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農(nóng)田防護(hù)林的土壤改良效益與脅地現(xiàn)象的克服
論文關(guān)鍵詞 防護(hù)林；農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)；土壤改良；林帶脅地；增產(chǎn)
論文摘要 綜述了農(nóng)田防護(hù)林對土壤性質(zhì)、土壤肥力狀況、土壤微生物分布、土壤酶的活性、保土效應(yīng)等方面的改良效益，提出了農(nóng)田防護(hù)林帶脅地現(xiàn)象產(chǎn)生的原因以及克服的措施，以期引起人們對農(nóng)田防護(hù)林在改善農(nóng)田生態(tài)方面的重視。
20世紀(jì)80年代以來，隨著生態(tài)學(xué)的不斷發(fā)展，生態(tài)學(xué)原理被更加深入地應(yīng)用到農(nóng)田防護(hù)林領(lǐng)域，形成了農(nóng)田防護(hù)林生態(tài)學(xué)研究高潮[1]。關(guān)于農(nóng)田防護(hù)林生態(tài)系統(tǒng)的研究，有大量的文獻(xiàn)報道。近年來，如何維護(hù)、改善生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能已成為國際上普遍關(guān)注的研究熱點(diǎn)問題。大量研究表明，農(nóng)田林網(wǎng)可以改善生態(tài)環(huán)境，優(yōu)化農(nóng)作物生長所需的環(huán)境條件，對作物生長環(huán)境有著明顯的良性影響[2]。防護(hù)林的生態(tài)效益通常包括生物效益、環(huán)境效益、效益等[3]。這里，筆者僅就農(nóng)田防護(hù)林的土壤改良效益與脅地現(xiàn)象的克服等問題闡述如下。
1農(nóng)田防護(hù)林對土壤的改良效益
1.1農(nóng)田防護(hù)林對土壤物理性質(zhì)的改良
農(nóng)田防護(hù)林帶建成后對降低土壤表層及耕作層的全鹽量效果極為明顯，可防止次生鹽漬化。一般，楊樹林帶下土壤中碳酸鈉鹽下移，多滯留在30cm上下；灌木林帶下土壤中的硫酸鹽及碳酸鹽則向47cm以下的土層移動。楊樹林帶下0～20cm土層全鹽量較曠野減少66%，1～11H（H表示防護(hù)林帶樹高）之間減少86%～90%；灌木林帶下0～30cm土層防護(hù)林帶比曠野減少65%，林帶背風(fēng)面5～20m處減少58%～75%[4]。前蘇聯(lián)V.M.Kretinin的研究證實(shí)了農(nóng)田防護(hù)林帶有使土壤脫鹽的作用。A.M.Egrouy等的研究結(jié)果也表明，農(nóng)田防護(hù)林帶對農(nóng)田土壤有明顯的脫鹽作用。李德毅在江蘇大豐縣上海農(nóng)場的研究認(rèn)為：農(nóng)田防護(hù)林帶保護(hù)區(qū)和空曠區(qū)相比有明顯延緩反鹽作用[5]。
農(nóng)田防護(hù)林帶還有減少土壤中CO32-和HCO3-的效果，從而使土壤堿性減弱，pH值降低。楊樹林帶內(nèi)0～10cm土層中CO32-和HCO3-的濃度含量較曠野減少66%，并降低1.4個pH值。林帶背風(fēng)面1～11H之間減少78%～89%，降低1.0～1.5個pH值。灌木林帶至帶后20cm處范圍內(nèi)、在0～30cm的土層減少63%～82%左右，下降約0.5～1.5個pH值。
此外，農(nóng)田防護(hù)林帶還有改善鹽堿土水溶性組成成分的作用。受林帶庇護(hù)的土壤，Ca2+比例增大，Na+減少，從而改善了土壤的通透性和可耕性。農(nóng)田防護(hù)林帶所庇護(hù)的上層土壤中水溶性Na+大幅度降低，在楊樹林帶可降低90%，灌木林帶降低19%～82%左右[4]。
1.2農(nóng)田防護(hù)林對土壤的增肥效應(yīng)
農(nóng)田防護(hù)林能改良土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高土壤肥力。7~8年林地土壤（0～40cm）有機(jī)質(zhì)含量比農(nóng)地土壤增加近1倍，土壤氮、磷養(yǎng)分含量顯著提高，電導(dǎo)率平均值比對照點(diǎn)降低42.9%，土壤容重降低，非毛管孔隙度增加，通氣透水性能提高。林木大量的枯枝落葉促進(jìn)了整個農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。據(jù)測定，五年生的楊樹、水杉、刺槐等林分每年凋落物分別可達(dá)2 500kg/hm2、2 800kg/hm2和2 000kg/hm2，楊樹凋落物中氮、磷、鉀、鈣的含量分別為2.35%、0.45%、1.24%和4.11%，每公頃楊樹林每年凋落物歸還土壤的養(yǎng)分含量為氮58.75kg、磷11.25kg、鉀31.00kg和鈣106.00kg[6]。朱德華觀測研究結(jié)果表明，林帶背風(fēng)面20H范圍內(nèi)腐殖質(zhì)含量為對照的182.2%，氮為178.4%、磷為145.4%，休喬列夫觀測到林帶保護(hù)區(qū)肥效增加25%。克列京寧觀測到二十二至二十七年生的林帶，促使草原土壤形成0~2cm的有機(jī)層，A+B1層增加4～12cm[7]。據(jù)鄭亮等測定淮北平原農(nóng)田防護(hù)林網(wǎng)建立后，土壤有機(jī)質(zhì)含量增加了32.9%，含氮量增加了8%，速效磷增加了31.4%，速效鉀增加了6%，土壤的pH值由8.3下降到8.1[8]。
1.3農(nóng)田防護(hù)林對土壤微生物和酶活性的影響
農(nóng)田防護(hù)林還能增加土壤微生物種群數(shù)量和提高酶的活性，有效地提高土壤肥力水平。南京大學(xué)（1995）在江蘇徐州農(nóng)田防護(hù)林區(qū)對土壤酶活性研究表明，林帶根系活動能明顯提高土壤酶活性，在林帶附近土壤酶活性較高，隨著林帶距離的增加酶活性變小，根際土壤酶活性明顯高于非根際土壤[5]。
1.4農(nóng)田防護(hù)林的保土效應(yīng)
農(nóng)田防護(hù)林帶具有降低風(fēng)速、提高土壤含水率的作用，因而起到防止或減輕土壤風(fēng)蝕的作用[9，10]。Gal觀測到Ferstod地區(qū)農(nóng)田防護(hù)林帶營造前，土壤損失量達(dá)1 002t/km2，造林后12年僅為50t/km2，每年3月份空氣含塵量僅為原來的1/10[7]。據(jù)測算，淮北地區(qū)農(nóng)田防護(hù)林每年可防止水土流失3 000多萬立方米，使3 670km的主要河渠每年可減少泥土淤積12.1萬立方米，平均每年減少河床抬高2～3cm[8]。
2農(nóng)田防護(hù)林帶脅地現(xiàn)象的產(chǎn)生與克服
2.1農(nóng)田防護(hù)林帶脅地現(xiàn)象的成因
在農(nóng)田防護(hù)林建設(shè)過程中，由于林木根系和冠幅巨大，對作物不可避免地會產(chǎn)生一定的負(fù)面影響，主要表現(xiàn)在：林木與根系附近作物爭奪土壤水分和養(yǎng)分；樹冠冠幅較大，遮陰面積大，時間長，造成附近區(qū)域的光照少，地溫高，迎風(fēng)面近樹區(qū)的空氣濕度��；雖林帶縮小晝夜溫差，有減免高、低溫致害的正影響，但也有不利于干物質(zhì)積累、影響作物發(fā)育，甚至降低種實(shí)品質(zhì)的負(fù)影響。農(nóng)田防護(hù)林的負(fù)影響隨著許多條件的變化而變化，一般情況下，對秋季作物影響大于夏季作物，林帶陰面大于陽面，在瘠薄的土壤上大于肥沃的土壤上，在干旱年份和無灌溉條件下大于濕潤年份和有灌溉條件的[11]。
2.2農(nóng)田防護(hù)林帶脅地的克服
要消除或減輕林帶脅地負(fù)面影響，可以考慮采用以下措施：①農(nóng)田防護(hù)林要合理布局，主、付林帶嚴(yán)格按要求設(shè)計(jì)，實(shí)行水、田、林、路、電統(tǒng)一規(guī)劃，少占耕地。②選擇窄冠、根深、枝葉稀少、發(fā)芽晚的樹種。③栽樹前要深耕整地，多施有機(jī)肥，促進(jìn)根系向深層發(fā)展。④在林帶與農(nóng)作物之間，距林帶約1.5m處，挖一條深50～60cm的斷根溝，以避免樹冠擴(kuò)展到農(nóng)地淺層土壤中。⑤在林帶威脅地明顯的范圍內(nèi)，種植綠肥作物、瓜菜、草等比較耐陰的植物。農(nóng)田防護(hù)林本身也是生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者，能對輸出多種多樣的林產(chǎn)品，包括木材、條材、薪材、干鮮果品、茶葉、綠肥、飼料、燃料、木本糧油、藥材和木本蔬菜等，其作用之大，是不可低估的。把多年生木本植物與作物、綠肥、牧草等混種，不僅改善農(nóng)田生態(tài)，而且更能充分利用地力，將生態(tài)潛能轉(zhuǎn)化為最大的生物生產(chǎn)力，并在此基礎(chǔ)上再大力發(fā)展畜牧業(yè)，獲得更多的畜產(chǎn)品，從而解決農(nóng)、林、牧三者爭地的矛盾�？梢姡ㄔO(shè)農(nóng)田防護(hù)林是調(diào)控農(nóng)田生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)、滿足人們對牧產(chǎn)品日益增長需要的必由之路。
3結(jié)語
農(nóng)田防護(hù)林的營造形成了以林網(wǎng)為主體的生態(tài)系統(tǒng)，不僅可提供生產(chǎn)原料，更重要的是提供了一系列的相關(guān)功能和服務(wù)，改善了農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，對整個地區(qū)的氣候、土壤、生產(chǎn)等都具有重大的防護(hù)與調(diào)節(jié)作用，是改善生態(tài)環(huán)境的高效能生物工程。隨著人們對資源環(huán)境的日益關(guān)注，農(nóng)田防護(hù)林在改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境方面的效益將越來越引起人們的重視。
參考文獻(xiàn)
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