径流产生量的正相关性。
在滇西南思茅澜沧区域,由于地被物的十分丰富,在本研究期间没有监测出水土流失的发生,没有发生养分的流失。
综合分析表明,两地的桉树林土壤水肥动态、植被结构和水土保持效能均不及邻近区域其它参比植物群落;但在两个不同生物气候带下,水热条件较好的滇西南地区,人工桉树林的土壤肥力、植被结构等方面的负面效应明显小于相对比较干旱的滇中地区。