2021-4-9 | 生態修復論文
作者:錢善勤 單位:柳州師范高等專科學校
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構樹構樹為桑科構樹屬落葉喬木,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。花雌雄異株;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]。