楊樹(shù)人工林地力衰退機(jī)理及恢復(fù)技術(shù)研究

張 明 孫大偉 鄒振峰 米 實(shí) 孫海亮 董曉明

（1.四平市林業(yè)科學(xué)研究院，吉林 四平 136000；2.四平市林業(yè)局，吉林 四平 136000；3.四平市實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)，吉林 四平 136001）

楊樹(shù)人工林地力衰退機(jī)理及恢復(fù)技術(shù)研究

張 明1孫大偉1鄒振峰2米 實(shí)3孫海亮3董曉明3

（1.四平市林業(yè)科學(xué)研究院，吉林 四平 136000；2.四平市林業(yè)局，吉林 四平 136000；3.四平市實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)，吉林 四平 136001）

我國(guó)楊樹(shù)主要表現(xiàn)為生長(zhǎng)速度慢，病蟲(chóng)危害嚴(yán)重，成材率低，輪伐期長(zhǎng)，林地利用率下降，形成“小老樹(shù)”。經(jīng)濟(jì)效益較速生豐產(chǎn)林低幾倍甚至十幾倍。通過(guò)使用楊樹(shù)人工林地力恢復(fù)技術(shù)，可促進(jìn)生長(zhǎng)遲緩的楊樹(shù)人工林基本達(dá)到速生豐產(chǎn)林的水平，有針對(duì)性的采取有效措施，使大面積的“小老樹(shù)”恢復(fù)生機(jī)與活力，最大限度地發(fā)揮林業(yè)的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

主要目標(biāo)；任務(wù)；內(nèi)容；結(jié)論

目前我國(guó)楊樹(shù)人工林種植面積達(dá)到700多萬(wàn)hm2，居世界第1位。東北中西部半干旱地區(qū)大面積營(yíng)造的楊樹(shù)人工林由于森林結(jié)構(gòu)單一，不可避免地帶來(lái)森林生態(tài)功能和林地生產(chǎn)力低下等問(wèn)題，且50%左右在進(jìn)入中齡林階段便由于地力衰退而形成“小老樹(shù)”，僅吉林省西部地區(qū)就超過(guò)15萬(wàn)hm2， 主要表現(xiàn)為生長(zhǎng)速度慢，病蟲(chóng)危害嚴(yán)重，成材率低，輪伐期長(zhǎng)，林地利用率下降，經(jīng)濟(jì)效益較速生豐產(chǎn)林低幾倍甚至十幾倍。因此，有必要對(duì)低質(zhì)楊樹(shù)人工林地力衰退的機(jī)理進(jìn)行研究，在此基礎(chǔ)上，有針對(duì)性的采取有效措施，使大面積的“小老樹(shù)”恢復(fù)生機(jī)與活力，最大限度地發(fā)揮林業(yè)的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

通過(guò)使用楊樹(shù)人工林地力恢復(fù)技術(shù)，可促進(jìn)生長(zhǎng)遲緩的楊樹(shù)人工林基本達(dá)到速生豐產(chǎn)林的水平，不再形成“小老樹(shù)”。在投入增加很少的條件下，林木蓄積和木材產(chǎn)量可以增加200%以上，木材產(chǎn)量可由原來(lái)每公頃不足30m3增加到100m3，由于輪伐期縮短，林地利用率可以提高30%。以每公頃多產(chǎn)木材70m3，每立方米木材400元計(jì)算，僅木材價(jià)值每公頃直接增加經(jīng)濟(jì)效益近28000元，如技術(shù)通過(guò)項(xiàng)目區(qū)推廣應(yīng)用面積達(dá)到 10 萬(wàn)hm2，僅木材生產(chǎn)增加的經(jīng)濟(jì)效益就將達(dá)30億元。

社會(huì)作用：本項(xiàng)目實(shí)施后，對(duì)項(xiàng)目區(qū)林業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展將起到巨大的推動(dòng)作用，對(duì)推廣應(yīng)用先進(jìn)的森林經(jīng)營(yíng)技術(shù)、加快林業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、增加林農(nóng)收入、鞏固集體林權(quán)制度改革成果、實(shí)現(xiàn)農(nóng)村和諧穩(wěn)定發(fā)展等方面均具重大的現(xiàn)實(shí)意義。

1 主要目標(biāo)

1.1 弄清低質(zhì)楊樹(shù)人工林地力衰退機(jī)理

弄清不同林齡林地的養(yǎng)分特征。弄清不同林齡林地的土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)特性的變化；弄清不同林齡林地的土壤水分動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。弄清林地土壤水肥變化規(guī)律與楊樹(shù)生長(zhǎng)的相關(guān)性。

1.2 篩選有效的低質(zhì)楊樹(shù)人工林地力恢復(fù)技術(shù)

根據(jù)楊樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育的需肥動(dòng)態(tài)和林地土壤理化性質(zhì)的變化動(dòng)態(tài)，建立林地養(yǎng)分效應(yīng)配方施肥模型。弄清不同復(fù)合微生物菌劑對(duì)林地土壤質(zhì)量和地力恢復(fù)的影響，篩選可以提高地力的復(fù)合菌劑。建立半邊根區(qū)挖溝積殘蓄水技術(shù)，結(jié)合人工補(bǔ)肥補(bǔ)水措施提高林地地力。

2 研究開(kāi)發(fā)的任務(wù)和內(nèi)容

2.1 關(guān)于東北半干旱地區(qū)低質(zhì)楊樹(shù)人工林地力衰退原因機(jī)理研究

研究不同林齡根際和非根際土壤性質(zhì)動(dòng)態(tài)變化及差異。對(duì)林地地上部分營(yíng)養(yǎng)元素儲(chǔ)量及動(dòng)態(tài)變化與林木生長(zhǎng)狀況的相關(guān)性進(jìn)行研究。研究水分利用特征及其影響因子。

2.2 找出2～3種恢復(fù)保持地力的有效措施

根據(jù)不同的立地條件進(jìn)行合理配方施肥(包括采用微生物菌劑加快枯落物的降解)。比較混交林的增產(chǎn)效應(yīng)。結(jié)合楊樹(shù)人工林半邊根區(qū)深挖溝技術(shù)、利用枯枝落葉填充溝體等措施增強(qiáng)林地蓄水保水能力、增加有機(jī)物質(zhì)的積累。

2.3 對(duì)楊樹(shù)人工林地力恢復(fù)技術(shù)集成與熟化，建立楊樹(shù)速生豐產(chǎn)示范林

3 項(xiàng)目的技術(shù)關(guān)鍵、技術(shù)難點(diǎn)、創(chuàng)新點(diǎn)

3.1 技術(shù)關(guān)鍵

東北中西部半干旱地區(qū)低質(zhì)楊樹(shù)人工林地力衰退的機(jī)制；增強(qiáng)和恢復(fù)森林土壤功能的技術(shù)措施。采取林地半邊根區(qū)深挖溝集枯枝落葉和人工補(bǔ)水補(bǔ)肥等方式增強(qiáng)林地蓄水保水能力。建立長(zhǎng)期的楊樹(shù)人工林防退化措施。

3.2 技術(shù)難點(diǎn)

楊樹(shù)人工林土壤水分、養(yǎng)分的變化規(guī)律；楊樹(shù)人工林地力長(zhǎng)期保持的技術(shù)措施。

3.3 創(chuàng)新點(diǎn)

系統(tǒng)研究不同林齡楊樹(shù)人工林根際和非根際土壤化學(xué)性質(zhì)、微生物區(qū)系及水分含蓄能力等變化，全面揭示楊樹(shù)人工林地力衰退機(jī)理；楊樹(shù)人工林地配方施肥技術(shù)。采用林地半邊根區(qū)深挖溝的方式收集枯枝敗葉和人工補(bǔ)水補(bǔ)肥措施增強(qiáng)人工林地的蓄水保肥能力，提高林地生產(chǎn)力。

4 結(jié)論

多年來(lái)，東北中西部半干旱區(qū)楊樹(shù)人工林因地力衰退導(dǎo)致的“小老樹(shù)”的問(wèn)題一直沒(méi)有解決。近期國(guó)內(nèi)對(duì)楊樹(shù)人工林地力衰退方面的研究也集中于連作對(duì)土壤的影響。四平市林業(yè)科學(xué)研究院前期對(duì)雙遼實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)和雙山林場(chǎng)的不同林齡的低質(zhì)楊樹(shù)人工林進(jìn)行了多年的觀察、調(diào)查與研究，研究表明，因東北中西部地區(qū)本身地力就差，造林后，隨著樹(shù)木的生長(zhǎng)，地力急劇下降，因地力衰退引起的林地生產(chǎn)力低下問(wèn)題常不可避免，這方面的研究在國(guó)內(nèi)外均十分匱乏。

在不同林齡的楊樹(shù)人工林對(duì)水分的容蓄能力、水分消耗水平有何差異,土壤物理結(jié)構(gòu)有何不同,也不明確。這些問(wèn)題對(duì)于深入了解東北中西部低質(zhì)楊樹(shù)人工楊樹(shù)林地力的衰退機(jī)理是十分重要的，亟需進(jìn)行深入的探討。通過(guò)半邊根區(qū)挖溝蓄水增肥，新型緩控釋肥料、有機(jī)肥料和生物肥料、及保水技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)促進(jìn)地力恢復(fù)的進(jìn)程具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

S725.7

A

10.11974/nyyjs.20161232031

張明(1974-)，男，四平市林業(yè)科學(xué)研究院，高級(jí)工程師，主要從事林業(yè)科學(xué)技術(shù)研究工作。