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农田防护林的土壤改良效益与胁地现象的克服
论文关键词 防护林；农田生态系统；土壤改良；林带胁地；增产
论文摘要 综述了农田防护林对土壤性质、土壤肥力状况、土壤微生物分布、土壤酶的活性、保土效应等方面的改良效益，提出了农田防护林带胁地现象产生的原因以及克服的措施，以期引起人们对农田防护林在改善农田生态方面的重视。
20世纪80年代以来，随着生态学的不断发展，生态学原理被更加深入地应用到农田防护林领域，形成了农田防护林生态学研究高潮[1]。关于农田防护林生态系统的研究，有大量的文献报道。近年来，如何维护、改善生态系统服务功能已成为国际上普遍关注的研究热点问题。大量研究表明，农田林网可以改善生态环境，优化农作物生长所需的环境条件，对作物生长环境有着明显的良性影响[2]。防护林的生态效益通常包括生物效益、环境效益、效益等[3]。这里，笔者仅就农田防护林的土壤改良效益与胁地现象的克服等问题阐述如下。
1农田防护林对土壤的改良效益
1.1农田防护林对土壤物理性质的改良
农田防护林带建成后对降低土壤表层及耕作层的全盐量效果极为明显，可防止次生盐渍化。一般，杨树林带下土壤中碳酸钠盐下移，多滞留在30cm上下；灌木林带下土壤中的硫酸盐及碳酸盐则向47cm以下的土层移动。杨树林带下0～20cm土层全盐量较旷野减少66%，1～11H（H表示防护林带树高）之间减少86%～90%；灌木林带下0～30cm土层防护林带比旷野减少65%，林带背风面5～20m处减少58%～75%[4]。前苏联V.M.Kretinin的研究证实了农田防护林带有使土壤脱盐的作用。A.M.Egrouy等的研究结果也表明，农田防护林带对农田土壤有明显的脱盐作用。李德毅在江苏大丰县上海农场的研究认为：农田防护林带保护区和空旷区相比有明显延缓反盐作用[5]。
农田防护林带还有减少土壤中CO32-和HCO3-的效果，从而使土壤碱性减弱，pH值降低。杨树林带内0～10cm土层中CO32-和HCO3-的浓度含量较旷野减少66%，并降低1.4个pH值。林带背风面1～11H之间减少78%～89%，降低1.0～1.5个pH值。灌木林带至带后20cm处范围内、在0～30cm的土层减少63%～82%左右，下降约0.5～1.5个pH值。
此外，农田防护林带还有改善盐碱土水溶性组成成分的作用。受林带庇护的土壤，Ca2+比例增大，Na+减少，从而改善了土壤的通透性和可耕性。农田防护林带所庇护的上层土壤中水溶性Na+大幅度降低，在杨树林带可降低90%，灌木林带降低19%～82%左右[4]。
1.2农田防护林对土壤的增肥效应
农田防护林能改良土壤结构，增加土壤有机质含量，提高土壤肥力。7~8年林地土壤（0～40cm）有机质含量比农地土壤增加近1倍，土壤氮、磷养分含量显著提高，电导率平均值比对照点降低42.9%，土壤容重降低，非毛管孔隙度增加，通气透水性能提高。林木大量的枯枝落叶促进了整个农田生态系统的物质循环。据测定，五年生的杨树、水杉、刺槐等林分每年凋落物分别可达2 500kg/hm2、2 800kg/hm2和2 000kg/hm2，杨树凋落物中氮、磷、钾、钙的含量分别为2.35%、0.45%、1.24%和4.11%，每公顷杨树林每年凋落物归还土壤的养分含量为氮58.75kg、磷11.25kg、钾31.00kg和钙106.00kg[6]。朱德华观测研究结果表明，林带背风面20H范围内腐殖质含量为对照的182.2%，氮为178.4%、磷为145.4%，休乔列夫观测到林带保护区肥效增加25%。克列京宁观测到二十二至二十七年生的林带，促使草原土壤形成0~2cm的有机层，A+B1层增加4～12cm[7]。据郑亮等测定淮北平原农田防护林网建立后，土壤有机质含量增加了32.9%，含氮量增加了8%，速效磷增加了31.4%，速效钾增加了6%，土壤的pH值由8.3下降到8.1[8]。
1.3农田防护林对土壤微生物和酶活性的影响
农田防护林还能增加土壤微生物种群数量和提高酶的活性，有效地提高土壤肥力水平。南京大学（1995）在江苏徐州农田防护林区对土壤酶活性研究表明，林带根系活动能明显提高土壤酶活性，在林带附近土壤酶活性较高，随着林带距离的增加酶活性变小，根际土壤酶活性明显高于非根际土壤[5]。
1.4农田防护林的保土效应
农田防护林带具有降低风速、提高土壤含水率的作用，因而起到防止或减轻土壤风蚀的作用[9，10]。Gal观测到Ferstod地区农田防护林带营造前，土壤损失量达1 002t/km2，造林后12年仅为50t/km2，每年3月份空气含尘量仅为原来的1/10[7]。据测算，淮北地区农田防护林每年可防止水土流失3 000多万立方米，使3 670km的主要河渠每年可减少泥土淤积12.1万立方米，平均每年减少河床抬高2～3cm[8]。
2农田防护林带胁地现象的产生与克服
2.1农田防护林带胁地现象的成因
在农田防护林建设过程中，由于林木根系和冠幅巨大，对作物不可避免地会产生一定的负面影响，主要表现在：林木与根系附近作物争夺土壤水分和养分；树冠冠幅较大，遮阴面积大，时间长，造成附近区域的光照少，地温高，迎风面近树区的空气湿度小；虽林带缩小昼夜温差，有减免高、低温致害的正影响，但也有不利于干物质积累、影响作物发育，甚至降低种实品质的负影响。农田防护林的负影响随着许多条件的变化而变化，一般情况下，对秋季作物影响大于夏季作物，林带阴面大于阳面，在瘠薄的土壤上大于肥沃的土壤上，在干旱年份和无灌溉条件下大于湿润年份和有灌溉条件的[11]。
2.2农田防护林带胁地的克服
要消除或减轻林带胁地负面影响，可以考虑采用以下措施：①农田防护林要合理布局，主、付林带严格按要求设计，实行水、田、林、路、电统一规划，少占耕地。②选择窄冠、根深、枝叶稀少、发芽晚的树种。③栽树前要深耕整地，多施有机肥，促进根系向深层发展。④在林带与农作物之间，距林带约1.5m处，挖一条深50～60cm的断根沟，以避免树冠扩展到农地浅层土壤中。⑤在林带威胁地明显的范围内，种植绿肥作物、瓜菜、草等比较耐阴的植物。农田防护林本身也是生态系统的生产者，能对输出多种多样的林产品，包括木材、条材、薪材、干鲜果品、茶叶、绿肥、饲料、燃料、木本粮油、药材和木本蔬菜等，其作用之大，是不可低估的。把多年生木本植物与作物、绿肥、牧草等混种，不仅改善农田生态，而且更能充分利用地力，将生态潜能转化为最大的生物生产力，并在此基础上再大力发展畜牧业，获得更多的畜产品，从而解决农、林、牧三者争地的矛盾。可见，建设农田防护林是调控农田生态环境、促进农牧业生产、满足人们对牧产品日益增长需要的必由之路。
3结语
农田防护林的营造形成了以林网为主体的生态系统，不仅可提供生产原料，更重要的是提供了一系列的相关功能和服务，改善了农田生态环境，对整个地区的气候、土壤、生产等都具有重大的防护与调节作用，是改善生态环境的高效能生物工程。随着人们对资源环境的日益关注，农田防护林在改善农田生态环境方面的效益将越来越引起人们的重视。
参考文献
[1] 范志平，曾德慧，朱教君.农田防护林生态作用特征研究[J].水土保持学报，2002（4）：130-133.
[2] 曾德慧，姜凤岐，范志平.农田防护林的可持续经营[J].应用生态学报，2002（6）：747-749.
[3] 洪涛，刘发明.防护林区域生态效益评价指标体系[J].甘肃科技，1999（2）：59-61.
[4] 代力民，王宪礼，王金锡.三北防护林生态效益评价要素分析[J].世界林业研究，2006，13（2）：47-51.
[5] 张金池，胡海波.水土保持及防护[M].北京：中国林业出版社，1996.
[6] 徐德炎.和田地区农田防护林体系防护效益的报告[J].新疆环境保护，1998，16（4）：108-116.
[7] 朱廷曜，关德新，周广胜.农田防护林生态工程[M].北京：中国出版社，2000.
[8] 郑亮，李滨，汪德玉，等.安徽省淮北平原农田防护林网效益分析[J].安徽林业科技，1999（4）：7-9.
[9] 武建林，张良谱，刘随存.晋中农田防护林建设现状及其效益评述[J].山西林业科技，2001（3）：40-44.
[10] 鲍玉海，贺秀斌，杨吉华，等.三种网格的农田防护林防止土壤风蚀的效应研究[J].水土保持学报，2007，21（2）：5-8.
[11] 张继霞，常立华，杨金荣，等.农田防护林的作用[J].中国林业，2006（5A）：31-32.
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