葛小娟

(福建省林業(yè)勘察設(shè)計(jì)院，福建 福州 350001)

平潭島地處福建東部沿海，是大陸距臺(tái)灣最近之地。2014年國(guó)務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于支持福建省深入實(shí)施生態(tài)省戰(zhàn)略加快生態(tài)文明先行示范區(qū)建設(shè)的若干意見(jiàn)》，福建省成為黨的十八大召開以來(lái)，國(guó)務(wù)院確定的全國(guó)首個(gè)生態(tài)文明先行示范區(qū)，這給平潭社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)了重要機(jī)遇[1]。因此，按照把平潭打造成為“兩岸同胞合作建設(shè)、先行先試、科學(xué)發(fā)展”的共同家園的定位要求，為積極探索實(shí)驗(yàn)區(qū)綠色經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、低碳產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式，突出海島生態(tài)特色，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)與資源環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，近年來(lái)平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)高度重視造林綠化工作，以建設(shè)“國(guó)際森林花園島”為目標(biāo)，全面實(shí)施了綠色屏障、綠色通道、綠色城市、綠色景區(qū)、綠色村鎮(zhèn)“五綠工程”，全力推進(jìn)了城市的綠化、美化、花化、彩化、香化等“五化工程”[2]。平潭島為典型的海島性氣候，在東部沿海依次分布著長(zhǎng)江澳、流西、流東、燕下埔、遠(yuǎn)中洋等5大風(fēng)口[3]，長(zhǎng)期遭受自然災(zāi)害的頻繁影響。東部沿海山體大面積裸露，地力衰退嚴(yán)重，風(fēng)大、土薄、鹽霧和飛沙等因素嚴(yán)重限制了植被的生長(zhǎng)和分布，林木更新難度大，是完成“五綠”和“五化”任務(wù)最困難的地段。近年來(lái)，平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)不斷推進(jìn)沿海沙荒風(fēng)口與基巖海岸等困難地段的造林綠化工作，如長(zhǎng)江澳沙荒風(fēng)口綜合治理、幸福洋吹沙地造林、遠(yuǎn)中洋沙荒風(fēng)口綜合治理等，顯著提高了森林覆蓋率，取得了良好的成效[4-6]。為突破基巖海岸造林難題，自2014年起，實(shí)驗(yàn)區(qū)在澳前鎮(zhèn)巖質(zhì)海岸進(jìn)行了大范圍的植被恢復(fù)試驗(yàn)，取得了顯著成效?；谇捌谘芯縖7-9]，為進(jìn)一步探討基巖海岸植被恢復(fù)后對(duì)環(huán)境效應(yīng)的影響，對(duì)植被恢復(fù)過(guò)程中主要喬木樹種的防風(fēng)效果和土壤環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行了跟蹤監(jiān)測(cè)，以期為裸露山體植被恢復(fù)效果評(píng)價(jià)提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

平潭屬南亞熱帶半濕潤(rùn)海洋性季風(fēng)氣候，多發(fā)臺(tái)風(fēng)、暴雨、干旱等氣象災(zāi)害和風(fēng)暴潮、赤潮、海岸侵蝕等海洋災(zāi)害，年均受臺(tái)風(fēng)影響6～7次；年均降水量900～1 200 mm，屬福建省少雨區(qū)之一；年平均蒸發(fā)量1 954 mm，年均降水量明顯低于年均蒸發(fā)量；旱季、雨季分明，分配不均，降水多集中在夏季臺(tái)風(fēng)期；秋、冬、春3季以偏北風(fēng)為主，多發(fā)干旱；多年平均氣溫19.6 ℃；土壤大多為濱海風(fēng)沙土、磚紅壤性紅壤；山地立地質(zhì)量以Ⅲ、Ⅳ類地為主。

研究地點(diǎn)為福建省平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)澳前鎮(zhèn)的臨海山體，地理坐標(biāo)119°48′52″E、25°48′84″N。試驗(yàn)地面積約7 hm2。區(qū)域常年風(fēng)沙大，北至東北風(fēng)向頻率占62%，月平均風(fēng)速超過(guò)10 m/s。山體土層薄，坡度15～45°，地表多長(zhǎng)期裸露，無(wú)腐殖質(zhì)層，蒸發(fā)強(qiáng)；植被稀少，水源涵養(yǎng)能力差；土壤蓄水、貯肥能力極差，水土流失嚴(yán)重。山地零星分布的天然植被主要為龍舌蘭(Agaveamericana)、胡頹子(Elaeagnuspungens)等。部分地段人工種植有臺(tái)灣相思(Acaciaconfusa)、木麻黃(Casuarinaequisetifolia)、黑松(Pinusthunbergii)、濱柃(Euryaemarginata)等，但成活率不高，長(zhǎng)勢(shì)也較差。

試驗(yàn)地塊2014年4月分別營(yíng)造木麻黃、肯式南洋杉(Araucariacunninghamii)和臺(tái)灣相思?jí)K狀純林，造林密度為6 675株/hm2，株行距1.0 m×1.5 m。苗木為2年生。木麻黃苗高1.5 m，地徑1.5 cm；肯式南洋杉苗高1 m，地徑1.6 cm；臺(tái)灣相思地徑1.2 cm，苗高1 m。每樹種測(cè)定樣地面積0.3 hm2，設(shè)3次重復(fù)。

2 研究方法

2.1 風(fēng)速測(cè)定

2017年12月東北風(fēng)盛行，采用DEM-6型三杯風(fēng)向風(fēng)速儀對(duì)木麻黃、肯式南洋杉和臺(tái)灣相思3種人工純林林內(nèi)、林外高度1.5 m處的風(fēng)速進(jìn)行測(cè)定。

2.2 土壤理化性質(zhì)測(cè)定

在3種林分內(nèi)采用土鉆隨機(jī)采集10個(gè)點(diǎn)的土壤，分層混合后每層取大約500 g帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行土壤理化性質(zhì)測(cè)定。用環(huán)刀法測(cè)定不同樹種林下的土壤容重和孔隙度等；用pH計(jì)測(cè)定土壤酸堿度；用碳氮元素分析儀測(cè)定土壤碳氮；用鉬銻抗比色法測(cè)定全磷和有效磷；以原子吸收光度法測(cè)定全鉀和速效鉀。所有土壤理化性質(zhì)取樣深度均為0～20 cm、20～40 cm和40～60 cm。

2.3 數(shù)據(jù)處理

在SPSS 18.0中進(jìn)行數(shù)據(jù)單因素方差分析和DUNCAN法多重比較分析，顯著性水平α=0.05，在Origin 8.5中進(jìn)行繪圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同樹種的林內(nèi)林外風(fēng)速及防風(fēng)效能

木麻黃林外風(fēng)速為6.9 m/s，林內(nèi)風(fēng)速為3.3 m/s，防風(fēng)效能為52.17%；肯式南洋杉林外風(fēng)速為5.2 m/s，林內(nèi)風(fēng)速為3.7 m/s，防風(fēng)效能為28.85%；臺(tái)灣相思林外風(fēng)速為3.7 m/s，林內(nèi)風(fēng)速為2.3 m/s，防風(fēng)效能為37.84%(圖1)?？梢?jiàn)，3種樹種間木麻黃的防風(fēng)效能最大，肯式南洋杉相對(duì)較小，3者間差異顯著(各圖中用不同小寫字母表示)。

圖1 不同林型林內(nèi)、林外風(fēng)速和防風(fēng)效能

3.2 不同樹種林下土壤的物理性質(zhì)

測(cè)定得到不同樹種間最大持水量、毛管持水量、田間持水量、容重、總孔隙度、非毛管孔隙度等各項(xiàng)土壤物理性質(zhì)指標(biāo)值。測(cè)定結(jié)果顯示，各指標(biāo)間均沒(méi)有顯著差異(表1)。

表1 平潭島基巖海岸不同植被恢復(fù)樹種林下土壤物理性質(zhì)

3.3 不同樹種林下土壤的化學(xué)性質(zhì)

測(cè)定所得的各不同樹種林下土壤的pH值也沒(méi)有顯著差異。0～20 cm土層內(nèi)，以肯式南洋杉的pH值最高；在20～40 cm土層內(nèi)，pH值最高的為木麻黃；在40～60 cm土層內(nèi)，pH值最高的為肯式南洋杉(圖2)。

圖2 平潭島基巖海岸不同植被恢復(fù)樹種林下土壤pH

在0～20 cm土層內(nèi)，木麻黃和肯式南洋杉的全碳含量無(wú)顯著差異，但均顯著大于臺(tái)灣相思；在20～40 cm土層內(nèi)，不同樹種的土壤全碳含量均沒(méi)有顯著差異；在40～60 cm土層內(nèi)，肯式南洋杉的土壤全碳含量顯著高于木麻黃和臺(tái)灣相思(表2)。

在0～20 cm土層內(nèi)，木麻黃的全氮含量顯著大于肯式南洋杉和臺(tái)灣相思，但在20～40 cm和40～60 cm土層內(nèi)，不同樹種的林下土壤全氮含量均沒(méi)有顯著差異(表2)。

在不同土層內(nèi)，肯式南洋杉林的土壤全磷含量和有效磷含量均高于木麻黃和臺(tái)灣相思，其中0～20 cm、20～40 cm的肯式南洋杉林土壤全磷和有效磷含量顯著高于木麻黃和臺(tái)灣相思，其他土層內(nèi)3種樹種間土壤全磷和有效磷含量無(wú)顯著差異(表2)。

在0～20 cm、20～40 cm土層內(nèi)，木麻黃和臺(tái)灣相思的土壤全鉀和速效鉀顯著大于肯式南洋杉，40～60cm土層內(nèi)3種林分的土壤全鉀含量無(wú)顯著差異，而木麻黃和肯式南洋杉的速效鉀含量顯著高于臺(tái)灣相思(表2)。

表2 平潭島基巖海岸不同植被恢復(fù)樹種林下土壤養(yǎng)分含量

4 結(jié)論

對(duì)平潭島基巖海岸裸露山體進(jìn)行了不同類型的植被恢復(fù)試驗(yàn)，對(duì)造林4 a后不同林型的環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行了初步監(jiān)測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同造林模式對(duì)防風(fēng)效果有不同影響，3種樹種以木麻黃的防風(fēng)效能最大，其次為臺(tái)灣相思，肯式南洋杉相對(duì)較小；不同樹種間土壤物理性質(zhì)沒(méi)有顯著差異。

不同造林模式影響了土壤的化學(xué)性質(zhì)，其中，0～20 cm土層內(nèi)，木麻黃和肯式南洋杉的全碳含量均顯著大于臺(tái)灣相思；在40～60 cm土層內(nèi)，肯式南洋杉的土壤全碳含量顯著高于木麻黃和臺(tái)灣相思。在0～20 cm土層內(nèi)，木麻黃的全氮含量顯著大于肯式南洋杉和臺(tái)灣相思。在不同土層內(nèi)，肯式南洋杉林的土壤全磷含量和有效磷含量均高于木麻黃和臺(tái)灣相思，其中0～20 cm、20～40 cm的肯式南洋杉林土壤全磷和有效磷含量顯著高于木麻黃和臺(tái)灣相思；在0～20 cm、20～40 cm土層內(nèi)，木麻黃和臺(tái)灣相思的土壤全鉀和速效鉀顯著大于肯式南洋杉，40～60 cm土層木麻黃和肯式南洋杉的速效鉀含量顯著高于臺(tái)灣相思。