皖东杉木人工纯林地力衰退成因及可持续经营对策

皖东杉木人工纯林地力衰退成因及可持续经营对策
摘要从杉木的生物学特性、凋落物的积累与分解、林地土壤生化特性及纯林培育措施等方面科学分析了杉木人工纯林地力衰退成因，并就缓解和克服地力衰退问题提出可持续经营对策。

关键词杉木；人工纯林；地力衰退；可持续经营
杉木是我国特有的优质速生用材树种，广泛用于建筑、家具、造船等方面。

但自20世纪60年代以来，由于片面追求速生丰产，提倡密植、纯林、短轮伐期等人为干扰措施，导致了杉木人工林地力衰退，生产力大幅度下降，尤其是多代连栽杉木人工林，地力衰退问题更加突出。

近年来，笔者通过对皖东丘陵地区杉木人工纯林抽样调查研究，初步弄清了其地力衰退成因并提出可持续经营对策。

1杉木人工林地力衰退成因
1.1杉木自身生物学特性的影响
杉木对养分的吸收能力强，但养分归还林地的速度慢，从而造成林地肥力下降，生产力降低。

杉木凋落物形成晚，有滞后性，而且杉木枯死枝叶具有宿存性，大部分枯枝在树上，影响它的分解。

杉木凋落物养分含量低，如N含量只有阔叶树的30%～50%，且凋落物中单宁、木素含量较高，难于分解腐化，分解速度慢。

分解产生的富里酸水溶液呈强酸性，对土壤微生物有较大的抑制作用，影响土壤中有机质的转化和有效成分的供给。

随着林龄的增加，土壤生物活性不断下降，最终致使土壤地力衰退。

1.2杉木林凋落物的积累与分解失调
皖东丘陵地区杉木林均是人工纯林，林分树种单一化、针叶化，群落结构简单化，凋落物组分难分解，林分郁闭后林内光照减少、温度低、湿度大，既不利于林下植被的生长发育，也不利于土壤动物和微生物的活动、繁衍，造成林分结构简化，物种多样性低，土壤微生物活性下降。

这些综合因素的影响导致凋落物积累与分解不相协调，生物循环不能正常进行，两者间的矛盾削弱了群落系统的自肥能力，致使地力出现衰退的趋势。

1.3土壤生化特性和理化性质的变化
杉木人工林，尤其是连栽的杉木林下土壤理化性质会发生一定程度的恶化，这是杉木人工林地力衰退的另一个重要原因。

土壤固定N、P、K等元素的能力很弱，它们主要保持在植被中，再通过枯枝落叶返还土壤；而杉木枯落物会产生较多的有机酸物质，会增加土壤的酸度。

土壤酸化会影响微生物的活动，不利于枯落物的分解和林地土壤肥力的维持，造成地力衰退。

此外，由于杉木连栽引起的土壤理化性质的变化也会引起一些土壤生化特性的变化，主要是土壤酶活性下降，不利于土壤腐殖化过程。

同时，由于酶活性的降低还会引起一些代谢物质的积累，使土壤中毒，对林木产生危害，引起林分生产力的下降。

1.4不合理的栽培管理措施
在杉木林培育过程中，不合理的经营措施及其他人为干扰活动是造成土壤肥力下降，导致地力衰退的最直接原因，主要表现在：①杉木人工林多为纯林，林分结构单一，抗性减弱。

林下植被、动物、微生物种类和数量减少，土壤酶活性降低。

为获得高产，林分密度过大，对维护林地肥力极为不利。

据安徽、浙江等省报道，成年杉木林蓄积量2代比1代下降28%，3代比1代减少69%。

②杉木人工林栽培采用全面整地，致使裸露林地受到雨水直接冲击，水土流失造成土壤水分物理性能变差，速效养分流失，土壤有机质和全氮下降，土壤肥力逐渐降低。

③杉木速生丰产林是在林木养分存留量远大于归还量时就采伐，使得土壤中营养元素被大量掠夺，引起杉木人工林地肥力严重下降。

④杉木人工林经常采用短轮伐期皆伐，使得林地植被、动物和微生物受到极大影响，林地生物多样性降低；而且皆伐后林地裸露使得水土流失和营养元素损失加剧，造成地力衰退。

近些年兴起的全树利用更加剧了土壤营养元素的丧失，造成土壤养分循环中断，最终导致地力衰退。

⑤杉木人工林一般不施肥，而林木生长一直在消耗着土壤库的养分，尤其是短轮伐期的杉木林，这样最终必然导致地力衰退。

2杉木人工林可持续经营策略
2.1营造针阔混交林
因针阔混交林中有阔叶树的枯枝落叶，土壤中各种酶活性明显高于杉木纯林，凋落物分解迅速，向土壤归还了大量养分，这有利于枯枝落叶分解和各种速效养分的释放，改善土壤养分状况。

如杉木与马尾松、木荷混交，杉木与毛竹复层混交，杉木与枫香混交等都能取得较好的维持地力效果。

2.2农林间作
杉木幼龄阶段喜荫，最好林作间种，以耕代抚，特别是间种木薯、豆类效果很好。

对间种的作物进行除草施肥时，可改变林内的土壤环境和土壤肥力，对杉木生长很有利。

2.3合理轮作
采用杉木与其他阔叶树种或农作物轮作有助于恢复林下植被，有利于枯落物的分解和土壤养分的归还；与农作物轮作还可通过农耕措施改善土壤结构，提高土壤肥力，可有效改善因杉木纯林连作而引起的林地地力衰退。

2.4适时间伐
间伐可降低林分的郁闭度，使得林内光照等生境条件得到改善，促进林下植被的生长，而林下植被的多样性又与土壤微生物和土壤酶的数量、种类和活性有密切关系。

间伐林分2年后土壤微生物数量增加、酶活性增强、土壤容重降低、总孔限度和速效养分提高，使土壤肥力得到改善和提高。

2.5营林措施
通过施肥来改善林地肥力状况；尽量少采用全垦的幼林抚育方式可直接影响到杉木幼苗的生长情况、林下植被情况和土壤侵蚀情况，以免造成大量水土流失；全树利用方式的生物量移出太大，不利于林地地力的恢复，应采取合理的收获利用方式，将小枝桠归还林地。

此外，还可效仿农业经营的办法，在人工林上不断地投入人力与物力，正确处理适地适树、良种壮苗、合理的育林技术等也可以缓解地力下降。

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