農田防護林的土壤改良效益與脅地現象的克服
論文關鍵詞 防護林；農田生態系統；土壤改良；林帶脅地；增產
論文摘要 綜述了農田防護林對土壤性質、土壤肥力狀況、土壤微生物分布、土壤酶的活性、保土效應等方面的改良效益，提出了農田防護林帶脅地現象產生的原因以及克服的措施，以期引起人們對農田防護林在改善農田生態方面的重視。
20世紀80年代以來，隨著生態學的不斷發展，生態學原理被更加深入地應用到農田防護林領域，形成了農田防護林生態學研究高潮[1]。關于農田防護林生態系統的研究，有大量的文獻報道。近年來，如何維護、改善生態系統服務功能已成為國際上普遍關注的研究熱點問題。大量研究表明，農田林網可以改善生態環境，優化農作物生長所需的環境條件，對作物生長環境有著明顯的良性影響[2]。防護林的生態效益通常包括生物效益、環境效益、效益等[3]。這里，筆者僅就農田防護林的土壤改良效益與脅地現象的克服等問題闡述如下。
1農田防護林對土壤的改良效益
1.1農田防護林對土壤物理性質的改良
農田防護林帶建成后對降低土壤表層及耕作層的全鹽量效果極為明顯，可防止次生鹽漬化。一般，楊樹林帶下土壤中碳酸鈉鹽下移，多滯留在30cm上下；灌木林帶下土壤中的硫酸鹽及碳酸鹽則向47cm以下的土層移動。楊樹林帶下0～20cm土層全鹽量較曠野減少66%，1～11H（H表示防護林帶樹高）之間減少86%～90%；灌木林帶下0～30cm土層防護林帶比曠野減少65%，林帶背風面5～20m處減少58%～75%[4]。前蘇聯V.M.Kretinin的研究證實了農田防護林帶有使土壤脫鹽的作用。A.M.Egrouy等的研究結果也表明，農田防護林帶對農田土壤有明顯的脫鹽作用。李德毅在江蘇大豐縣上海農場的研究認為：農田防護林帶保護區和空曠區相比有明顯延緩反鹽作用[5]。
農田防護林帶還有減少土壤中CO32-和HCO3-的效果，從而使土壤堿性減弱，pH值降低。楊樹林帶內0～10cm土層中CO32-和HCO3-的濃度含量較曠野減少66%，并降低1.4個pH值。林帶背風面1～11H之間減少78%～89%，降低1.0～1.5個pH值。灌木林帶至帶后20cm處范圍內、在0～30cm的土層減少63%～82%左右，下降約0.5～1.5個pH值。
此外，農田防護林帶還有改善鹽堿土水溶性組成成分的作用。受林帶庇護的土壤，Ca2+比例增大，Na+減少，從而改善了土壤的通透性和可耕性。農田防護林帶所庇護的上層土壤中水溶性Na+大幅度降低，在楊樹林帶可降低90%，灌木林帶降低19%～82%左右[4]。
1.2農田防護林對土壤的增肥效應
農田防護林能改良土壤結構，增加土壤有機質含量，提高土壤肥力。7~8年林地土壤（0～40cm）有機質含量比農地土壤增加近1倍，土壤氮、磷養分含量顯著提高，電導率平均值比對照點降低42.9%，土壤容重降低，非毛管孔隙度增加，通氣透水性能提高。林木大量的枯枝落葉促進了整個農田生態系統的物質循環。據測定，五年生的楊樹、水杉、刺槐等林分每年凋落物分別可達2 500kg/hm2、2 800kg/hm2和2 000kg/hm2，楊樹凋落物中氮、磷、鉀、鈣的含量分別為2.35%、0.45%、1.24%和4.11%，每公頃楊樹林每年凋落物歸還土壤的養分含量為氮58.75kg、磷11.25kg、鉀31.00kg和鈣106.00kg[6]。朱德華觀測研究結果表明，林帶背風面20H范圍內腐殖質含量為對照的182.2%，氮為178.4%、磷為145.4%，休喬列夫觀測到林帶保護區肥效增加25%。克列京寧觀測到二十二至二十七年生的林帶，促使草原土壤形成0~2cm的有機層，A+B1層增加4～12cm[7]。據鄭亮等測定淮北平原農田防護林網建立后，土壤有機質含量增加了32.9%，含氮量增加了8%，速效磷增加了31.4%，速效鉀增加了6%，土壤的pH值由8.3下降到8.1[8]。
1.3農田防護林對土壤微生物和酶活性的影響
農田防護林還能增加土壤微生物種群數量和提高酶的活性，有效地提高土壤肥力水平。南京大學（1995）在江蘇徐州農田防護林區對土壤酶活性研究表明，林帶根系活動能明顯提高土壤酶活性，在林帶附近土壤酶活性較高，隨著林帶距離的增加酶活性變小，根際土壤酶活性明顯高于非根際土壤[5]。
1.4農田防護林的保土效應
農田防護林帶具有降低風速、提高土壤含水率的作用，因而起到防止或減輕土壤風蝕的作用[9，10]。Gal觀測到Ferstod地區農田防護林帶營造前，土壤損失量達1 002t/km2，造林后12年僅為50t/km2，每年3月份空氣含塵量僅為原來的1/10[7]。據測算，淮北地區農田防護林每年可防止水土流失3 000多萬立方米，使3 670km的主要河渠每年可減少泥土淤積12.1萬立方米，平均每年減少河床抬高2～3cm[8]。
2農田防護林帶脅地現象的產生與克服
2.1農田防護林帶脅地現象的成因
在農田防護林建設過程中，由于林木根系和冠幅巨大，對作物不可避免地會產生一定的負面影響，主要表現在：林木與根系附近作物爭奪土壤水分和養分；樹冠冠幅較大，遮陰面積大，時間長，造成附近區域的光照少，地溫高，迎風面近樹區的空氣濕度小；雖林帶縮小晝夜溫差，有減免高、低溫致害的正影響，但也有不利于干物質積累、影響作物發育，甚至降低種實品質的負影響。農田防護林的負影響隨著許多條件的變化而變化，一般情況下，對秋季作物影響大于夏季作物，林帶陰面大于陽面，在瘠薄的土壤上大于肥沃的土壤上，在干旱年份和無灌溉條件下大于濕潤年份和有灌溉條件的[11]。
2.2農田防護林帶脅地的克服
要消除或減輕林帶脅地負面影響，可以考慮采用以下措施：①農田防護林要合理布局，主、付林帶嚴格按要求設計，實行水、田、林、路、電統一規劃，少占耕地。②選擇窄冠、根深、枝葉稀少、發芽晚的樹種。③栽樹前要深耕整地，多施有機肥，促進根系向深層發展。④在林帶與農作物之間，距林帶約1.5m處，挖一條深50～60cm的斷根溝，以避免樹冠擴展到農地淺層土壤中。⑤在林帶威脅地明顯的范圍內，種植綠肥作物、瓜菜、草等比較耐陰的植物。農田防護林本身也是生態系統的生產者，能對輸出多種多樣的林產品，包括木材、條材、薪材、干鮮果品、茶葉、綠肥、飼料、燃料、木本糧油、藥材和木本蔬菜等，其作用之大，是不可低估的。把多年生木本植物與作物、綠肥、牧草等混種，不僅改善農田生態，而且更能充分利用地力，將生態潛能轉化為最大的生物生產力，并在此基礎上再大力發展畜牧業，獲得更多的畜產品，從而解決農、林、牧三者爭地的矛盾。可見，建設農田防護林是調控農田生態環境、促進農牧業生產、滿足人們對牧產品日益增長需要的必由之路。
3結語
農田防護林的營造形成了以林網為主體的生態系統，不僅可提供生產原料，更重要的是提供了一系列的相關功能和服務，改善了農田生態環境，對整個地區的氣候、土壤、生產等都具有重大的防護與調節作用，是改善生態環境的高效能生物工程。隨著人們對資源環境的日益關注，農田防護林在改善農田生態環境方面的效益將越來越引起人們的重視。
參考文獻
[1] 范志平，曾德慧，朱教君.農田防護林生態作用特征研究[J].水土保持學報，2002（4）：130-133.
[2] 曾德慧，姜鳳岐，范志平.農田防護林的可持續經營[J].應用生態學報，2002（6）：747-749.
[3] 洪濤，劉發明.防護林區域生態效益評價指標體系[J].甘肅科技，1999（2）：59-61.
[4] 代力民，王憲禮，王金錫.三北防護林生態效益評價要素分析[J].世界林業研究，2006，13（2）：47-51.
[5] 張金池，胡海波.水土保持及防護[M].北京：中國林業出版社，1996.
[6] 徐德炎.和田地區農田防護林體系防護效益的報告[J].新疆環境保護，1998，16（4）：108-116.
[7] 朱廷曜，關德新，周廣勝.農田防護林生態工程[M].北京：中國出版社，2000.
[8] 鄭亮，李濱，汪德玉，等.安徽省淮北平原農田防護林網效益分析[J].安徽林業科技，1999（4）：7-9.
[9] 武建林，張良譜，劉隨存.晉中農田防護林建設現狀及其效益評述[J].山西林業科技，2001（3）：40-44.
[10] 鮑玉海，賀秀斌，楊吉華，等.三種網格的農田防護林防止土壤風蝕的效應研究[J].水土保持學報，2007，21（2）：5-8.
[11] 張繼霞，常立華，楊金榮，等.農田防護林的作用[J].中國林業，2006（5A）：31-32.
【農田防護林的土壤改良效益與脅地現象的克服】相關文章：
農田防護林的環境效益研究綜述03-18
CBD現象的啟示與高層建筑的近地空間03-21
刑罰效益的最優狀態03-20
探討如何提高防護林體系造林質量03-18
論如何提高防護林體系造林質量03-18
試析土壤改良培肥對煙草種植的影響03-23
談效益與企業生存的關系03-19
淺論效益是企業生存的根本03-02