石漠化山區生態修復樹種綜述

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石漠化山區生態修復樹種綜述

作者:錢善勤 單位:柳州師范高等??茖W校

石漠化是石質土地荒漠化的簡稱,指在熱帶、亞熱帶濕潤、半濕潤地區巖溶發育典型的情況下,由于人類不合理的社會經濟活動而導致的植被減少,水土流失,基巖大面積裸露的土地退化現象,石漠化是巖溶地區生態惡化的頂級形態[1]。廣西地處我國西南邊陲,素有“八山一水一分田”之稱,境內巖溶分布面積廣,石漠化嚴重程度僅次于貴州和云南,位列全國第3位[2]。石漠化已成為廣西生態環境面臨的頭號問題,制約著整個廣西經濟社會的發展與進步,石漠化引起的生態惡化使得大石山區的貧困問題進一步加劇,阻礙了廣西經濟長期有效的可持續發展[3]。石漠化的危害主要表現為地表植被破壞嚴重,水土流失嚴重,生態環境惡化,使得土地生產能力衰退或喪失,人們生活生產的基本條件日益喪失。干旱時節人們生產生活受到嚴重影響,2010年西南大旱給廣西部分地區人民的生產生活造成很大的影響,給社會經濟發展帶來巨大的損失,而一旦大雨來臨,內澇又會導致糧食減產,經濟受損,人民群眾生命安全受到嚴重威脅[3-4]。生態修復已經成為改變廣西石漠化山地生態環境的有效途徑,目前廣西采用的生態修復樹種主要包括肥牛樹[Ce-phomappasinensis(ChunetHow)Koster]、任豆樹(ZeniaInsig-nischun)、構樹(BroussonetiapapyriferaL.Vent)和大葉速生槐[5-8]。因此,筆者主要就這幾個樹種的生長特性以及在生物飼料、木材、造紙等方面的經濟效益進行綜述

1生長特性

1.1肥牛樹肥牛樹為大戟科肥牛樹屬速生闊葉常綠喬木,有大葉型和小葉型之分,為廣西特有樹種,我國特有珍稀植物之一,屬國家3級保護植物。肥牛樹主要天然分布在廣西西南部中越邊境一帶的石灰巖山地,垂直生長在海拔300~500m的山區[9]。肥牛樹每年3~4月份開花,腋生穗狀花序,雌雄同株,無花瓣,6~7月果實成熟,朔果略似球形。肥牛樹的樹高一般可達20m左右,胸徑40cm左右,枝葉茂密,樹冠廣闊。成年肥牛樹樹皮片狀剝落,小枝呈現蜿蜒狀生長,葉片肥厚、互生、革質,兩面光滑、葉片呈倒卵形,邊緣鈍鋸齒狀,葉具短柄[10]。肥牛樹偏好夏涼冬溫,年溫差較小,日溫差較大,年降雨量在1000~1500mm的巖溶山區氣候。肥牛樹具有一定的耐寒能力,能耐-4℃的低溫,同時也具備較強的耐旱能力,肥牛樹在濕潤肥沃的土壤上生長良好,在干旱的石灰巖山區也能旺盛生長。肥牛樹根系粗壯,穿插力極強,具有分解利用石灰巖的能力,能夠在高陡巖縫間破石延伸,亦能攀生懸崖隙縫中進行茂密生長,因此是石漠化地區生態修復的良好樹種[8]。

1.2任豆樹任豆樹為蘇木科翅莢木屬落葉喬木,是南亞區系樹種,華南石灰巖區特有珍稀樹種,屬于國家2級保護植物。任豆樹群落在廣西境內主要分布于左、右江兩岸的石灰石地區[11]。任豆樹花為紅色,呈輻射對稱狀,花期為4~5月,頂生聚傘狀圓錐花序;莢果為紅棕色、長圓形,不開裂;種子為扁圓形、棕褐色。葉芽呈紡錘狀橢圓形,一回奇數羽狀復葉,互生,小葉19~27枚,互生,長圓狀披針形。成年任豆樹可高達20~30m,胸徑可達1m;幼樹皮灰綠色,老樹皮棕褐色,樹冠呈傘狀,枝條展開[12]。任豆樹的頂芽、腋芽和不定芽均具有很強的萌生能力,在采伐或截頂后能迅速萌發新枝并形成新的樹冠。任豆樹有較強的環境適應能力,天然分布區平均氣溫18.3~23.0℃,冬溫夏涼,極端低溫-7.3℃,年降水量約1500mm;主要生長在黑色石灰巖土以及石灰巖發育的黃壤上,同時也能夠適應砂頁巖發育的黃壤或磚紅壤性紅壤。任豆樹根系發達,淺根性,根部有固氮根瘤,側根粗壯發達,具有極強的穿透能力,任豆樹根系在高度裸露的石灰巖山地間隙中穿透數米[13]。

1.3構樹構樹為??茦嫎鋵俾淙~喬木,構樹屬全世界共有5種,主要分布于亞洲東部和太平洋島嶼。我國有3種,包括構樹、小構樹、藤構,分布于我國除東北北部、西北北部以外的大部分地區,大部分為野生。構樹是我國“神舟六號”飛船搭載的5種太空種苗之一[14]。構樹為陽性樹種,株高可達20m左右,樹皮平滑,淺灰色;葉闊卵形,邊緣有粗齒,葉片兩面有厚柔毛?;ù菩郛愔?聚花果球形。花期5~6月,果熟期為9月[15]。構樹具有很強的環境適應力,既耐干旱、貧瘠、鹽堿,又耐干冷濕熱氣候,在酸性、中性或石灰質土、山石坡積、石縫及峭壁和水邊、低濕地都能良好生長[16]。構樹根系萌生力強,年年砍,連年發,老根在砍伐后生長愈來愈旺盛。構樹根系淺,側根發達呈水平分布,當年生側根可達2m以上,有較好的保持水土、防止水土流失、阻止土地沙化的功能[17-18]。

1.4大葉速生槐大葉速生槐為豆科刺槐屬落葉喬木,是從韓國引進的新型飼料樹種。大葉速生槐葉片闊大,葉片長寬分別為普通刺槐的2~3倍,葉質肥厚,單葉干重為普通刺槐的4~6倍。葉片為奇數羽狀復葉,互生、全緣。小葉為7~19枚,橢圓或卵圓形,兩面光滑無毛。大葉速生槐為單性花,紫紅色,總狀花序,無雄蕊,不結種子,主要采用種根進行繁殖[19]。大葉速生槐為廣生態幅植物,具有較強的耐旱、耐寒、耐土壤貧瘠的能力,適生于年平均氣溫6~9℃,年降水500~1200mm的氣候區。在年降水200~400mm的西北干旱、半干旱地區也正常生長,具有極強的耐土壤貧瘠能力,無論沙土、荒坡瘠薄地、退化草場、河灘地、輕酸性土和輕鹽堿地,甚至多年礦渣堆及風化的沙石礫上都能生長[20]。大葉速生槐根系龐大,具根瘤,固氮能力很強,可有效改良土壤,增進地力。大葉速生槐的分蘗和再生能力極強,刈割后便墩狀叢生,平均每墩萌生10~20個枝條,最多可達40個枝條,而且大葉速生槐在植株被砍伐后,殘留在土壤里的殘斷根系也能快速萌芽生長[21-22]。筆者從2009年底起開始著手大葉速生槐的研究,目前在廣西來賓市合山市的廢棄礦區從事廢棄礦區生態修復試驗。研究發現,種植大葉速生槐后,礦區土壤中的氮素含量顯著增加,土壤有機質含量增加,植被覆蓋增加,土壤微生物數量及種類也呈現顯著增加的趨勢。圖1為大葉速生槐在不同廢棄礦區生長的照片。

2經濟效益

這些樹種在對廣西石漠化山地修復過程中發揮了很大的作用,對改良土壤、水土保持起到很大的作用;同時,使用這些樹種不僅創造了良好的生態效益,而且在動物飼料、木材、造紙等方面還收獲了經濟效益。

2.1飼料應用價值肥牛樹、構樹、任豆樹、大葉速生槐有一個共同的特征,就是它們的枝葉均具有很豐富的營養,可作為良好的動物飼料。肥牛樹因其葉和嫩枝含有較豐富的營養物質,能促進牛快速長膘,是當地百姓喂養耕牛的主要植物,故此而得名“肥牛樹”。肥牛樹的干葉中含有粗脂肪8.9%~21.97%、粗蛋白質7.4%~13.23%、粗纖維24.9%、氨基酸5.8%,此外還含有鈣、磷、鉀、鐵、鈉、鎂等多種營養物質,其中蛋白質和脂肪的含量比稻草和玉米稈要高得多。每100kg鮮葉含粗蛋白3.92%,相當于150kg稻草;含粗脂肪1.67%,相當于120kg稻草[8-9]。任豆樹俗稱砍頭樹,當地百姓在任豆樹生長1年之后,在距離地面1.5m左右的地方截斷其頂端枝葉,促使其萌芽,待萌條長到1.0m左右時進行收獲,其樹葉作為豬、羊、牛等家畜的飼料,每隔2~3個月砍伐利用1次,每年可采收3~4次。鮮嫩樹葉產量15~30t/hm2。任豆葉粗蛋白質含量達24.57%,含量是大米、玉米的3倍,小麥的2倍,是上等的畜禽飼料。在廣西平果等地,任豆樹葉是牛羊的主要飼料[11-12,23]。構樹是罕見的高蛋白植物,又稱為奶樹、谷漿樹、鹿仔樹等,是一種優質的飼料原料,在我國農村長期以來就有用構樹樹葉喂豬的習慣,可替代20%左右的米糠和麥麩,有較好的飼料效益和經濟效益。構樹葉粉中粗蛋白含量較高,并且賴氨酸、蛋氨酸、粗纖維含量也較高,構葉干物質粗蛋白含量達24%,遠高于苜蓿的14%,氨基酸是大米的4.5倍,玉米的2.5倍,黃豆的1.8倍,維生素和微量元素的含量是大多數水果蔬菜的百倍,是一種優質的飼料原料[14,24-25]。大葉速生槐有“葉飼料之王”之稱,大葉速生槐干葉中含粗蛋白約21%~25%,2kg槐葉粉相當于1kg豆餅類粗蛋白含量。含粗脂肪4.0%~5.5%,粗纖維11.0%~15.0%。富含多種維生素、微量元素和多種氨基酸,屬高能飼料。大葉速生槐莖葉鮮嫩,質地細軟,適口性好,消化率高,牛、羊等各類畜禽均喜食,并可顯著地促進畜禽的生長發育,對畜禽無毒副作用[19-20]。#p#分頁標題#e#

2.2木材應用價值除了枝葉可作為良好的動物飼料之外,這些樹種均具有較高的出材率,木材在建筑、家具、農具以、地板以及人造板等方面均具有很好的應用價值。肥牛樹木材為散孔材,材質堅硬致密,紋理略斜,密度高,可作為建筑、機械工業、家具、農具以及細木工藝等用材[8]。任豆樹具有樹干通直、樹皮薄、出材率高的特性。材質堅硬且比重低,紋理直,易加工,木材經水泡陰干后,能避蟲蛀,不翹不裂,是制造家具和建筑用的良好材料[12]。任豆樹木材纖維性能好,纖維素含量高達50.11%,屬于高含量范疇,是制造人造板的理想材料[11]。侯倫燈等在分析任豆樹木材的顯微構造、化學組分和物理特性后,經試驗壓制阻燃刨花板,發現其物理力學性能和阻燃性能等多項指標均符合國家和行業相關標準[26-27]。構樹木材結構中等,紋理略斜,材質松軟且輕,可作人造板、家具以及薪柴用[17]。大葉速生槐樹干通直,木材硬重,材質堅韌,紋理細密均勻,木材抗壓、抗彎及抗拉能力均較強,心材較寬且抗腐能力強,適宜用作家具、地板、人造板以及農用建材等[21]。

2.3造紙應用價值除了肥牛樹,任豆樹、構樹和大葉速生槐在造紙方面均有研究,且構樹和大葉速生槐的具有明顯的優勢。發展現代造紙工業,必須大力發展木漿造紙產業,加快原料基地建設,走林漿紙一體化發展道路。構樹在造紙方面的優勢最大,構樹韌皮纖維含量高,具有較好的化學穩定性,耐腐蝕性好,品質優良,纖維細長,色澤潔白,具有天然絲質外觀,手感柔軟,具有絲和棉的感覺,是生產制造高級用紙(打字蠟紙、引線紗紙、新聞紙、宣紙、造幣紙)和人造棉以及高級混紡等產品的優質原材料。構樹木質部呈黃白色,質輕而軟,可用來生產文化用紙、紙板和衛生紙等[18,28]。大葉速生槐樹干通直,木質細密均勻且無空心黑心現象,從邊材到心材色度潔白,木材得漿率高。同時大葉速生槐根系具有萌生能力極強的特點,短期輪伐之后能夠自然萌條成材,采伐后勿需栽植,一次投資永久受益,大大降低勞動力投資,從而可以提升制漿造紙產業的效益[29]。任豆樹木材纖維屬于典型闊葉材纖維,纖維平均長度為1.01mm,纖維寬度為19.60μm,長寬比達到52,根據木材解剖學會規定,闊葉木纖維長度為900~1600μm,可見任豆樹屬于中長纖維之列,且纖維長寬比的大小是影響紙張質量的重要因素,一般纖維長寬比值越大,對紙張的撕裂強度有利,凡比值小于35時,就不適宜用作造紙原料,而且任豆樹生長迅速、材色潔白、材質松軟,因此是一種值得發展紙漿原料林的好樹種[11-12]。

3推廣種植

廣西日益嚴重的山地石漠化現象已經給大石山區的人們造成很嚴重的貧困問題,同時也對廣西社會經濟的可持續發展構成了阻礙,因此開展山地石漠化生態修復已迫在眉睫,目前廣西在這些樹種的開發利用上均已經開展了很好的工作。廣西在很早之前就開展了肥牛樹的推廣種植工作,但肥牛樹傳統的繁殖方法周期長,成活率低。從1996年開始,我國西南扶貧世行貸款項目廣西辦公室專門立項開展研究,針對肥牛樹難生根的特點,用1~2年生枝條經過特殊處理,經扦插生根后裝入營養袋育苗,獲得成功,且這種新方法簡單易行,不受時間和季節的限制,只需3~4個月的時間,從而解決了肥牛樹育苗難的問題,使得肥牛樹這一廣西本土樹種能夠為日益嚴重的石漠化現象得到改善,同時也作為動物飼料為當地的畜牧養殖業作貢獻[9]。任豆樹的飼用價值和其對畜牧、生態等的綜臺效益,在近年來已逐漸引起人們注視,認識日益深化,任豆樹在有的縣市已經被選作石山草場綠化,從根本上改善巖溶干旱地區生態的優良樹種。2001年廣西全區石漠化治理試點工作會議上,自治區政協提出“在廣西全區推廣種植任豆樹”的提案。針對該提案,自治區人民政府對廣西石漠化治理試點工作進行了專門部署,明確了平果縣等13個試點縣的治理任務,并拿出2500萬元,對石漠化治理試點工程建設的植樹造林和封山育林給予補助,計劃通過連續5年的綜合治理,至2005年,使13個試點縣的沿路及居民點四周石山林木覆蓋率達成50%以上。

構樹是一種開發前景廣闊的經濟樹種,既可以作為山地石漠化的修復樹種,同時也是優良的紙漿材、飼料原料林樹種,而且構樹的枝葉、樹皮、果實、葉片乳液以及根皮都具有重要的藥用價值。2004年,廣西大自然生物技術工程有限公司投入9000萬元開展構樹的工業化生產,計劃3年內建立13.33hm2的構樹種苗基地和3333.33hm2構樹人工種植示范林,同時建成年產30萬t構樹生物飼料加工廠。此外,貴港、來賓、百色、河池等多個市已經開始建立大型構樹產業基地,構建以生產構樹生物飼料為主,其他產品為輔的集團化經營模式[14,24]。大葉速生槐是從韓國引進的一種飼料樹種,屬高能飼料,2005年由廣西南寧勁能農業科技公司引入廣西,廣西自治區政府及各級政府也對大葉速生槐的種植給予大力的支持,南寧市科學技術局撥款5萬元支持“大葉速生槐引種試驗”課題,廣西區科學技術廳撥款15萬元支持“大葉速生槐引種栽培試驗”課題,柳州市和鹿寨縣人民政府共撥款30萬元建設鹿寨縣寨沙鎮大葉速生槐種植基地等等。截止2010年底,在自治區及有關政府部門的重視支持下,已在鹿寨縣、資源縣、馬山縣、來賓市、融水縣、象州縣等61個縣(區、市)開展種植。自治區人民政府原副主席龍川同志曾指出,大葉速生槐在廣西區的推廣,將使全區的畜牧業引起革命性的變化。特別是大石山區荒山將迅速得到綠化,畜牧業將得到飛速發展,生態環境將迅速得到改善,農民收入將得到大幅度提高。

4展望

從目前廣西自治區對肥牛樹、任豆樹、構樹和大葉速生槐的推廣種植工作,可見自治區政府對廣西石漠化山地治理的重視程度,這四種樹種不僅在巖溶干旱區的生態修復過程中發揮了巨大作用,同時也帶動了當地林業、畜牧養殖業、飼料加工業等產業的發展,形成良性循環的產業鏈。由此可見,這些樹種的進一步推廣與應用將會使得廣西大石山區的貧困問題得到改善,同時有利于廣西社會經濟的長期可持續發展。

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