摘 要:本文通過對林地土壤、林內(nèi)水、生產(chǎn)者、消費者及分解者幾方面的綜述與分析,闡述了森林作業(yè)對森林生態(tài)環(huán)境的影響。指出了森林資源所面臨的危機,提出了森林采伐的原則,即“非減等量采伐原則”,并表明了針對森林采伐對環(huán)境影響的對策。
關鍵詞:土壤;水;森林作業(yè);原則;對策
1 對森林的非生物環(huán)境的影響
首先,森林作業(yè)對林地土壤產(chǎn)生影響。森林作業(yè)中,人、牲畜、機械和木材在林地上運行,修建集材道路及裝車場等土木工程對林地土壤會產(chǎn)生一定程度的損害。森林作業(yè)中,由于作業(yè)車輛和載荷的作用,使集材道和林地土壤發(fā)生一定程度的塑性變形。這種現(xiàn)象為土壤壓實。被壓實的土壤密度增大,空隙度減小,其結構和功能發(fā)生一系列的變化[1]。
土壤密度增大,空隙度減小,嚴重影響樹苗根系延伸;被壓實土壤由于其空隙度減小,使其持水能力和地表滲水能力下降,容易形成較大的地表徑流,加大地表沖刷和水土流失;土壤壓實,不利于土壤中氧氣循環(huán)和養(yǎng)分、水分循環(huán),進而影響苗木生長。
林地土壤壓實程度還與土壤含水量有關。土壤含水量越大,壓實程度越高。土壤凍結后,其承載能力大大提高。在同樣條件下,土壤壓實程度顯著低于非凍結條件下作業(yè)造成的壓實。
森林采伐后,由于跡地的植被層被破壞,地表土層的含水量也發(fā)生了變化。隨著采伐年代和土壤厚度的不同,皆伐跡地表層含水率的變化如表1所示[2]。
從表1可以看出,森林采伐3~6年內(nèi),土層含水率下降的幅度不大,超過6年后,土層的含水率下降的速度加大:7年為24.1%,8年為35.7%,10年為47.7%。所以,跡地更新要及時,以免土層的含水量下降過大,影響苗木的生長。
其次,森林作業(yè)對林內(nèi)水的影響。森林植被的存在,對溪流、河流中的泥沙懸移含量、水溫、溶解氧(DO)、病原體及水化學性質都有很大影響。在水流過森林的過程中,林冠下的枯枝落葉層好似過濾器,對水中的各種污染物質進行過濾、吸收和凈化,從而改善水質,防止非點源污染。
森林生態(tài)系統(tǒng)中的物質流動、能量流動及其生命過程都離不開水,水是森林生態(tài)系統(tǒng)中物質與能量運轉的載體。森林作業(yè)改變了林分原有的結構,對林地內(nèi)的水分平衡和水分循環(huán)將產(chǎn)生重要的影響。
(1)土壤物理性質發(fā)生的變化改變了徑流的分配狀況,一般可使地表徑流增加,下滲徑流相對減少。
(2)減少或消失的林木的蒸騰及截留作用,可能使徑流量增大。
(3)降水到達地面的動能增大,增加了對土壤的侵蝕力,且降水進入林地的途徑變得單一。采伐方式對跡地徑流的影響顯著,但是對于徑流量是增加還是減少,一直是國內(nèi)外林業(yè)研究人員研究的熱點之一。跡地徑流量的變化不僅與采伐方式、采伐強度有關,還與林型、降水量和地理位置等因素有關,許多的研究都是針對某一因素對徑流量的影響,而未考慮以上因素綜合的結果,因而對于不同的區(qū)域和不同的林型得出的結論就不相同。
2 對森林的生物環(huán)境的影響
首先,森林作業(yè)對生產(chǎn)者的影響。生產(chǎn)者主要是綠色植物,包括喬木、灌木、蕨類、苔蘚和地衣,它們能利用太陽能把簡單的無機物質制造成有機物質。
大面積、高強度森林采伐,減少以喬木為主的綠色植物,尤其是在生態(tài)基礎比較脆弱地區(qū)的森林采伐,導致森林生物多樣性減少。據(jù)中國科學院權威部門在我國云南省林區(qū)考察結果表明,自1949年以后,云南省林區(qū)的森林采伐導致森林植物種類減少了100多種。在我國北方林區(qū),由于一度盛行皆伐,然后是大面積營造速生豐產(chǎn)林-落葉松純林,加之市場經(jīng)濟調節(jié),一些闊葉樹種的種群數(shù)量大大減少,質量明顯降低,有的甚至處于瀕臨滅絕的境地。
森林過伐造成對生物多樣性的威脅,一是減少了森林群落類型;二是因森林生境的破壞,使動、植物種類隨之消失或被迫遷移。例如,落葉季雨林被毀,再經(jīng)墾殖撂荒或放牧火燒,??赏嘶癁橄洳菰?。如果反復干擾破壞,則退化為中生灌草叢乃至禾草叢。
其次,森林作業(yè)對消費者的影響。消費者主要是各種動物,它們以植物或其他動物為食。森林生態(tài)系統(tǒng)中的動物種類繁多。
大多數(shù)野生動物以森林為生存棲息地,它們與森林相互依賴。過度的和不合理的森林采伐會導致野生動物失去家園,它們面臨的惟一生路選擇只有遷徙。毫無疑問,區(qū)域的野生動物種群數(shù)量與質量會隨著采伐面積的擴大而呈冪指數(shù)型銳減。因此,近20年來,西方許多發(fā)達國家如挪威、瑞典、美國等國家在森林采伐中對保護鳥類、小動物、大型流動性動物等方面都采取一定的保護措施,目的在于減少對野生動物的影響。
3 森林作業(yè)的原則及其對策
根據(jù)生態(tài)平衡的要求,森林的采伐必須貫徹“非減”等量采伐原則。
所謂“非減”,就是在一個生態(tài)系統(tǒng)區(qū)域里,森林的后期采伐量,不得小于前期的采伐量。這適用于生態(tài)系統(tǒng)區(qū)域里的森林蓄積量小于標準蓄積量的條件。這時,年伐量小于林木生長最,以期逐漸增加蓄積量,最終達到標準蓄積最的目的。
所謂“等量”,是指前期與后期的采伐最相等。這適用于林木生態(tài)達到了平衡,蓄積量達到標準蓄積量的條件。這時,年伐量與林木年生長量相等,使森林達到穩(wěn)定平衡和永續(xù)作業(yè)的目的。
(1)優(yōu)化采伐方式與伐區(qū)配置
采伐方式選擇的合理與否在于其適用條件,應避免大面積連片皆伐作業(yè),控制擇伐作業(yè)的強度。實踐表明,采用低強度集中湊載、原木或原條等多種工藝方案相結合的作業(yè)方式更適合目前的林分資源狀況,可降低作業(yè)成本,有效保護保留林分,又有利于土壤、生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)和景觀維護。伐區(qū)配置目前最常見的是小面積塊狀和帶狀皆伐,伐區(qū)相鄰布置。美國“新林業(yè)”理論創(chuàng)立者Franklin教授從景觀生態(tài)學原理出發(fā),對美國西北部天然林棋盤式伐區(qū)配置提出異議,認為應用適當集中伐區(qū)取代現(xiàn)行的分散小塊伐區(qū)配置,有利于降低森林景觀的破碎程度和降低伐區(qū)作業(yè)生產(chǎn)成本。
(2)選擇集材方式與改進集材機械
改進作業(yè)機械、完善作業(yè)技術可減少集材作業(yè)對林地生境的影響,新的作業(yè)系統(tǒng)和采伐機械既要保護生態(tài),又要提高勞動生產(chǎn)效率,應滿足經(jīng)濟、輕便、靈活、快速、能保護地表和幼樹等要求。特寬低壓輪式集材機可減少集材拖拉機的接地壓力,對土壤的破壞較小。在山地林區(qū)為減少采伐對林地生境的破壞,索道集材得到廣泛應用。德國、奧地利等國架空索道集材比例已由12年前的8%提高到25%;挪威對高山移動式索道集材給予補貼已有10余年之久。畜力集材具有對土壤破壞和幼樹幼苗損傷較小、無廢氣污染等優(yōu)點,是發(fā)展中國家既經(jīng)濟又滿足生態(tài)保護的可行集材方式。我國東北林區(qū)近幾年使用牛、馬車等畜力集材的比例有所上升。印度、泰國等國家利用馴象等集材已有悠久歷史。
參考文獻
[1]沈微,王立海.森林作業(yè)對林地土壤呼吸的影響[J].森林工程,2005,0
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[2]李勇,楊旗.森林作業(yè)對森林生物多樣性的影響[J].森林工程,2004,0
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