蔡卓勤,陳耀龍,麻耀強,潘悅優
(浙江省縉云縣林業局,浙江 縉云 321400)
縉云縣位于浙江中南丘陵山區,面積1 503 km2,其中山地面積占80%,生態公益林以次生針葉林為主,且以馬尾松林占絕對優勢,水土保持功能差、涵養水源功能弱、景觀效果不佳、調節氣候效能低、森林防火等級高、防火壓力大,如何建立高效、穩定、安全的森林生態系統,提高生態公益林抗病減災能力,是當前面臨的重要課題。為此,根據縉云縣生態公益林類型、分布、結構等特點,經多年實踐,總結了生態公益林經營目標與模式和分類改造技術措施,以供同類研究參考應用。
縉云縣有生態公益林面積29 480 hm2,占林業用地面積的24.5%,主要分布在仙都國家級風景名勝區、甌江支流好溪兩岸、錢塘江支流新建溪源頭區、椒江干流永安溪源頭區,金麗溫高速公路、臺金高速公路、金溫鐵路、330國道和42省道沿線等重要交通干線兩側,肩負著仙都風景區生態環境、水源涵養、道路安全防護和水土保持等功能。
在生態公益林中,有林地面積27 912 hm2,占總面積的94.7%(其中喬木林地面積24 904 hm2占89.2%,竹林面積3 008 hm2,占10.8%);灌木林地650 hm2,占2.2%;未成林造林地650 hm2,占2.2%;其它無林地241 hm2,占0.8%;宜林地28 hm2,占0.1%。
在喬木林中,優勢樹種馬尾松(Pinus massoniana)21 740 hm2,占87.3%;杉木(Cunninghamia lanceolata)1 974 hm2,占7.9%;常綠闊葉樹888 hm2,占3.6%;經濟林302 hm2,占1.2%。松木林蓄積量1 167 978 m3,占87.2%;杉木林蓄積量137 452 m3,占10.3%;闊葉樹蓄積量31 282 m3,占2.5%。
全縣生態公益林以近、成、過熟林為主,面積14 526 hm2,占58.3%,蓄積量1 005 169 m3,占75.1%;中齡林6 706 hm2,蓄積278 244 m3,占總面積的26.9%和蓄積的20.8%;幼齡林面積3 672 hm2,蓄積55 341 m3,只占面積的14.8%和蓄積的4.1%。
生態公益林喬木林平均蓄積54.33 m3/hm2,比用材林喬木林平均蓄積48.52 m3/hm2,高12.0%。
喬木層以馬尾松純林、杉木純林為主,有少量馬尾松與常綠闊葉樹混交林、馬尾松與落葉樹種混交林、常綠闊葉林、常綠闊葉樹與馬尾松混交林、毛竹林和經濟林。據調查,馬尾松林純林有21 277 hm2,占喬木林地面積的86.5%,馬尾松與常綠闊葉樹混交林、馬尾松與落葉樹種混交林面積計463 hm2,占喬木林地面積的1.9%。杉木林純林面積1 901 hm2,占喬木林面積的7.7%,杉木混交林面積73 hm2,占喬木林面積的0.3%。常綠闊葉林面積850 hm2,占喬木林面積的3.5%,常綠闊葉樹與馬尾松混交林38 hm2,占喬木林面積的0.2%。
經過多年的封山育林,林下植被相當豐富,一些闊葉樹的萌蘗幼樹長成了2 ~ 4 m高的下木層,使森林群落的結構漸趨復雜。根據陳建仁等[1]研究的分類原則,將縉云縣生態公益林喬木林群落初步劃分為:
1.6.1 馬尾松—常綠木本植物優勢類型 約占松木林面積的 45%,林下以木荷(Schima superba)、苦櫧(Castanopsis sclerophylla)、青岡(Cyclobalanopsis glauca)、甜櫧(Castanopsis eyrei)、栲樹(C. fargesii)等常綠樹種萌蘗幼樹占優勢,高2 ~ 4 m,蓋度50% ~ 80%。
1.6.2 馬尾松—落葉木本植物優勢類型 約占松木林面積的 40%,林下以白櫟(Quercus fabri)、楓香(Liquidambar formosana)等落葉闊葉樹種萌蘗幼樹占優勢,高2 ~ 4 m,蓋度50% ~ 80%。
1.6.3 馬尾松—草本植物優勢類型 約占松木林面積的 15%左右,以草本芒萁(Dicranopteris pedata)、白茅(Imperata cylindrica)為主,伴有梔子花(Gardenia jasminoides)、檵木(Loropetalum chinensis)、美麗胡枝子(Lespedeza formosa)等陽性灌木和少量喬木樹種萌蘗幼樹,下木層蓋度50%以下。
1.6.4 杉木—草本植物類型 由于杉木林都是人工營造,密度較大,下層植被以白茅為主,少有喬木樹種萌蘗幼樹。
在退化生態系統恢復和重建中,最關鍵是必須有明確的目標[2]。Cairns[3]將生態恢復的概念定義為:恢復被損害生態系統到接近于它干擾前的自然狀況的管理與操作過程,即重建該系統干擾前的結構與功能及有關物理、化學和生物學特征。照此定義,馬尾松林退化生態系統的改造將重建并恢復到常綠闊葉林的目標,改造的途徑可以反過來按逆方向進行[4]。Holloway認為恢復的目標有兩種,一種是象Cairns所定義的那樣恢復到最初的自然階段狀態,另一種是分階段走一步看一步,階段目標明顯,而最終目標模糊。最終目標的分階段走一步看一步的做法,很難把握恢復和重建的效果。洪利興等[5]認為鑒于我國國情,經濟還處在發展中,恢復和重建的目標確定為干擾前的自然狀態是不現實的,尤其在我國南方人地矛盾十分突出的地區,應該考慮經濟上的需求,況且,我們對原始狀態的生態系統也很少熟知,難以證明最初是什么狀態,就更談不上如何恢復到最初的那種自然狀態,因此退化生態系統的恢復和重建目標擬確定為生態系統恢復和經濟持續發展的、具有良好結構功能和高效穩定的生態系統。這也是馬尾松林退化生態系統優化改造的調控目標。馬尾松用途廣,生長快,有較好的經濟效益。馬尾松林退化生態系統的改造應在保留馬尾松種群的基礎上,利用先鋒群落的生態條件,根據生態系統的退化特征,按照生態系統恢復和經濟持續發展的目標要求,采取相應的定向改造對策。
2.2.1 宮脅法重建模式 宮脅法重建是由日本著名生態學家宮脅昭教授提出的一種植被恢復的新理念,即以生態學的“潛在自然植被”和“群落演替”的基本理論為依據,選擇鄉土樹種,即當地自然植被的主要喬木、灌木的種類,應用“容器育苗”和“近自然”苗木種植技術快速重建地帶性頂級森林類型群落,具有群落結構完整、物種多樣性豐富、生物量高、趨于穩定狀態,只需花上4 ~ 5 a就可以形成在自然環境下要100 ~ 200 a才能演替成的頂極群落。該方法在世界許多地區實驗后,取得很大的成功,但是對于縉云這樣一個不發達的山區縣采用該方法,對大面積的馬尾松林進行改造,其經濟代價難以承受。
2.2.2 次生林開始的恢復與重建模式[6]在以馬尾松為主的針葉林與針闊混交林的次生林改造中,在持續發揮林分生態效益的前提下,通過人工措施對馬尾松林進行高度集約化改造經營,引入闊葉林建群種樹種,促進復層異齡林的形成,加速植被的演替過程,最終達到常綠闊葉林頂極群落。王希文等對經過10 a左右的封山育林已形成一個有許多陽性樹種的、高2 ~ 3 m灌木層的馬尾松林分進行了改造試驗,3 a時間木荷等保留樹種形成了一個高6 m左右的常綠闊葉層,群落基本表現出常綠闊葉林群落的內環境[7]。
綜合上述分析,以馬尾松為主的次生林開始的恢復和重建改造模式更切合縉云生態公益林資源特點和當地經濟可持續發展的實際。
根據次生林林分的年齡和群落結構將縉云縣生態公益林的林分改造類型劃分為松木林皆伐改造型、松木林擇伐改造型、松木林擇伐補闊改造型、松木林撫育改造補闊型、杉木改造型、封山育林型。
喬木層為馬尾松成熟林或近熟林,群落結構為馬尾松—常綠木本植物優勢類型,下木層喬木幼樹密度1 500株/hm2以上,采用小面積皆伐,面積不超過1 hm2。如縉云縣壺鎮鎮上朱村一片面積4 hm2馬尾松一般用材林,下木層為平均高3.5 m的木荷、青岡等常綠闊葉樹種萌蘗幼樹,于2005年對馬尾松實行皆伐后,改善了下木層的生長環境,目前形成了平均高為6 m,生長穩定具有常綠闊葉林外貌特征的常綠闊葉林幼林。
喬木層為馬尾松成熟或近熟林,群落結構為馬尾松—常綠木本植物優勢類型或馬尾松—落葉木本植物優勢類型,采用擇伐改造,擇伐強度不大于25%,適當引入常綠闊葉樹建群種,提高林下常綠闊葉樹種的密度,擇伐間隔期5 a,通過擇伐改善下木層的光照條件,促進下層木生長,加速林分的順向演替。如縉云縣壺鎮鎮上湖村一片馬尾松林,于2004年實行25%采伐強度擇伐后,改善了下層木的光照條件,下層木的生長明顯加快,目前已形成了馬尾松—常綠闊葉林復層林的結構特征。
喬木層為馬尾松成熟或近熟林,群落結構為馬尾松—草本植物優勢類型,采用擇伐補種改造,擇伐強度不大于25%,采伐間隔期為5 ~ 8 a。補植鄉土樹種楓香等陽性闊葉樹,并配置一定數量的木荷、青岡、苦櫧等陰性闊葉樹,增加林下喬木樹種的密度,改善林內環境,促進下層木的形成。如2006年6月在五云鎮占山、東門等縣城周圍6個行政村的生態公益林實施針改闊工程,1 hm2林地補種900株以上的木荷、楓香、山杜英(Elaeocarpus sylvestris)、深山含笑(Michelia maudiae)等常綠闊葉樹,采用大苗栽植,保存率良好,生長穩定,目前馬尾松林下已形成了明顯的第二層闊葉樹種,構成了針闊混交林雛形。
主林層松木為中幼林,擇伐上層近熟林單株,擇伐強度不大于25%,擇伐間隔期7 ~ 10 a。利用上層林冠的蔽蔭[5]補植750株/hm2左右的闊葉樹種,陽性闊葉樹與陰性闊葉樹的比例以2∶1為宜,改善林內條件,為常綠闊葉樹種的入侵或定居創造良好的環境條件。如縉云縣舒洪鎮車坑村一片馬尾松林于2005年進行25%強度采伐后,補種750株/hm2楓香,下層木數量明顯增多,目前生長良好,明顯形成了以楓香為主的下層木。
對近、成熟杉木林實行帶狀片伐,改種厚樸(Magnolia officinalis)、楊梅(Myrica rubra)等經濟生態樹種或其它闊葉樹種。如2004年分別在縉云縣海拔700 m左右的大洋鎮前村村和海拔400 m左右的壺鎮鎮桂村村進行杉木林改種厚樸和楊梅試驗,目前厚樸和楊梅生長良好并且有較好的經濟預期。
對近幾年按《生態公益林建設技術規程》營造的新造林地或幼林實行封育為主,形成針闊混交林。如2006年縉云縣壺鎮鎮后宅村的一片火燒跡地上按照《生態公益林建設技術規程》營造的混交林造林地,以封山育林為主結合塊狀撫育,維護了林地的生態環境,原有的闊葉幼樹和萌蘗快速生長,達到良好的自然混交效果。
各級政府及相關部門應充分認識生態公益林改造的重要意義,把生態公益林改造當作發展縉云生態強縣的一項基礎性工作來抓,切實加強對縉云縣生態公益林的領導、組織和協調工作。
生態公益林改造是一項生態工程,要做好生態公益林的改造必須充分調動經營者的積極性,對完成生態公益林改造的單位和個人,政府要予以一定的改造補助,保證生態公益林改造工程順利展開。
生態公益林經營改造是一項系統工程,因此要做好生態公益林改造的規劃工作,采伐方式和引入闊葉樹建群種必須在尊重經營者意愿的基礎上編制合理的經營改造方案,合理劃分經營改造類型,明確改造目標、改造措施和種苗規劃,并落實年度作業計劃,經專家論證后實施。
致謝:在編寫過程中,麗水市教授教高級工程師程秋波提出修改意見,在此表示感謝!
[1] 陳建仁,秦國峰. 馬尾松林[M]. 北京:中國林業出版社,1993.
[2] Towns D R. Ecological restoration in New Zealand[J]. New Scientists,1991(20):53-58.
[3] Cairns,J Jr. The status of the theoretical and applied of restoration ecology[J]. Environ Profes,1991,13(3):186-194.
[4] Peng Shao-Lin and Wang Bo-Sun. Forest Succession at Dinghushan Guangdong, China[J]. Bot J S Chin,1993,試刊(I):34-43.
[5] 洪利興,王泳,杜國堅,等. 我國南方馬尾松林生態系統的退化特征和改造對策研究[J]. 浙江林業科技,2003,20(2):1-9.
[6] 樓崇,劉安興,祝國民. 南方生態公益林經營模式的研究[J]. 南京林業大學學報(科學自自然然版),2007,31(2):97-100.
[7] 王希華,宋永昌. 馬尾松林恢復為常綠闊葉林的研究[J]. 生態學雜志,2001,20(1):30-32.