桉树大面积种植与水资源问题的探讨

赖灵基

（永安市林业集团股份有限公司，福建 三明 366000）

当今世界，水是重要的战略资源。水资源是基础的自然资源和战略性的经济资源，是生态环境的控制性要素，是经济社会发展的重要支撑和保障。水资源的可持续利用是支撑我国社会经济发展的战略问题。目前，我国的水资源面临着严重的挑战，水问题在4个方面（洪涝灾害、水资源短缺及干旱、水污染、水土流失量高）表现突出。以水土流失为例，据2005－2008年间的“中国水土流失与生态安全综合科学考察”研究显示，水土流失给我国造成的经济损失约相当于GDP总量3.5%。目前人为的水土流失已经得到有效遏制，而在未来10年内，我国将新增水土流失治理面积50万km2。水土流失的量受到区域气候、土地利用方式改变等方面的影响。保护水资源对于维护区域生态安全有重要的意义。

1 桉树人工林的经营现状

公众普遍认为森林具有强大的水土保持功能，主要表现森林地上部分通过截留降雨能削弱降雨侵蚀，降低径流冲刷力，在调节坡面径流方面起着重要的作用；森林的土壤扮演者天然水库的角色，在降雨时水分沿着土壤孔隙下渗，成为土壤储水和地下径流，在调节地下径流和减少汛期河川径流量方面起着重要的作用。但是不同的森林类型由于其组成树种的生物学特性、林分结构等因素的影响，森林的水土保持存在一定的差异［1］。

桉树是桃金娘科植物，原产澳大利亚等地，我国最早引种开始于1890年，至今已有120年历史。桉树人工林大面积推广种植在80年代末期，现在我国桉树人工林面积已由20世纪80年代的40万hm2发展到2010年的368万hm［2］，占全国人工林种植面积的4.19%，排名前三的人工林树种为栎类10.35%、马尾松7.74%和杉木7.24%。江西有桉树3.3万hm2，占总桉树面积约为1%［1］。桉树已成为我国南方地区重要的速生用材树种，是营造工业人工林的重要树种，在我国人工林中占有重要的地位。由于桉树具有速生高产、适应性广、抗性强、耐干旱瘠薄、容易种植、萌芽力强等特点，被联合国粮农组织推荐为三大速生造林树种（桉、松、杨）之一。桉树的优点在于：（1）生长极快。桉树是世界上生长最快的树种，生长旺季，1d高生长可达3cm，1个月生长1m，1年最高生长可达10m。巴西拥有世界上生长最好的桉树人工林，最高生长速度达到117m3·a－1·hm－2，我国在海南的示范林中，最高生长速度达到60m3·a－1·hm－2。（2）轮伐期极短。北欧云杉人工林的轮伐期为70a，我国马尾松人工林的轮伐期为20～25a，杉木轮伐期15～20a，而桉树人工林的轮伐期为5a，有的甚至缩短至3～4a。（3）木材好，用途广。桉树木材通直、密度大，几乎是杨树的2倍，可用于制浆造纸、胶合板、纤维板等，大径材可以用于家具、地板、室内装修等。（4）适用性强，经济效益好。桉树耐瘠薄和干旱，有一整套成熟的栽培、管理技术，只要品种得当，措施到位，就一定能获得高产。在产生巨大经济效益同时能缓解我国急剧增长的木材需求方面做出很大贡献。到2015年，我国桉树人工林木材每年可采0.6亿m3，我国每年木材消费量达到3.3亿m3，国内可供应量为1.9亿m3，用不到3%的林地解决18%的木材需求，实施桉树人工林的集约式经营有利于解决木材供需缺口［2］。

2 桉树人工林与水土保持

在产生巨大的经济和社会效益的同时，桉树大面积种植带来的生态问题，特别是对水资源和水环境的影响等方面引发了众多学者的关注和讨论。本讨论主要依据现有的研究和作者从事的相关工作从桉树人工林对水土保持和水分的消耗等方面进行一些探讨，以期认识桉树人工林和发展桉树人工林方面有更多的科学依据。

桉树对水土保持的影响及成因分析。桉树对水土保持影响的争论是于1996年在广东省内进行的。广东科技报在一期头版头条大幅报道《褒褒贬贬说桉树》的文章，引发了林业部门和广大基层造林组织的关注。由于桉树的推广刚取得一定的效果，在广东、广西很多地区开始大面积种植，这篇文章的发表使得在广东省和湛江市有关部门组织下，国家桉树中心和广东科技报召集了生态方面专家进行研讨。最后得出的结论是桉树是可以优先在广东发展的速生林树种，前景很好。桉树由于生长快，产生的凋落物可大于10cm厚，而凋落物覆盖是森林涵养水源重要的一个方面。20世纪80年代，广东开始实施10年绿化广东计划，由于之前的人为干扰，很多林地已经是极度退化，裸露面较为普遍，桉树由于适应性强也是重要推广的先锋树种。但是种植桉树的地方多经济不发达，当地居民大多取林下的枯枝落叶作为薪材燃烧，使得桉树从远看是一片绿色森林，近看林下仍是裸露地表，加上南方降雨量和频率都很大，使得水土流失比较严重。随后，相关部门出台一系列的政策。包括，（1）减少人为移走林地的枯枝落叶，既保持地面湿度又减少地表径流，又能为林地土壤补充必要的养分，致使林地水土得到保持；（2）合理的整地方式。造林前整地采用穴垦方式，减轻土壤表层结构破坏，从而减少人工林内的地表径流，有利于水土和养分保持；（3）保留采伐后的弃枝弃叶，可以归还一些林地养分；（4）实施一些套种措施，丰富林分结构，改善林地土壤结构和水分、养分状况；（5）择区种植，分类经营，例如在25°以上的山坡不能种植。目前，桉树人工林对人为干扰下水土保持功能方面的技术和理论比较成熟，相关的水土保持工作已经取得很大共识［3，4］。

3 桉树与耗水量

在桉树耗水方面，争论仍然存在，或者说在相当长一段时期内还将继续存在。以2010年春天我国西南地区发生特大旱情为例，由于林业部门和生态学家都缺乏足够的证据，以至于公众认为桉树是造成干旱的元凶。经国家林业局和国家气象局联合分析表明，气候是由全球洋流、气旋和季风影响的，西南大旱是大气环流异常所致，而森林只能对气候变化起到微调和缓冲作用，改善局部的小气候，对大的区域或全球尺度气候的影响微乎其微。而持续降雨少，气温高、蒸发量大是形成西南地区干旱的直接原因。只是公众对为什么持续的降雨减少仍存在疑虑，这与桉树的关系还不明确［2］。据研究，从目前所发表的研究论文和媒体报道等方面看，对于大规模种植桉树是否对生态环境构成负面影响的讨论，主要分为两大类人群，一类为林业生产实践相关人员。例如林业科技和造纸工业等，认为大规模种植桉树对生态环境没有负面的影响，甚至还说具有好的作用。而另一部分人群为从事生态学和环境保护方面的各界人士，含各行业关注生态系统安全和环境保护的热心人士，以及高等院校、科研院所的生态学研究人员和少部分的林业研究人员等。这部分人员对桉树的看法可能大部分是持保守态度。然而对于桉树生态问题存在与否的讨论，每当某地区的营林行动受到当地或外地社会人士质疑和呼吁调整其森林经营方式时，就出现有专家出来评论，认为大面积种植桉树没有什么问题，可以推广；决策者在这样的建议下，往往会促进桉树的推广种植。但这些专家几乎全是从事林业方面研究的人士，而少有生态环境方面的专家。

3.1 对土壤水分的影响

据研究，4个月生桉树到6年生林桉树生长期间，随着林龄的增加，桉树人工林土壤的最大持水量、毛管持水量、排水能力及总持水量呈增加趋势。6年生桉树人工林土壤总持水量（3 064.13t·hm－1）比4个月生林地提高13.05%。同时，桉树人工林土壤初渗速率、初渗系数及稳渗速率、稳渗系数明显提高，6年生桉树人工林0～20cm、20～40cm、40～60cm的土壤初渗速率分别比4个月生林地提高114.29% 、133.33%和318.39%；0～20cm、20～40cm的土壤稳渗速率分别比4个月生林地提高56.85%和44.73%.表明土壤渗透性随林龄的增加而提高［5］。对桉树取代原树种次生常绿阔叶和思茅松林土壤水源涵养功能研究表明，桉树林取代次生常绿阔叶林和思茅松林后，土壤含水量分别下降了11%和10%，对土壤水分的消耗增加；桉树林取代次生常绿阔叶林和思茅松林后，土壤毛管持水量分别下降了20.6%和5%，土壤保水持水能力下降，但桉树林与思茅松林的土壤持水能力差异不大；另外土壤保持水土的能力变差，但调蓄能力增强。阔叶林应该是亚热带山地将来水源涵养林的主要发展方向，要加强对现有常绿阔叶林的保育，同时要通过对思茅松以及桉树纯林的改造，提高林分质量，充分发挥亚热带山地森林的蓄水调洪作用［6］。

3.2 碳水耦合研究

由于森林在积累碳的同时消耗大量的水分，从单位时间碳积累的角度也可以间接得出桉树耗水量的多少［7］。据国家桉树中心谢耀坚研究员报道，每合成1kg生物量（干质量），松树需要消耗1 000L水，相思、黄檀、香蕉、咖啡需要800L以上，而桉树只需要510L。据对桉树和相关树种的碳积累研究发现，桉树的碳积累的速度是杉木的6倍，松树的4.5倍，常绿阔叶林的5倍。加权后的值表明桉树可能还要比其他树种多消耗3倍左右的水量，这个是非常大的［8］。

3.3 大尺度整合分析研究

全球造林对径流的研究发现，当天然径流小于年降雨量的10%，可能会直接导致断流，而天然径流达到30%年降雨量的区域，当地的径流量会减少一半或者更多。在考虑造林固定碳的同时要考虑对地表径流的影响，因为在许多地方对水的需求日益增大［9］。

3.4 长期观测研究

周国逸等［10］人整合广东省近200个气象水文观测站点50年的海量数据，通过定量分析降雨量、潜在蒸散量、人为耗水量、水库截留量等因素发现，大规模的植树造林并没有使广东全省的河川径流量出现明显变化，而格局却发生了改变，即干季河川径流量显著增加，全年的径流量更为均一。这一结论证实，在降雨量超过潜在蒸散量地区，大规模造林不会带来水资源供应的下降［10］。

4 小结

桉树耗水量及其在不同林龄和地区的耗水规律还需进一步加强，更多的研究成果需要为相关部门制定科学政策提供参考，同时与基层造林人员共享科研成果，并推广合适的造林方式。例如通过监测林木生长、林木和土壤碳排放、土壤水分动态，树干液流等指标，研究桉树人工林固碳生态服务功能方面的同时对桉树的保水耗水方面进行探讨，有利于科学认识桉树人工林与水资源，桉树人工林与土壤肥力及固碳等方面的关系。

［1］国家林业局森林资源管理司.第七次全国森林资源清查及森林资源状况［J］.林业资源管理，2010（1）：1－8

［2］杨民胜，谢耀坚，刘杰锋.中国桉树研究三十年（1981－2010）［M］.北京：中国林业出版社，2011

［3］于福科，黄新会，王克勤，等.桉树人工林生态退化与恢复研究进展［J］.中国生态农业学报，2009（17）：393－398

［4］薛秀康.我国桉树工业原料林发展中存在的问题与对策［J］.林业科技开发，2009（23）：5－9

［5］王纪杰，张友育，俞元春，等.不同林龄巨尾桉人工林土壤的水土保持功能［J］.福建农林大学学报：自然科学版，2012（41）：46－52

［6］赵筱青，和春兰，易琦.大面积桉树引种区土壤水分及水源涵养性能研究［J］.水土保持学报，2012（36）：205－210

［7］刘摇宁，孙鹏森，刘世荣.陆地水－碳耦合模拟研究进展［J］.应用生态学报，2012（23）：3187－3196

［8］CHEN D，ZHANG C，WU J，et al.Subtropical plantations are large carbon sinks：Evidence from two monoculture plantations in South China［J］.Agricultural and Forest Meteorology，2011（151）：1214－1225

［9］FARLEY K，JOBB GY E，JACKSON R.Effects of afforestation on water yield：aglobal synthesis with implications for policy［J］.Global Change Biology，2005（11）：1565－1576

［10］ZHOU G，WEI X，LUO Y，et al.Forest recovery and river discharge at the regional scale of Guangdong Province，China［J］.Water Resources Research，2010（46）：W09503