免费文献传递   相关文献

火炬树在矿山植被恢复中的应用及评价



全 文 :火炬树在矿山植被恢复中的应用及评价
陈 敏1,才大伟1,王 冰1,王 鹏1,赵玉勇1,田树国2 (1.辽宁省林业调查规划院,辽宁沈阳 110122;2.辽宁省大连市金州新区
林业管理服务中心,辽宁大连 116600)
摘要 结合辽宁省矿山植被破坏现状,对火炬树生态特性进行分析,指出以火炬树为造林先锋树种是一种可行的矿山植被恢复途径。
文章同时对火炬树的生态效益、社会效益和经济效益予以深入解析。
关键词 火炬树;植被恢复;先锋树种
中图分类号 S791. 255 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611( 2013) 07 -02991 -02
Application of Rhus typhina in Min Vegetation Restoration and Evaluation
CHEN Min et al ( Liaoning Institute of Forest Inventory and Planning,Shenyang,Liaoning 110122)
Abstract Combined with damage status of mine vegetation in Liaoning Province,the ecological characteristics of Rhus typhina were ana-
lyzed. It was put forward that with R. typhina as pioneer tree species is a feasibility vegetation restoration way. The ecological benefit,social
benefit,and economic benefit of R. typhina was deeply analyzed.
Key words Rhus typhina L. ; Vegetation restoration; Pioneer tree species
作者简介 陈敏( 1984 - ) ,女,河北临榆人,助理工程师,硕士,从事林
业调查规划研究,E-mail: chenmin2898@ sina. com。
收稿日期 2013-03-19
辽宁是我国矿产资源大省,同时也是矿产资源开发利用
程度较高的省份。矿产资源的开发促进了经济的发展和社
会的进步,但也引发了地表沉陷、植被破坏、地下水位下降、
水土流失和土地沙化的等生态问题,严重影响了矿区和周边
地区群众的生产生活和经济社会的可持续发展。矿山地表
土壤大多受到严重破坏,要恢复植被,应先恢复土壤,特别是
开挖面需要补齐,使其最大限度地满足植被生长条件。而植
被恢复是矿山废弃地生态恢复的关键。通过自然演替来改
善这种植被覆盖现状通常需要 100年左右的时间[1]。因此,
废弃矿山植被修复要以人工手段为诱导,促进植被和土壤在
短时期内得以恢复,进而实现资源的可持续利用并促进经济
的可持续发展。在树种选择方面宜坚持适地适树的原则,具
有耐寒性、抗旱性、耐贫瘠、速生性和改良土壤能力的先锋树
种应作为首选。火炬树以其极强的适应性被广泛应用于废
弃矿山植被恢复工程中。
1 火炬树的特性及应用
1. 1 火炬树的特性 火炬树(Rhus typhina L.) ,别名鹿角
漆,属漆树科盐肤木属落叶灌木或小乔木,原产于北美,现在
欧洲、亚洲及大洋州等许多国家都有栽培。火炬树作为“困
难立地”造林先锋树种,具有极强的萌蘖能力。研究表明,火
炬树种子在恶劣贮藏环境下经过 12 a,发芽率仍达到 5. 8%;
当年生弱苗被弃置晾晒 5 d 后遇雨,仍能萌出新芽[2]。火炬
树不仅对温度的适应范围较大,还具有较强的忍耐干旱贫瘠
和耐盐碱能力。火炬树能自然生长于海拔为 1 300 ~ 2 200
m,年降水量 800 ~1 200 mm的环境下,能适应的最高温度是
42 ℃,最低温度 - 35 ℃。火炬树具有极强的适应能力以及
萌发能力。
同时,火炬树还具有良好的保持水土、涵养水源功能。
火炬树根系分布较浅,一般为 10 ~ 50 cm,但水平根分布较
长,1年生根可达 2. 3 m,且根蘖萌发能力极强,生长快、郁闭
早,是优良的水土保持先锋树种。据张广英[3]对河北保定黄
安沟试区 3年生火炬树进行实测,结果表明火炬树树冠截留
降雨量为 11. 3% ~ 25. 5%,地表径流量比对照减少85. 7%,
土壤冲刷量减少 91. 8%。
1. 2 火炬树的应用 辽宁省位于中国东北地区,属温带大
陆性季风气候区,四季分明,冬长夏短,冬季寒冷少降水,夏
季炎热多降水,冷热交替、干湿交替明显,土壤结构易受到破
坏。矿山废弃地自身土壤贫瘠,缺少能有效保持水土的植
被,在雨水的冲刷下,极易发生土体沿采矿面整片剥落的现
象,加剧了区域的水土流失。
以火炬树为造林先锋树种的矿山植被恢复途径可在群
落演替初期形成稳定、郁闭的火炬树幼龄林。研究表明,火
炬树在减缓冲刷、增强渗透、保持水土等方面的作用优于其
他树种[4]。且火炬树一旦造林成活后,当年即能萌蘖新株,
以后逐年增多。在一般的土壤条件下,火炬树完全可以通过
克隆繁殖来建立种群[5 -7]。火炬树的凋落物经过一系列生
化作用形成腐殖质,再发育成土壤层。经过经营管理,采取
混交与冠下造林的方式,逐步促进群落的演替与发育,形成
稳定的人工林群落[8]。
2 效益分析
2. 1 生态效益 火炬树繁殖栽培容易,根蘖能力极强,水平
根系发达,尤其是具有较强的耐寒、耐旱能力,对周围环境具
有极强适应性,而且林木郁闭早,枝叶繁茂,是一种良好恢复
植被树种。正是由于火炬树具有的优良生物学特性,决定了
其在辽宁地区废弃矿山植被恢复建设中不可替代的作用。
根据辽宁省森林生态系统服务功能物质量推算方法,可知营
造火炬树林可涵养水源 3 154. 1 t /hm2· a、固土 48. 3
t /hm2·a、固碳 2. 7 t /hm2·a、释氧 6. 1 t /hm2·a,可有效改
善矿山废弃地的林业现状。
2. 1. 1 地力恢复效益。废弃矿山由于其土壤极度瘠薄,造林
难度大,植被成活率低,因此选择适宜树种,在提高造林成活
率、保存率的基础上可以更好地恢复矿山土壤,成为目前矿山
植被恢复工程的关键。由于火炬树郁闭早、水平根系发达,从
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2013,41(7):2991 - 2992 责任编辑 高菲 责任校对 况玲玲
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2013.07.158
而具有良好的截留雨水、保持水土、减少地表径流等防护效益。
2. 1. 2 净化空气作用。火炬树新生枝条有绒毛,能吸附灰尘。
据测定:3年生火炬树,平均每株树能吸尘 4. 70 g,4年生平均每
株树能吸尘26.67 g;在废弃矿山等地营造火炬树对于改善矿区
空气质量,保障矿区居民的身体健康具有重大意义[9]。
2. 2 经济效益 火炬树作为废弃矿山植被恢复的优良树
种,其自身还具有极高的经济、开发利用价值,主要体现在以
下方面。
2. 2. 1 食用色素。火炬树提取色素含有多种对人体有益的
微量元素,具有抗菌、消炎、保胆保肝、清瘀降脂等功效,是一
种保健色素。火炬树提取色素具有色泽自然、着色力强的优
点,适用于水果饮料、糖果、果酱等产品着色,尤其适宜高酸
性食品的着色[10 -11]。
2. 2. 2 单宁。火炬树是优良的鞣料植物,其单宁含量远大
于其他鞣料植物,是工业栲胶的良好原料。
2. 2. 3 栲胶。火炬树中含有单宁成分,是提取栲胶的良好
原料之一。栽植之后 2 ~3年就可以利用其提取栲胶。据观
测试验,火炬树采叶之后,不影响其第 2年的正常生长,可以
一次栽植、重复利用、多年受益。此外,用火炬树根皮和树皮
入药,有治局部出血之效;火炬树种子中含油蜡,可作工业原
料[12 -13];火炬树还是优良的薪材树种之一,对其进行灌木状
经营可获得较高的薪材量,其热值 20 444 kJ /kg,高于传统的
刺槐(19 025 kJ /kg) ,并高于国家确定的优良薪材热值标准
(17 585 kJ /kg)[14]。
2. 3 社会效益 火炬树因其雌花序及果穗红似火炬,自夏
至秋缀于枝顶,尤其是在深秋季节,其叶色金红,极为美丽,
具有较高的风景观赏价值。
3 讨论
废弃矿山受土壤养分缺乏、水分严重不足、温差过大等
恶劣条件的制约,其植被恢复工程收效甚微,适宜树种的选
择则成为植被恢复工程成功的关键。而火炬树具有良好的
保持水土、涵养水源功能,又有适应力强、萌发力、成活率高
的生理学特性,同时还兼具较高的经济价值以及观赏价值,
因此近年来被选为废弃矿山植被恢复工程先锋树种之一。
然而火炬树作为外来物种,其对于区域生态安全与环境安全
造成的负面影响不容小觑。因此,需要采取合理利用和控制
的方式使火炬树在矿山植被恢复方面发挥更大的作用,从而
服务生态文明建设。
参考文献
[1]BRADSHAW A D. Restoration of mined land-using natural processes[J].
Ecological Engineering,1997,8(4):255 -269.
[2]李传文,逄宗润.火炬树———一个值得警惕的危险外来树种[J].中国
水土保持,2004(2):31 -32.
[3]张广英,王振一.火炬树干旱阳坡造林技术研究及开发利用价值[J].
中国林副特产,1998(4):18 -19.
[4]马松涛.中国火炬树研究现状及发展趋势[D].杨凌:西北农林科技大
学,2005.
[5]LUKEN J O. Interaction between seed production and vegetative growth in
stag hor nsumac Rhus typhina L.[J]. Bulletin of the Torrey Botanical
Club,1987,114(3):247 -251.
[6]LUKEN J O. Gradua and episodic changes in the structure of Rhus typhina
clones[J]. Bulletin of theTorrey Bot anical Club,1990,117(3):221 -225.
[7]LOVETT DOUST J,LOVETT DOUST L. Modules of production and repro-
duction in a dioecious clonalshrub,Rhus typhina[J]. Ecology,1988,69
(3):741 -750.
[8]庞福生,刘孝智,李晓伟,等.侧柏火炬树混交林蓄水保水效益的研究
[J].水土保持研究,2001,8(3):14 -16.
[9]赵义发,曲滨,田年军,等.火炬树引种试验研究[J].吉林林业科技,
1994(2):10 -13.
[10]王宗花,于正河.火炬树果穗红色素的提取及稳定性的研究[J].食品
工业科技,1997(5):8 -9.
[11]任敦峰,刘兴成,郭光智,等.火炬树果实提取天然食用色素技术研究
[J].林业科技通讯,2001(6):12 -14.
[12]邹年根,罗伟祥.黄土高原造林学[M].北京:中国林业出版社,1997.
[13]牛春山.陕西树木志[M].北京:中国林业出版社,1990.
[14]王海峰,翟明普,马长明.外来种火炬树研究综述[J].山西林业科技,
2006,12(4):11 -14,
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
19.
(上接第 2944 页)
表 1 不同追肥方式下小麦籽粒产量和产量性状的均值
处理
穗数
个 /m2
穗粒数 小穗数
不孕
小穗数
千粒重
g
产量
t /hm2
土壤追尿素 549a 37. 7a 15. 6a 1. 0c 45. 1a 9. 4a
叶面喷施 544a 36. 9b 14. 4b 1. 4a 44. 8b 8. 2b
旺得丰
叶面喷施 541a 36. 5b 14. 2b 1. 2b 44. 7b 7. 7bc
磷酸二氢钾
叶面喷尿素 543a 36. 2b 13. 6c 1. 3ab 44. 6bc 7. 4cd
不追肥(CK) 544a 35. 1c 12. 8d 1. 4a 44. 3c 6. 9d
注:同列不同小写字母表示在 0. 05水平差异显著。
产量构成因素(穗数、粒数和粒重等)中的作用是不同的。如
在分蘖期吸收的氮素(越冬、拔节)有利于增加有效分蘖,增
加单位面积的有效穗数。若在这一时期追肥,则追肥的氮量
应考虑到播种量、品种分蘖力以及土壤氮的矿化量等因素后
加以调节。虽然土壤氮素矿化量往往难以预测,但是可以参
考播种时耕层无机氮量。第 2个可能的追肥期是抽穗始期,
此时氮素的有效供应常可能增加每穗的粒数。
研究表明,在小麦孕穗期土壤追施尿素、叶面喷施旺得
丰和叶面喷施磷酸二氢钾均可以显著增加每穗粒数、小穗数
和千粒重,进而显著提高籽粒产量,而叶面喷施尿素并不能
显著提高产量。在这一时期追施氮肥可以适当配施生长调
节剂 CCC(矮壮素) ,以防倒伏[8]。
参考文献
[1]农业部科学技术司.中国南方农业中的钾[M].北京:农业出版社,
1991.
[2]刘全喜,马连运.衡水耕层土壤钾素状况及施钾效果[J].土壤肥料,
1997(4):29 -31.
[3]刘登贵,彭春喜,魏铁栓,等.驻马店地区土壤钾肥施用研究[J].地域
研究与开发,1997,16(1):90 -92.
[4]李可意,刘新月,乔蕊清,等.冬小麦超高产栽培氮肥后移技术的研究
[J].小麦研究,2001,22(1):11 -12.
[5]陈秀巷,王洪征,黄孝新,等.土壤养分含量及麓肥与小麦产量关系的
研究[J].山东农业科学,1999(4):34 -35.
[6]张炜.钾对小麦生理特性、产量和品质的影响[D].泰安:山东农业大
学,1994.
[7]苗艳芳,张会民,史国安.不同供钾能力的土壤麓用钾紊对冬小麦的增
产效应[J].麦类作物,1999,19(3):58 -60.
[8]小麦施用氮肥要点[EB/OL]. www. ymt360. com/channel /xiaomai.
[9]CHI Z Z,ZHAO G C,ZHENG J G,et al. Effects of nitrogen fertigation rate
on protein components in grains and processing quality of different wheat
varieties[J]. Agricultural Science & Technology,2012,13(2):370 -374.
[10]曹倩,贺明荣,代兴龙,等.氮密互作对小麦花后光合特性及籽粒产量
的影响[J].华北农学报,2012(4):206 -212.
2992 安徽农业科学 2013 年