茶园生态系统（纯茶园、人工复合茶园、生态系统调控）

茶园生态系统

生物与生物之间以及生物与其生存的环境之间密切联系、相互作用，通过物质交换、能量转化和信息传递，成为占有一定空间、具有一定结构、执行一定功能的动态平衡整体，称为生态系统，亦称生态系。人类的生产活动改变了原始的生态系统状态，活动的合理与否，对生态系统带来很大的影响。现行的茶园生态系统就是一个人们活动条件下产生的生态系统，主要类型有纯茶园生态系统和复合茶园生态系统二种。二者因生态结构不同，带来的效应差别也较大。

一、纯茶园生态系统

纯茶园生态系统是指地面只种植茶树，没有人工间作、混作其他栽培植物的茶园。这种茶园不受其他种植物的影响，主要是茶园中的茶树、动物、微生物、一年生草本植物等，它的生态系统结构较简单，物种单一。

纯茶园生态系统，强化了专业化茶园管理，茶树集中成片。系统的地上垂直分布为，茶树树冠为最上层，地表有一些草本覆盖物和苔藓、地衣等地被层。平面结构也没有其他作物。这种分层较为简单，层次较少，受环境影响比较大，树冠顶部和外围受光直射，光照强度大，树冠外围到中心，顶层到下部光照强度逐渐降低。树冠内部及下层，受光照强度弱，散射光比例多，湿度大，叶温低，风速小。研究表明，茶树密度愈大，光透射率愈低，即透射率与叶面积指数和分枝密度呈负相关，与太阳入射角也呈负相关。郭素英（1996）对一茶园研究表明，上午8时，太阳入射角小，透射率达 20%∼25%,中午13时仅为 5%∼8%,而 17∼18时，光透射率又有所增加。

茶树叶片表面有角质和蜡质，对光的反射较强。李悼等（1997）研究，夏季茶树单条栽树冠面可反射太阳总辐射量的 21%∼25%左右。在这种单一的茶园生态系统，在中午强光时，光能利用率不高，而在早上或下午光强度较弱时，中下层叶片又可能光线不足够。

受光照影响，茶树各部位的温度也不同。夏季晴夜后的清晨，茶树冠层表面（单条栽）常出现一辐射逆温层，树冠表面气温比 1.5m以上大气温度低 0.2∼1.0∘C左右，表层叶温比叶旁气温低 3.8∼4.0∘C左右。树冠下，距地表 20∼50cm左右高处，有一低温中心，而贴地（2cm）气层，由于夜间地面放热，故不太低。以后随日高角增高，叶面吸热多，8时左右逆温层消失，叶温升温，中午前后树冠顶脊偏东处，形成高温带。自此向冠层而下，气温逐渐降低，直到地表。茶行之间形成鞍形温度场（图3-15）。冠层叶温与光照强度分布有关，叶温随不同时间光强度改变而变化。

茶叶表面的蒸腾作用，使得茶丛上空气湿度高于空旷地，暖季晴天的清晨，低地，河滩的茶园上空，日出前常笼罩一层浅雾。树冠表面也有重重雾滴。随着增温降湿，冠面空气相对湿度下降，但冠面空气相对湿度常比大气湿度高，而丛下近地表处可保持较高的相对湿度。由于茶丛内外光照条件和温、湿度的变化，使茶园中不同高度的其他生态因子如风速、二氧化碳浓度、生物等都不同。

受地面生境影响，纯茶园生态系统内的地下结构，也呈现出一定的规律性变化。地表温度受光照的影响，白天增温快，夜晚向冷空间放热，降温也快，日夜温差大，而下层地温受此影响小，日夜温差小。水分亦如此，表层干湿度变化大，而下层变化小。生物组成的群落结构和种类在地表以下呈倒金字塔形分布。地表层有枯枝落叶，根系有分泌物，所以微生物、动物的种类和数量均大于亚表层和底层。种茶后微生物总数量增加，根系向深层土壤伸长，也使深层土中的微生物数量显著增加。种茶后其他条件的变化，如耕作、施肥、灌溉等栽培措施和茶树自身的影响，使土壤pH降低，钙、镁等盐基减少，铝活性增加等使土壤微生物生活的环境发生变化，影响微生物的生长繁殖。

纯茶园生态系统，夏日茶树受烈日暴晒，冬天遭寒风侵袭，生态条件恶劣，易受逆境的影响，进而影响茶叶的产量与品质。单作茶园结构简单，鸟类较少栖息其中，益虫种类和数量均因生态条件改变和农药施用而减少。解决单作茶园面临的生态环境脆弱问题，合理地建设和发展我国传统的林茶复合经营技术是达到茶叶丰产、优质、高效、低耗的有效途径之一，这在立地条件较为恶劣，自然灾害较频繁的产茶区尤为重要。

二、人工复合茶园生态系统

人工复合茶园生态系统利用了茶树有耐阴的特性，与不同高度冠层和根系深浅的植物，组成上、中、下三层或二层林冠及地被层的生态系统。这种人工群落，可以充分利用光照、土地、养分、水分和能量，不同类群的生物又能在较适宜的生境中生育，发挥出最佳的生物、生态效应和经济效益。人工复合茶园是近年越来越受重视的茶园人工群落。这方面各地研究颇多，有胶茶人工群落、林果茶间作，林茶药材或绿肥人工群落等，都取得明显的效果。

中国古代就有茶林间作、茶粮间作的茶园，主要是为了充分利用土地，但缺乏按生态效应及其因子间关系进行合理组合，对群落内部各项因子的变化，也了解不多。研究表明，复合生态茶园的生态因子与纯茶园有较大的不同。人工复合茶园引入了占据不同空间层次的物种，增加了系统的多样性，比之纯茶园生态系统更好地利用光照。夏季，高大的植被对茶树可起遮荫作用，光在层次间的直射、反射、漫射和透射，使光能利用率得到提高；冬季，低温与冻害影响时，对茶树有较好的保护作用；台风、干旱发生时，可使茶树受害程度减轻，保持茶园中有较稳定的温、湿条件；大雨侵袭时，因层次的增加，减少雨水直接对茶园土的冲刷力，雨水渗入土层的深度增加，涵养水分的能力得到提高。

人工复合生态茶园，多数引入的是高于茶树的树种，使茶树上层有乔木林冠遮蔽，因此，茶树可接收到的光照以散射辐射的比例大幅度增加。茶树在散射光下生长新梢持嫩性好，氨基酸增加，对茶叶自然品质改善有重要意义。复合茶园内只要树种适当，种植密度合理，能使茶树上的总辐射强度超过茶树光饱和点2.9～3.0J/（cm²·min）的水平，而散射辐射所占比例比纯茶园直射光大，春季达到65%～80%，夏、秋季达45%～60%。上层林冠为阔叶落叶树种时比常绿针叶树种散射辐射比例大。散射辐射量与总辐射量呈正相关。复合茶园光能吸收率高，冯耀宗等（1986）在研究胶茶群落时测得，群体平均对辐射吸收量高于纯茶园5%，高于纯胶林27%（表3-16）。复合茶园种植的乔木树种遮光率必须有所控制，地理纬度不同，光照强度有差异，遮光率也应有所变化。茶园中间作其他树种，会造成茶园光线不足，影响茶树生长，产量低。间作物的行株距，除了根据地方光照强弱变化外，还需考虑间作物的高度与枝叶密度，有时间作物枝叶太多，还需对间作枝叶进行疏枝修剪等措施。

由于复合茶园内有上层乔木树种的阻滞作用，使茶园内风速小于纯茶园，一般低于纯茶园10%～30%，故茶园内气温的年变幅和日变幅都比较稳定。常绿树种冬、春季对气温影响明显，而落叶树种，对气温的调节作用较小。复合茶园比纯茶园，冬、春季气温高0.5～2.0℃，夏、秋则低0.5～4.0℃。李倬（1982）对安徽屯溪的茶-乌柏复合茶园地温的测定表明，不同深度土层的地温日变化较缓和，特别是夏季晴天，与纯茶园比，差异最为显著。如夏季晴天午后茶园内的地表温度，非复合茶园比茶乌柏复合茶园高6.7℃。复合茶园在高温干旱的季节，可以降低茶园内最高温度，从而使气温日变幅减小，复合茶园的结构具有“冬暖夏凉”的作用（表3-17）。

复合茶园内，上层乔木树种阻挡气流，风速变小，因而使水汽能停滞在茶园内，空气湿度有明显提高，尤其常绿复合茶园的空气湿度，大约比纯茶园空气相对湿度大2%～10%。同时，由于树冠的截留雨水作用和蒸散量的减少，使土壤含水量相对增加（表3-18），在0～25cm表层土壤中，绝对含水量复合茶园＞纯茶园，常绿树种＞落叶树种。

复合茶园中间作物的枝枯落叶增加，促进了土壤中微生物种群及数量发展。据冯耀宗等(1984)对云南勐仑的胶茶复合茶园与纯橡胶园的微生物类群数量调查表明，细菌和固氮菌数量在复合茶园内增加最多，而放线菌变化不大(表3-19)。

人工复合茶园生态系统中植物种类增加，栽培模式多样化，生态环境的改变，也影响了昆虫类群数量的改变。系统中茶园多样昆虫物种组成了复杂的食物网、链。邹柘梅等（1984）对云南热带植物研究所的胶茶群落中蜘蛛群数的调查发现，胶茶群落与纯茶园（均不施农药）中蜘蛛种群的组成上差异不大，而数量上胶茶群落比纯茶园1～12月份任何时候都多，总蛛量胶茶群落是纯茶园的2.3倍，每100丛达1390.25头，纯茶园每100丛仅527.27头，其中跳蛛科是纯茶园2.3倍，皿网蛛科是5倍。

由于复合茶园改善了水、肥、气、热条件，有利于茶树的生育，故茶树生长良好，尤其是单位土地经济效益大幅度增加，据各地报道，梨茶复合园可提高经济效益2.27倍，胶茶复合园可增加收益86%，湿松松茶复合园也可以增加30%的收益。但是复合茶园种植的乔木树种遮光率必须控制在一定范围以内，不然，过度遮光，也不利于茶树生长。具体可以通过控制乔木树种的株行距，达到控制一定遮光率的目的。一般遮阴果树的果林，株行距可按8m×6～7m，果树与林木间可布置5行茶树。海南、云南等地的胶茶间作，橡胶林可按1.5m×2.2m的行株距，或12m×2m行株距，每公顷种植茶树37 500丛较为适宜。除加大株行距外，应在果木定型后加强修剪，疏枝，增加下层通风透光。在树种选择方向可选择既有一定经济效益，又不与茶树争水、争肥的树种，如林木可选择：乌桕、湿地松、杉、泡桐、合欢、楹、相思；果树和梨、粟、柿、枣、葡萄；经济林有：橡胶、油桐、银杏等。也可以按三层种植，增加地被层，如种植香菇、花生等不影响茶树生育和茶园管理的植物。

三、茶园生态系统的调控

茶园生态系统的调控是指对系统模式的选定和技术体系的确定。系统模式是茶园生态系统结构和功能的基本格局。调控包括环境改造、品种布局、输入安排、产出计划、内部关系等。模式选定可以用经验方法，也可以用科学规划方法。广大茶农在实践中创造了很多很有启发性的模式，有些是过去创造的，有些是近来创造的。茶园生态系统模式调控主要是通过调整群落空间和时间结构来实现对系统的调控。茶园合理的生态结构应该是多物种，具有更高的经济效益和生态效益。

选择合理的茶园生态系统模式，可从两方面考虑，一是要合理配置生态位。作为以茶树为主体的人工群落，在新建茶园和改造茶园中，其地上部大致可安排三层，即乔木层、灌木层和草本层。除茶园行道树和防护林带外，茶园内也可适当种植林、果等乔木层，这一层在创造群落内小气候环境起主要作用，它既是接触外界大气候变化的作用面，又起遮蔽强烈阳光照射的作用，保持茶园内温度和湿度不致有较大幅度的变化，起到调控下层生态因子的作用。中层为茶树，下层可种植绿肥或饲料等草本植物。地下部分层情况是和地上部分相应的，草本植物根系分布在土壤的最浅层，茶树根系分布较深，树木根系则深大到地下更深处，它们在土壤中的不同深度。这样可使光能得到充分利用，土壤营养也可在不同层次上被利用，土地资源利用率也得到提高。水平结构上要避免过多的重叠，茶树虽是耐阴作物，但遮荫过度，光照不足，也会影响光合作用进程，而使茶叶减产，然而过少重叠会削弱生态效益，因此要根据间作物种的生物学特性，合理的配置行株距，使通过上层树木的直射、透射和漫射光能满足下层茶树的需要，保证系统有较长时期的稳定性和互补性。据试验和实践调查，上层树木的郁闭度控制在 0,3ϵ‾ϵ‾0‾,35‾0,3ϵ​ϵ​0​,35​ 较为适合茶树生育。所谓树木的郁闭度，即树冠垂直投影面积与园地总面积之比。用1.0表示树冠投影遮住整个园地为高度郁闭， 0.8∼0.70.8∼0.7 为中度郁闭， 0.6∼0.50.6∼0.5 为弱度郁闭， 0.4∼0:30.4∼0:3 为极弱郁闭。当郁闭度为 0.2∼0.10.2∼0.1 时只能称为疏林。郁闭度大小直接影响林内生态条件，对树下层植物生育有很大作用，所以测定郁闭度有着重要生态意义。但要注意郁闭度不同于透光度，透光度不仅决定于树冠的覆盖程度，还决定于树冠本身的浓密程度。二是要合理选择生物。增加到茶园生态系统中的物种要利于系统的稳定，可选择前期生长快，叶片多，深根性，冬季落叶的速生树种。不能与茶树激烈竞争水分和养分，与茶树无相同的病虫害，对茶树无明显的化感抑制作用植物。目前已有的人工群落类型有：茶树与林木复合园如：杉、松、湿地松、泡桐、楹、相思、丁香、竹、桉、楝、合欢、樟、椿、台湾相思、桤木、铁刀木等。茶树与果树复合园如：龙眼、荔枝、番石榴、梨、桃、柑橘、柚、杨梅、葡萄、菠萝、苹果、枣、柿、李、杧果、椰子等（图3-16）。茶树与经济林复合园如：橡胶、八角、漆树、乌桕、油桐、桂花、八角树、板栗、山核桃、杜仲、银杏、梅、肉桂、七里香、香料、山杏子、天竺葵等（图3-17）；茶与经济作物复合园，主要是在幼龄茶园内种植具有固氮作用或经济效益较高的大田作物，如花生、大豆、绿豆、香菇、萝卜、白菜、金针菜、苜蓿、黄花菜、红花草、绿肥、牧草等（图3-18）。

不同的复合间种模式中，以茶树与林木、经济林复合园比较合理，这种复合生态园，更能使经济效益和生态效益得到统一；果树与茶间作，树冠不高，分枝开张状，根系与茶树在相同的层次，有些果树病虫害较易发生，这对茶园的无公害生产带来了影响。在我国热带地区，林—胶—茶群落是一种防护型立体结构，充分体现了茶—胶间在互利互惠功能上的促进作用，可使相互间在气候和其他方面得到互补，形成一个良性循环的人工生态系统。防护林带在外围挡风防寒，胶茶间作在内形成多层次的空间分布方式。橡胶树为典型的热带雨林乔木树种，喜光、喜温，要求静风、高温、湿润的环境，占据上层空间，进行充分的光合作用，如在海南岛这样的生态环境中单一种植，会因台风和低温而受害，胶树下种植茶树，为胶树起到保水、保土、保温作用，降低了风和低温受害，区域生态环境条件得到改善；对耐阴、喜湿的茶树来说，单一种植，则嫌光照太强，胶、林为茶挡去了强光的直射，在下层形成了较阴湿的环境，这种生态环境正适宜荫阴、喜温、好湿的茶树的生长。云正明等（1990）报道，胶茶群落中，茶树对能量利用的有效性比单一茶园高3.9%，橡胶树的光能有效利用率比单一胶园高2.2%。胶茶间作同时也将土地利用效率提高了50%～70%。胶茶群落还有利于增加茶叶害虫小绿叶蝉的天敌蜘蛛，同时茶红锈藻病的发病指数比单茶园低13.9%，枝条发病率低12%。胶茶群落由于层次增加，能明显减少水土流失，减少雨水对土壤的冲刷，提高土壤的肥力。

如果茶园内不进行间作树木和绿肥等，则要对整个区域的生态建设进行全面规划，要尽量利用可利用的土地植树造林，提高全区森林植被的覆盖率。如低山、丘陵茶园的上方、荒山荒坡要植树，陡坡茶园应退茶还林，充分利用宅、路、塘、渠等边及空隙地栽植树木，并可发展家畜、家禽和池塘养鱼，达到茶、林、农、牧、渔的生态良性循环，协调区域生态，促进茶叶生产发展。

现代农业的特点是商品生产和系统开放，不从多种途径拓展系统外养分来源，生产难以发展，也难以克服养分亏损、库存下降的局面。系统外养分来源是多方面的，就茶园而言，既包括化肥、也包括农家肥、土杂肥，及来自城镇与市场的各种有机的与无机的肥源。人工复合茶园园系统的建立，可有目的的选择归还率较高的作物及其类型进行间作，建立合理的间作制度。间种豆科植物和归还率高的植物，有利于提高土壤肥力，保持养分循环平衡。据试验报道，间种绿肥、蚕豆等，土壤中有机质、速效磷、速效钾含量都有所提高，非毛管孔隙增多，粮食产量增加。间作不仅能使土壤理化性质得到改善，同时由于农田生态条件的改变，病虫杂草危害减轻。

技术体系是指茶园生态系统中应用的全部技术的集合。在一个相互联系的开放系统中，技术之间是相互有机联系的，技术和生物及其环境也密切相关，技术体系的确定要利于生态的保持和茶树的生育。经过长期摸索，现在的技术体系是采用工程措施加生物措施。工程措施中实行治坡技术与治沟技术相结合，坡上开梯带，沟里设沙坝，山脚挖鱼塘。生物措施中实行乔、灌、草结合，做到当年种植，当年覆盖，长期起效。多项工程措施与生物措施结合形成了水土流失的治理技术体系。不同的技术体系，必须注意技术对当地自然条件、社会经济、文化传统的适应性，以及和当地品种的相容性。