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談農(nóng)田防護(hù)林的土壤改良效益與脅地現(xiàn)象的克服

時(shí)間:2023-03-18 14:48:12 其他畢業(yè)論文 我要投稿
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談農(nóng)田防護(hù)林的土壤改良效益與脅地現(xiàn)象的克服

摘要: 綜述了農(nóng)田防護(hù)林對(duì)土壤物理性質(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(duì)農(nóng)田防護(hù)林在改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境方面的重視。

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)

      
  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(bào)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(duì)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、旅游效益等[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(duì)土壤的改良效益
  
  1.1農(nóng)田防護(hù)林對(duì)土壤物理性質(zhì)的改良
  農(nóng)田防護(hù)林帶建成后對(duì)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(dòng)。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(duì)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(chǎng)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(gè)pH值。林帶背風(fēng)面1~11H之間減少78%~89%,降低1.0~1.5個(gè)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(gè)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(duì)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(duì)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(gè)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。據(jù)測(cè)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(cè)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(duì)照的182.2%,氮為178.4%、磷為145.4%,休喬列夫觀測(cè)到林帶保護(hù)區(qū)肥效增加25%?肆芯⿲幱^測(cè)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(cè)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(duì)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。南京林業(yè)大學(xué)(1995)在江蘇徐州農(nóng)田防護(hù)林區(qū)對(duì)土壤酶活性研究表明,林帶根系活動(dòng)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(cè)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(cè)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(duì)作物不可避免地會(huì)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(shí)間長,造成附近區(qū)域的光照少,地溫高,迎風(fēng)面近樹區(qū)的空氣濕度小;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(duì)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、草藥等比較耐陰的植物。農(nóng)田防護(hù)林本身也是生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者,能對(duì)社會(huì)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)環(huán)境,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

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