全 文 ：第 5 卷 第 1 期
1 9 9 2 年 2 月
林 业 科 学研 究 V o l 。 5 . N o 。
FO R E ST R E S EA R C H F
e b 二 1 9 9 2
黑荆树水土保持林生态 、经济效益研究
高 传 壁 刘 永 泉
(中国林业科学研究院亚热带林业研究所 ) (福建省长汀县河田 水土保持试验站 )
摘典 在福建长汀县河田地区通过采用高密度 、 短轮伐期 、 平茬作业 、 萌芽更新的方法营 造
了黑荆树水土保持林 , 取得明显的生态和经济效益 。 两年 生 林 分 郁 闭 度 为 。. 9 。 通流 盆 减 少
了 140 m V ha , 逞 流系数由原来的。. 49 降低到。。 06 , 泥沙流失量比未治理的坡面减少63 t / 五a , 调节
了水土流失试验区的小气候 , 土集理化性质有了明显的改善。 2 . 5年生试验林地 上部分生物 量 达
7 6 t/ h a
, 净现值达2 56 8元/ 五a , 效益成本率为2 , 06 。
关. 何 黑荆树 , 水土保持林
福建省长汀县河田地区是全国闻名的水土流失灾区 , 据 1 9 8 4年统计 , 水土流失面积约2 3 . 8
万亩 , 占土地总面积的4 . 6 % , 其中强度流失14 万亩 , 占流失面积的58 . 9 % 。 因水 土 流 失
严重 , 导致生态环境恶劣 , 植物很难生长 , 6 年生马尾松平均高仅。. 65 m 。
黑荆树 (A ca ‘ia 二ea l盯 1 D e W ild . )生长快 , 枝叶茂密 , 树冠大 , 萌芽力强 , 水平根系
发达 , 具根瘤 , 固土、 保水力强 , 并能增加土壤肥力 , 改良土壤 , 是理想的水土保持树种。
树皮是优质拷胶原料 , 经济收益高。 1 9 8 0~ 1 9 8 2年河田水保站曾进行引种 , 但因采用常规种
植 , 密度小 , 在夏季干旱和地表高温的影响下生长不 良, 枯梢及灼伤严重 , 以致大量死亡。
本研究采用高密度(1 0 。。~ 1 5 0 0株 /亩) 、 短伐期( 2 ~ 3 年砍伐一次 , 连续砍伐 2 ~ 3 代 ) 、
平茬作业、 萌芽更新等方法营造了水土保持试验林 , 现将结果整理如下。
1 试验区自然概况
试验区设在水保站水东坊试验场的丘陵山地 , 坡度20 “ ~ 2 5 “ 。属亚热带季风气候 , 年平均
气温1 9 . 2 ℃ , 绝对最低温度 一 4 . 9 ℃ , 年均降雨量 1 7 3 1 m m , 主要集中 在 4 一 6 月 (占50 %
以上)。 7 ~ 9 月较干旱 , 年均蒸发量 1 2 2 5 m m , 上半年 降雨量大于蒸发量 , 下 半 年 则相
反 。 年均相对湿度78 % 。 土壤为黑云母花岗岩发育 的 红 壤 , 其组成以 石 英 、 钾长石为主 ,
石粒较租 , 一般为中一粗粒 , 风化作用强烈 , 风 化壳 一 般 在 10 m 以上 。 含沙 量 高 , 粗沙
粒多 , 渗透性强 , 侵蚀严重 , 土壤十分贫府 , 加之该地 区 夏 季 干早 , 地表 温 度 极 高 , 常
达“ ℃ 以上 , 植物很难生长 , 故采用不同于常规的种植方法。
2
.
1
试验材料及研究方法
黑荆树水保林 , 造技术
本文于1 9牙0年 . 月 2 日收对
1 期 高传璧等 : 黑荆树水土保持林生态 、 经济效益研究
2
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1
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1 种子和育苗 种子来源于一般商品种子 。营养砖育苗 , 10 月中旬播种 , 翌年 3 月 中 旬
造林 , 苗龄 5 个月 , 苗高25 ~ 35 c m 。
2
.
1
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2 整地与施肥 水平带状整地 , 沿等高线挖设 , 带宽 l m , 深30 c m , 带间距 Zm (挖 lm ,
留l m ) 。 造林前施基肥 , 每亩施粗垃圾 约 1。。。k g , 磷肥 36 。 5 k g , 猪 栏 肥 3 75 k g , 硼砂
1 k g
, 混合施入种植带内地表下20 c m 处 , 碳钱25 k g 施在地表下 10 ~ 15 c m 处。 成活 后每
亩追施尿素5 。25 k g 。
2
.
1
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3 试 验林面 积 及 密 度 面 积 20 亩。 造林密度分 别 为 2 0 0 0株/ 亩和 1 。。。株/亩 , 平
均 1 5 0 0株/ 亩 , 山 坡的上部密一些 , 下部疏一些。 每条水平带内种 2 行 , 呈三角形排列 。
2
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1
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4 造 林 及平茬时间 1 984 年 3 月中旬造林 , 1 9 8 7年 3 月上旬平茬。
2
.
2 迁流量和土滚傻蚀量的现浦及计算 I‘~ 2 ]
在密度 1 0 0 株/亩和 2 00 株 /亩林内分别设置通流场 。 坡 度 21 。 , 面 积 5 m x 24 . 4 m 火
e o s 2 1
“澎 1 0 0 m Z 。 场的下方建立5 m X 0 . 5 m X o 。s m 集流沟和 i 。 5 m x 1 . 0 m x o . sm 积 流
池 。 对照为同一坡面相距40 m 未治理的荒坡 , 坡度 20 。和 250 , 坡长20 m 。 按自然分水 线作
梗 , 面积分别为1 1 8 m Z 和 7 3 m Z 。 在小区下 设 1 . 5 m x l m x l m 的主池和 l m x l m x l m
的副池 。 主池溢流用簿铁皮制成10 个三角形溢流口 , 分流 1 / 10 流入副池 。
1 9 8 5年 5 月 1 5 日~ 8 月23 日每次降雨后 (连续降雨不论时间长短均为一次 )测 定 池 水 深
度 , 计算逗流量 。 清出泥沙称重(湿推移质重量 )。 悬移质为取混浊水经沉淀过滤 , 烘干求得
每m . 浊水中泥沙含量 。 降雨量 , 在试验区内设置雨量筒观测。 根据测得的逞流量 、 降雨量 、
推移质和悬移质重量计算通流系数、 侵蚀模数 。
2. 3 林内、 外气象因子的观浦
在和该站气象哨坡向相同的林内设置百叶箱。 用干湿球温度计和最高最低温度计记录林
内温度 ; 在地表o m 处用最高最低温度计记录地表温度 。 夏季( 7 月 20 日一 9 月20 日)每旬 观
测一次 , 冬季(12 月下旬)连续观测10 天 。
2
·
4 土滚取样及理化性质洲定
在三个不同的坡向按上 、 中、 下不同坡位随机设 3 个样点 , 在 。一20 c m 土层取土样,
每个坡向 9 个土样混合成一个土样。 在种植前 、 后 3 个月和 20 个月分别采样。 由福建龙岩地
区中心土壤化验室化验分析。
2
.
5 生物量及其它特性侧定‘》
固定样方每年年终进行高、 径生长量测定。总生物量按随机抽样方法取 10 个半径3 。26 m
的小圆样进行皆伐称重 。 伐前在样地内每木调查。 并对同时种植的刺槐、 木荷、 马尾松 、 黑
荆 四个树种各取 3 株标准木砍伐称重。 根系调查 : 在三个不同的坡向各选四株标准木, 按每
株占地面积划界, 把根系和土全部挖出筛选 , 拣净杂质 , 烘干称重。 萌芽力 : 平茬后在验产
样方内调查 2 、 5 、 8 三个样圆内伐桩萌芽数。
结合样地生长量调查 , 调查枯梢病发病株数 , 求出发病率。
1) 河田水保站黑粼材水保林鉴定报告 , 1 9 8 7 .
林 业 科 学 研 究 5 卷
3 结果与分析
3
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1 生长特性与生物盆
3
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1
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1 地上部分生物量 经验产 , 2 . 5年生试验林平均保留密度1 3 90 株/ 亩 , 平均树高4 . 9 m ,
胸径3 . 0 e m , 鲜重 5 0 9 5 k g /亩 , 其中树皮6 6 2 . 7 k g /亩 , 树千2 6 5 0 . 9 k g /亩 , 枝娅 1 7 5 4 . 4
k g / 亩。 2 年生黑荆树单株地上部分平均重 1 . 5 垅 。 是同龄 、 同条件种植的马尾 松 、 刺槐 、
木荷的 4 倍 、 3 . 3倍和25 倍。
3
.
1
.
2 根 系 分布及生 长量 根系主要分布在水平带的松土层内 , 占总量的7 0 . 2 % , 分布 的
深度集中在 5 ~ 25 c m 间 。 带间未整地部分仅 s c m 表土层有细根生长。 粗细根比为1 : 4 。 6a
水平带内根量为583 k g /亩 , 带间2 47 k g /亩 , 总根量 830 k g /亩 。 平均单株根系重 1 . 76 k g,
是同期造林马尾松的3 5 . 5倍 。
3
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1
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3 枯 梢 病 19 8 5年 9 月下 旬抽样调查 9 90 株 , 发病 5 株 , 感病率为 0 . 5 % 。
3
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1
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4 萌 芽 率 3 个点14 5个伐桩调查有13 7个伐桩萌芽 , 萌芽率为9 4 . 5 %
3
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2 通 流l 和土城俊蚀t
3
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2
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1 通 流 量 种植后第二年 5 月调查 , 林地郁闭度为0 . 85 , 水平根系已布满种植 带。 从
5 月 15 日~ 8 月2 3 日共降雨产生通流13 次。 各小区通流量和土壤侵蚀量见表 1 。 可 以看 出 试
验林内的还流系数比对照区明显减小。 平均通流系数由0 . 49 下降到。. 06 ~ 。. 07 , 最大通流系
数由。. 68 下降到。. 1 6 。 以年均降雨量1 7 0 0 m m 和平均系数计算 , 未治理坡面每亩年 通 流量
为5 5 m 3 。 试验林内每亩年均逗流量仅为79 m , 。 每亩一年少流失4 76 m ’。 经方差分析 和 q
值检验呈极显著差异 。
3
。
2
.
2 土壤使 蚀量 如表 1 所示在观测期内 1 0 m “面 积上试验林比对照少流失泥 沙627 . 21
k g
, 每亩少流失泥沙4 1 83 . 5 k g 。 经方差分析和 q 值检验达极显著差异 。
3
.
3 林内外气候因子比较
由于林内郁 闭和林木的蒸腾作用 , 降低了风速 , 减少了太阳幅射 , 调节了小气候 。
3
.
3
.
1 大 气温度 夏季林内日均温和最高 、最低气温比林外低 , 冬季 日均温 、 最低气温 林 内
高于林外 (表 2 ) 。 一天中 , 夏季晴夭林内比林外气温明显降低 , 林外日变幅 大 , 林 内变 幅
小 , 阴 、雨天林内外气温相近 , 冬季早 、 晚气温 , 林内高于林外 , 中午则相近(图 1 ) , 试验林
对气温起着调节作用 。
3
.
3
.
2 地表温度 夏季林内地表最高温度比林外低 n ~ 2 1 . 7 ℃ , 最低温相近 (表 2 )。 一天中
林外地表温度 日较差可达 3 6 . 1℃ , 林内变幅小 , 日较差最大为1 7 . 9 ℃ , 可以避免高温对植物的
灼伤 , 冬季林内地表 日均 温 、 最 高温均比林外低 , 但最低温 比林 外 高(表 2 ) 。 由于林内地
表温度 (图 2 ) 、 气温变幅比林外小 , 最低温度比林外高 , 可以减轻冻害。 1 9 8 6年 1 月出现了
20 年未遇的最低温 度 一 4 . 9 ℃ , 持续 4 天 。 据19 个点 2 8 5 0株的调查 : 林外 (密度2 2 株/亩 )受
冻率68 % , 冻害指数O。 17 , 林内受 冻率2 7 . 4 % , 冻害指数 O 。 1 3 。
3
.
3
.
3 空 气相 对湿度 冬、 夏季林内空气相对湿度均大于林外(图 3 ) 。 阴雨天差 异 小 , 冬
季早晨浓雾天林外比林内高。
1 期 高传璧等 : 黑荆树水土保持林生态 、 经济效益研究 35
表 飞 各处理小区通流l 、 泥沙流失t 比较
编 降雨盆
(m m )
2 0
. 原坡面(1 18 m Z ) 2 5 . 原坡面(7 3 m , ) 试验林内(1 0 0 0株 / 亩 ) 试脸林内(2 0 0 0株/ 亩)
号
逸流童 通 流 泥沙流失量 通流量
(m s ) 系数 ‘k g / lo om , ) (m s ) 黯瑟羚怂借悉争黯臀籍怒 借漂争魏 愁弈怒
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5 0
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.
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衰 2 夏冬季林内 、 外气沮观洲对照 ( 1 9 85 年 )
观侧时间
( 月 · 日 ) 7
·
2 0 7
·
3 0 8
·
1 0 8
一
2 0 8
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3 0 9
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2 0 1 2
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2 0 12
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2 1 1 2
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2 2 1 2
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2 3
一
1 2
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2 4 1 2
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2 5 1 2
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2 6 1 2
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2 7 1 2
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2 8 1 2
·
2 9
平均气
温( ℃ )
最高 气
温( ℃ )
最低气
温( ℃ )
地裹 最
高温度
(℃ )
地表 最低温度
(℃ )
林内 2 5 . 1 2 6 . 0 2 7 . 2 2 7 . 1 2 5 . 5 2 6 . 7 2 4 . 2 7 . 5
林外 2 5 . 6 2 6 . 5 2 7 . 5 2 7 . 1 2 6 . 4 2 6 . 7 2 4 . 5 7 . 0
林内 3 2 . 0 3 1 . 5 3 4 . 5 3 0 . 2 3 1 . 5 3 4 . 5 2 8 . 5 16 . 0
林外 3 2 . 2 3 3 . 2 3 4 . 6 3 0 . 4 3 2 ‘7 3 4 . 1 2 9 . 5 16 . 5
林内 2 2 . 0 2 2 . 5 2 3 . 2 2 3 . 6 2 1 . 8 2 1 . 4 2 1 . 5 0
林外 2 2 . 3 2 4 . 0 2 3 . 3 2 4 . 2 2 2 . 3 2 1 . 6 2 1 . 6 0 . 2
林内 3 6 . 5 3在. 0 3 3 . 0 3 0 . 0 4 0 . 8 4 8 . 5 3 4 . 5 1 4 . 5
林 外 5 8 . 2 4 5 . 0 4 4 . 5 4 3 . 5 5 7 . 9 5 1 . 0 叔 . 2 ’ 2 3 . 6
林内 1 6 . 0 2 3 . 4 2 3 . 9 2 3 . 9 2 2 . 9 2 2 . 4 22 . 2 3 . 1
林外 2 3 . 0 2 5 . 0 2 4 . 1 2 4 . 5 2 1 . 8 2 1 . 5 2 1 . 9 一 1 . 5
7
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9 5
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3 4
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9 6
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1 4
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.
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图 1 林、 内外气派日变化差异 一⋯林外 —林内
林 业 科 学 研 5 卷
6 0卜—一一 8月 3 0 日 3 O25 一一下代厂 .一—/ 、/ 、, 、 1 2 月 2白日确\\、‘产/ nl卜d八U八‘. .人1上ƒ即„侧鹅邢阅、、、、ƒ甲„侧四瑞解
1 8 之O
( 日t )
8 1 0 12 1 4 1 6
( 时 )
圈 2 林内外地衰工度 日交化整异
—林内
10 0
9 5
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口~ ~ 一 ~ 日 - - - 二
/
9085和7
ƒ悠侧绷货裸
1 4
( 日于)
6505
⋯⋯林外
3. 4 土城理化性质
由于根瘤菌固N 作用 、 枯枝落叶 (种 后
18 个月测定6 79 k g / 亩) 及施肥使土城理化性
质得到改善。
3
.
4
.
1 土壤养分 变化 种植20 个月和种植前
相比 , N 素和有机质有较大提高 (表 3 ) 。 种
植前全N 含量 0 . 0 14 3 % , 种植 一20 个月后提
高到 0 . 073 % , 增值0 . 0 58 个百分点 , 每亩增
加31 . 3 k g , 减去施肥和土壤中原 含量 , 纯
增加 2 1 . 53 k g /亩 (与日本福岗林业试验场试
验相符 ) 。 有机质增加0 . 01 4个百分点 , P 增
1 6 1 8 2 0
图 3 林内外相对注度 日变化
⋯⋯林 内 —林 外加0 . 0 8 个百分点。 因种植年限短 , 凋落物未分解和植物体内吸收 , 土壤中K 有所减少 , 如
减去施肥量P 也有所减少。
衰 3 种位价后土幼养分变化
速 N 速 P取样时间
( PPm ) (PPm )
速 K
( PPm )
种 植 前
种植 2 0个 }]
3 8
.
7 0
.
2 5 8 1
.
7
11 5
.
3 2
.
7 7 0
.
3
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PH
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5
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5 0
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5
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5 0
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0 7 3
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( % )
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有机质
( % )
0
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0 2 6
0
.
0 3 4
3
.
9 0 0
.
2 3
1
. 右9 0 . 3 7
注 : 表内数据为 3 次样品分析值之平均数 。
衰 4 林内外土幼物理性状比较
3
.
4
.
2 土攘 物 理性状的变化 林内外 土 壤
物理性状测定结果见表 4 。 从表 4 中可以看
出林内比林外土壤容重有显著的降低 。 坚实
度减小 , 土壤渗透速度大大提高 , 有利植物
生长。
取 样 土城容重 土城坚实度
地 点 ( g / e m . ) ( k g / e m , )
o m i
进
m m /
艳定诊透时
渗 透 速 度
( m m / m i m )
均度)呼速·几J们前渗(
林内
林 外
1
.
1 8
1
.
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.
0 6
7
.
9 8
1 2
.
0 7
4
.
0 5
1 如 高传璧等 : 黑荆树水土保持林生态 、 经济效益研究
4 经济效益分析
4
·
1 第一代林经济效益
生产成本按1 9 8 4年实际支出 , 每亩营造费n 4 . 8元 。 利率以 6 %计 , 轮伐期 3 年。 造林成
本 = 1 14 . 8 x (1 + 。. 0 6) , = 1 3 6 . 7元 。 加上管护费3元 /亩 , 砍伐工 资 2 2 . 5 元 / 亩 , 实 际投 入
1 6 2
.
2元 /亩 。 投入产出比 , 以 2 . 5年生产量 (5 0 98 k g /亩)计 , 产品产量按当地正常价 , 树皮
(气干 , 以下同)6 0 0元八 , 树干6 0 元 / t , 枝娅4 0 元/ t 。 总产值为 3 3 3 . 4元 。 净 现 值 = 总
产值 一 成本现值 = 33 。 4 一 16 2 . 2 = 1 71 。2元 。 效益成本率 : 效益现 值 , 成本现 值 = 3 3 。 4 +
1 6 2
。
2 = 2
.
06
。 从上可以看出净现值和效益成本率均大于 1 , 效益较高 。
4
。
2 第二代林效益估算 ’)
据亚林所鉴定材料和水保站小样方测定 , 第二代林的产量大于第一代 , 现仍依第一代林
产量计 。 成本现值比第一代林减少整地 、 苗木、 种植费57 . 65 元 , 肥料基肥部分减去约28 . 5
元 , 实际节省8 6 . 2 0元 , 成本现值7 6 。 o元 。 直接收入现值 、 利率均与第一代相同 , 伐期2 . 5年 。
造林成本 = 7 6 x (i + o 。 0 6 )“’ “ = 8 7 . 9 。 净现值 = 3 3 3 . 4 一 8 7 . 9 = 2 4 5 . 5元 。 效益成本率2 4 5 。 5 十
8 7
·
9 = 2
.
7 9
。 第二代效益 比第一代更高。
5 结论与建议
(1 ) 在水土流失严重、 生态环境恶劣、 马尾松都难生长的河田地 区 , 选用黑荆树并采用
高密度 、 平茬作业的方式营造水土保持林是成功的。 其生态 、 社会 、 经济效益都很显著 。 在
2 年多的时间内绿化了荒山 , 林分郁闭度达。. 9 , 地上部分生物量 5 0 98 k g / 亩。 平均通流系
数由。。 49 下降到0 . 06 , 侵蚀量减少 6 2 72 . l t/ k m “·年 。 林内小气候 、 水文状况 、 土壤理化性
质有了较大的改善 , 生态环境已向良性发展 。 经济效益也较高 , 每亩净现值1 71 . 2 0 ~ 2 4 5 . 5
元 , 效益成本率2 . 06 ~ 2 . 79 。 因效益显著 , 到 1 9 8 6年底在龙岩地区已推广 1 1 0 0余亩 。
(2 ) 由于试验区土壤十分贫膺 , 要取得好的效果必须集约经营 , 筑梯带 , 深翻 , 施足基
肥 , 还应施一定数量有机肥和 N 、 P 、 K 混合肥 。
因试验时间较短和基层条件的限制 , 有些问题如造林最佳密度 、 伐期长短 、 各代保留株
数 、 平茬时间、 肥料配比等需进一步试验 。
参 考 文 献
仁1 〕华 东、 华 中区高等林业院(校 )教材编 审委员会 , 1 9 6。, 水土保持学 , 中国林 业出版社 , 59 一“ , 73 ~ 76 。
仁2 〕哈 德进N · W , 1 9 7 1( 窦葆璋译 , 1 9 7 5年 ), 土城保持 , 科学出版社 , g3 ~ 1 03 。
1) 亚林所黑荆树丰产栽培技术鉴定报告 , 1 9 8 8.
38 林 业 科 学 研 死 5 卷究
才a te r a n d 5 0 11 C o n s e r v a tio o S ta n d o f B la c几班a ttle
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