麻栎炭用林水土保持研究与评价

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　　摘要 通过对滁州市南谯区红琊山林场麻栎等不同森林类型开展长期水土保持定位观测，结果表明，麻栎炭用林具有较强的水保功能，土壤侵蚀强度可以控制在轻度以下。麻栎幼林间作花生不仅可减轻水土流失，而且可以以短养长，是南谯区经营麻栎炭用林成功模式之一。
　　關键词 麻栎;炭用林;水土流失
　　中图分类号 S 152.7+1文献标识码 A
　　文章编号 0517-6611（2020）01-0123-03
　　doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.01.037
　　开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
　　Study and Evaluation on Soil and Water Conservation of Carbon producing Forest of Quercus acutissima
　　WU Zhong neng1，ZHANG Chun xiang2，LIU Jun long1 et al
　　（1.Anhui Academy of Forestry， Hefei，Anhui 230031;2.Hongyashan State owned Forest Farm，Chuzhou，Anhui 239000）
　　Abstract Through long term located observation of soil and water conservation on different forest types such as Quercus acutissima in Hongyashan Forest Farm， Nanqiao District， Chuzhou City， the results showed that carbon producing forest of Q.acutissima had the higher function of soil and water conservation， the soil erosion intensity could be controlled below the mild level. Intercropping peanuts in young forest of Q.acutissima could not only alleviate the soil erosion， but also have an extra harvest in a short time. It’s one of the successful models of carbon producing forest management of Quercus acutissimain Nanqiao District，Chuzhou City.
　　Key words Quercus acutissima;Carbon producing forest;Soil and water loss
　　麻栎（Quercus acutissima）炭用林是安徽省皖东地区人工麻栎林主要经营模式之一，特别是滁州市南谯区，炭用林面积已达1.66万hm2，长期经营而不衰，生产的白炭、黑炭远销日本、韩国等国家，经济效益显著。主要作业法：新造林采用机械全垦整地，1年生优质苗造林，造林密度4 950株/hm2，前2～3年套种花生、油菜、菊花等，第3年修枝1/3，8～10年采伐;第2代后采用萌芽更新，每个伐桩保留1～2个萌条，保留密度4 500～9 000株/hm2，5～6年采伐1次，直至多代[1]。为科学评价麻栎炭用林经营对生态环境的影响，2007年安徽省林业科学院麻栎课题组在滁州市红琊山林场针对麻栎等不同森林类型开展水土保持定位研究，旨在为炭用林发展对生态环境影响评价提供数据支撑。
　　1 试验地与研究方法
　　1.1 试验地概况
　　试验地位于滁州市南谯区红琊山林场，地
　　理坐标为117°58′E、32°20′N，属于北亚热带湿润季风气候，
　　年平均气温15.2 ℃，极端最高气温41.2 ℃，极端最低气温-23.8 ℃，活动积温4 859 ℃，年均降雨量1 041.6 mm，日照时数2 073 h，相对湿度75%，无霜期218 d[2]。基岩为石英角斑岩，地形属典型皖东丘陵岗地，坡度5°～25°，土壤多为普通黄棕壤，石砾含量较高，pH 6.2～6.8，土层厚20～40 cm。有机质含量1.53 g/kg，全氮、全磷、全钾含量分别为0.084、0.040和1.54 mg/kg，速效磷5.58 mg/kg，速效钾92.47 mg/kg[3]。地带性植被为落叶阔叶林。
　　红琊山林场总面积1 000 hm2，有林地面积966.7 hm2，其中天然次生林400.0 hm2，麻栎林466.7 hm2，马尾松林33.3 hm2，湿地松林13.3 hm2，湿地松与麻栎混交林26.7 hm2，其次还有湿地松与枫香混交林、枫香与麻栎混交林、杜仲林、板栗林等。短周期麻栎炭用林是其主要经营目标。
　　选择不同林地类型（坡耕地、麻栎林、松栎混交林、马尾松林、湿地松林）、不同林分年龄、不同坡度、不同整地方式、不同间作方式等分别建立固定标准径流场（临时径流场），径流场规格水平方向5 m，与等高线垂直方向20 m，小区水平投影面积100 m2，并在林场场部设置雨量观测站1处，林分情况见表1。
　　1.2 降雨量观测
　　采用自记雨量计、雨量筒相结合观测每次降雨过程。雨量筒每次降雨后10～30 min观测，自记雨量计每天08：00更换自记纸并观测1次。 　　1.3 径流场观测[4]
　　1.3.1 径流量观测。一次降雨过程结束，地表径流终止后，开始径流场观测。揭开集水槽盖板，将其中的泥沙、水扫入承水池中，然后读取承水池内壁水位刻度，根据事先确定的水位-容积曲线推算出径流总量[5]。
　　1.3.2 侵蚀量观测。
　　在集水池取水樣前，先将池内水充分搅拌均匀，分层取出水样2～3个（总量为1 000～3 000 mm），混合后从中取出500～1 000 mm作待测水样[6]。待测水样先静置24 h，清水用量筒量测，泥沙烘干测定含沙率，计算土壤侵蚀量。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同林地水土流失
　　由表2可知，坡耕地、2年生麻栎林径流系数较大，其次是1年麻栎萌芽林、6年生麻栎林、6年生松栎混交林、15年生马尾松林、25年生湿地松林、30年生次生林;麻栎萌芽更新当年林地径流系数有增大趋势。坡耕地径流量最大，其次是2年生麻栎林、1年生麻栎萌芽林、6年生麻栎林、6年生松栎混交林、15年生马尾松林、25年生湿地松林、30年生次生林，其中1年生麻栎萌芽林、6年生麻栎林等与坡耕地、2年生麻栎林相比径流量明显减少。坡耕地土壤侵蚀等级为强度侵蚀，2年生麻栎林因郁闭度较低土壤侵蚀量较高，但与其他林地一样，侵蚀等级均为微度。6年生麻栎林、6年生松栎混交林、15年生马尾松林、25年生湿地松林、1年生麻栎萌芽林土壤侵蚀量较低。从径流系数、径流量和土壤侵蚀量来看不同林地水土流失状况，可见麻栎炭用林水源涵养能力、水土保持能力均较强。
　　2.2 不同林龄水土流失
　　据2008年观测，1～5年生麻栎林径流次数为8次，6年生后径流次数开始减少，8年生麻栎林径流次数为1～5年生的1/4。1年生麻栎林径流量最大，2年生麻栎林径流量是其74.4%，3年生麻栎林是其55.0%，4年生麻栎林是其36.6%，5年生麻栎林是其29.0%，6年生麻栎林是其15.9%，7年生麻栎林是其7.0%，8年生麻栎林是其3.8%。径流量随着麻栎林龄增长，郁闭度提高，枯落物生物量增加，地被物增厚[7]，而趋大幅度下降，3年生径流量削减近50%，5年生径流量削减近70%，7年生径流量削减近90%。1年生麻栎林侵蚀量最大，2年生麻栎林侵蚀量是其84.4%，3年生麻栎林是其55.8%，4年生麻栎林是其27.3%，1～3年生土壤侵蚀级别为轻度，4年生后土壤侵蚀级别为微度，达允许范围。由此可知，短周期经营的麻栎炭用林不会造成严重水土流失现象，但麻栎新造林前3年林地土壤侵蚀强度为轻度，值得关注，应采取必要措施减轻水土流失（表3）。
　　2.3 不同整地方式水土流失
　　由表4可知，机械全垦径流系数、径流量是人工全垦的1.5倍，土壤侵蚀量是人工全垦的1.9倍，可见机械全垦整地方式会产生较大的水土流失。2种造林整地方式当年林地水土流失级别均为轻度，产生了一定的水土流失。全垦整地虽然有利于林地清理造林施工，有利于麻栎幼苗恢复与生长，有利于林间套种，但早期水土流失不容小觑，应采取必要的水保措施，如“头带帽”“脚穿鞋”“腰系带”“坡改梯”、定植穴配置、间作种类等控制水土流失[8]。
　　2.4 不同间作方式水土流失
　　由表5可知，间作花生、间作玉米地表径流量、径流系数比对照（不间作）低，其中间作花生为对照的76%、间作玉米为对照的79%。同样间作花生、间作玉米土壤侵蚀量也比对照低，其中间作花生为对照的64%、间作玉米为对照的86%。新造林采取间作在植物生长季节可明显提高林地覆盖率，而此时正是皖东地区易造成水土流失季节，起到减少径流、涵养水源和保持水土作用。间作花生林地植物盖度要高于玉米，同时其地表径流量、土壤侵蚀量也都小于间作玉米，麻栎新造林间作花生是一种较好的复合模式。
　　2.5 不同坡度水土流失
　　由表6可知，径流系数：20°>15°>10°。地表径流量：2008年，20°径流量是15°的1.17倍，是10°的1.51倍;2009年，20°径流量是15°的1.19倍，是10°的1.97倍。土壤侵蚀量：2008年，20°侵蚀量是15°的2.39倍，是10°的4.64倍;2009年，20°侵蚀量是15°的3.20倍，是10°的5.34倍。坡度越大，径流系数越大、径流量越大、侵蚀量越大。新造林林地若坡度较大，会产生一定水土流失，对于坡度大于20°的造林地，在林地清理、整地、造林、抚育等方面应采取适当水保措施，降低新造林水土流失。
　　3 结论
　　（1）麻栎生长迅速，枝叶繁茂，根系发达，枯枝落叶丰富，水源涵养能力强。经对麻栎炭用林第一代（1～8年）、第二代第1年萌芽林及松栎混交林、湿地松林、马尾松林、天然次生林水保定位观测，可以认为麻栎炭用林具有较强的水保功能，土壤侵蚀强度可以控制在轻度以下，不会造成严重的水土流失。
　　（2）麻栎炭用林培育所采用造林整地方式虽然有利于幼林成活、成长，但由于对林地干扰较大，早期可能会出现一定的水土流失。
　　1～3年生麻栎新造林，由于林木盖度较低，或因地形等因素影响，也会产生一定的土壤侵蚀，与
　　吴中能等[9]、兰再平等[10]的研究结论一致。
　　（3）林地坡度是影响水土流失的重要因子之一，坡度为15°～25°土地应采取带状整地，而不宜全垦整地[11]。新造林采取套种不仅可减轻水土流失，而且可以以短养长。麻栎幼林2～3年间作花生是滁州市南谯区经营麻栎炭用林成功模式之一。
　　48卷1期 张佳倩等 北大荒现代农业园研学服务供应链的关系协调机制研究
　　参考文献
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