許忠志,張瑩
(1.遼寧省林業種苗管理總站,遼寧 沈陽 110036;2.遼寧省林業調查規劃院,遼寧 沈陽 110122)
櫟樹為殼斗科(Fagaceae)櫟屬(Quercus)植物的統稱,櫟屬植物廣泛分布于北半球的亞洲、歐洲、北美洲和非洲大陸,南北跨越40個緯度,東西跨越約75個經度,生態適應幅度大。中國的櫟屬植物資源豐富,約60種[1],分布于北溫帶至熱帶山地,是中國北方溫帶落葉闊葉林主要建群種。櫟樹材質優良,其櫟實、櫟葉等可用于食品、醫藥保健品和工業原料的開發,綜合利用價值大。
蒙古櫟是櫟屬植物的重要種,國家二級珍貴樹種,廣泛分布于我國的東北地區和華北地區北部。遼寧櫟樹資源豐富,有天然分布的櫟樹10種2變種[2],在196.50萬hm2天然林中,櫟林占43%。遼寧櫟樹主要構成種為蒙古櫟和遼東櫟,其中蒙古櫟適應性強,分布廣,是遼寧東部山區天然次生林的主要建群種,通常以蒙古櫟林和混生有蒙古櫟的闊葉雜木林形式存在,在山脊和巖石裸露的陽坡或跳石塘等惡劣生境條件下常構成優勢種群,或形成純林,其固持水土,涵養水源,對森林環境恢復與生態環境保護具有重要作用。
結合已有的研究成果,遼寧在櫟樹育苗[3]、造林、森林經營、森林生長動態[4]、生態功能等方面取得一定的成果,但在櫟樹的資源保護、多功能利用方面研究偏弱。本文針對遼寧櫟樹的資源特征和利用現狀,基于櫟樹的多種功能需求,探討遼寧櫟樹的發展對策。
遼寧省地處溫帶,地勢大致為自北向南,自東西兩側向中部傾斜,植被處于長白植物區系、華北植物區系和蒙新植物區系的過渡帶,自然條件復雜,與之相關的櫟樹更具多樣性。遼寧天然分布的櫟樹均屬于落葉櫟樹,有蒙古櫟、遼東櫟、麻櫟、栓皮櫟、槲樹、槲櫟、栓槲櫟、枹櫟等。遼寧省櫟樹以蒙古櫟為主,占全省櫟樹面積絕對優勢,遼東櫟次之,遼東南部有少量麻櫟、栓皮櫟,沿海一帶分布著槲櫟林。
櫟樹在遼寧群落類型多樣,在遼東山地,包括撫順、本溪、丹東等大部分地區,蒙古櫟可與紫椴、色木槭、楓樺、核桃楸、水曲柳等闊葉樹,形成沙松、紅松針闊混交林,或與色木槭、核桃楸、懷槐、裂葉榆、楓樺、黑樺等闊葉樹形成雜木次生林,在山脊、陽坡、陡坡等惡劣生境條件下常形成純林[5];在遼東山地西麓,包括鐵嶺縣東部、沈陽東部、燈塔、鞍山海城、大石橋東部及蓋州西部,以遼東櫟為主,間與大葉樸、小葉樸、元寶楓、蒙古櫟、槲樹、槲櫟、麻櫟、臭椿等其他樹種,形成油松櫟林、櫟林、雜木林、槲櫟林等群落類型。
在遼東半島,包括東港市、鳳城市南部、鞍山東部、蓋州東南部和大連市部分縣區,麻櫟、栓皮櫟、槲櫟、槲樹、蒙古櫟、遼東櫟、臭椿、欒樹與赤松、油松形成赤松櫟林和櫟樹矮林。資料顯示遼寧仙人洞國家級自然保護區植被類型中櫟樹有赤松蒙古櫟林、蒙古櫟林、遼東櫟林、栓皮櫟林、麻櫟林、槲櫟林6個群系23個群叢類型,蒙古櫟林多分布在陰坡,以李葉溲疏、蒙古櫟林為優勢,胡枝子、蒙古櫟林多分布在陽坡,遼東櫟林主要分布在山下腹的陰坡、半陰坡[6]。
在阜新、錦州至葫蘆島一線,分布有三裂葉繡線菊—油松櫟林、大葉華北繡線菊—油松櫟林,在海拔300~800 m低山丘陵陰坡或半陰坡,分布有遼東櫟林,在低山陽坡,蒙古櫟與色木槭、裂葉榆等形成雜木林,在山脊、陽坡,形成蒙古櫟次生純林,在海拔300~400 m陽坡或偏陽坡偶見栓皮櫟分布。
在遼西低山丘陵區,北起阜蒙縣北部,包括北票、朝陽、喀左、建平、凌源、建昌等縣(市),遼東櫟、槲櫟、槲樹、蒙古櫟等樹種與油松混生形成油松櫟林,或遼東櫟、蒙古櫟與山楊、刺槐等樹種混生形成落葉闊葉林。
2015年,遼寧省櫟樹林分總面積1 931 520 hm2,林分總蓄積110 458 531 m3。
按行政區域劃分,櫟樹在遼寧14個地市中除盤錦外,其他13個地市均有分布。其中,丹東市櫟樹林分面積、蓄積占比最多,其面積為510 307.2 hm2、蓄積為34 423 273萬m3,占全省櫟樹面積、蓄積的26.42%、31.16%;占第二位的為本溪市,占全省櫟樹面積、蓄積的18.49%、25.57%,撫順市為第三位,面積、蓄積分別占全省櫟樹面積、蓄積的17.70%、25.53%,三者的面積占全省的62.61%,蓄積占全省的82.27%。阜新市最少,面積2 429.5 hm2、蓄積55 014 m3,僅占全省櫟樹面積的0.13%、蓄積的0.05%。
對遼寧省櫟樹各林齡組面積、蓄積構成分析發現,林齡結構分布不合理,幼、中齡林多,幼齡林面積占56.02%,中齡林占23.56%,二者占櫟樹總面積的79.58%和總蓄積的62.09%,幼、中齡林多,林齡結構不合理。
遼寧省地區間林分差異明顯,單位平均蓄積量高于的平均值僅有撫順、本溪、丹東三市,分別為82.48 、79.11和67.46 m3·hm-2,比較接近的是鐵嶺市,為50.58 m3·hm-2。營口市最低,僅為10.31 m3·hm-2,行政地區間林分差異明顯。
遼寧省部分地區蒙古櫟生物量較高外[4],從單位蓄積結果看,遼寧省櫟林單位平均蓄積量57.19 m3·hm-2,幼齡林僅為27.00 m3·hm-2。受制于林分起源(萌生)、立地條件差和種子的遺傳基因因素,黑龍江省森工林區現有櫟林(蒙古櫟)公頃平均蓄積幼齡林為50 m3,中齡林為91 m3,近熟林為113 m3,成過熟林為122 m3,公頃平均蓄積不高[7],另據資料,遼寧仙人洞國家級自然保護區蒙古櫟林平均高8 m,40 a的蒙古櫟林平均每公頃蓄積量約50 m3,遼東櫟林平均樹高4.5m,每公頃蓄積量不足20 m3[6],相比較而言,遼寧省櫟樹林分單位平均蓄積在幼齡林、中齡林、近熟林等方面均低于黑龍江森工林區的平均水平,林分蓄積量偏低,低質低效林多。
櫟樹木材紋理直,具有很高的力學強度,材質優良,其櫟實、櫟葉、樹皮、枝丫、根可用于食品、醫藥保健品、工業原料的開發,綜合利用價值大。櫟實含淀粉50.6%~58.7%、蛋白質11.7%~15.8%、脂肪2.1%~2.6%、單寧10.2%~14.1%[8],利用櫟實及其副產品可進行動物飼料生產、淀粉加工、食品加工,以及提取色素物質、培養食用菌、生產有機酸、提取單寧,淀粉經加工提煉可轉化成燃料乙醇和生物化工產品,單寧可用于廢水凈化等。
遼寧省櫟樹綜合利用程度不高,如對櫟實的利用,目前尚未有規模化的收集、加工利用,對撫育間伐的小徑木,其主要利用方式是作為生產食用菌的木段,其他間伐剩余物,尚未得到重視。
林木種質資源是國家的戰略資源,承載著豐富的物種多樣性和遺傳多樣性,林木種質資源保護是樹種繁衍發展的前提條件。蒙古櫟是國家二級保護樹種、遼寧省櫟樹的主要構成種,其優良種源、優良林分、優良單株(優樹)以及古樹等種質資源豐富,生境類型多樣,在物種多樣性維持、生態系統維護方面作用顯著,以蒙古櫟為例種質資源保護要著重考慮保護優良種源的優良林分、優樹、古樹、植被類型等。
保護蒙古櫟古樹資源。遼寧省存留有大量的蒙古櫟古樹,僅大連莊河市老黑山發現了3.1 萬多株蒙古櫟古樹群,面積約63 hm2,樹齡在70~120 a,初步判定,該古樹群是遼寧省迄今為止最大的天然次生蒙古櫟古樹群,對這些古樹資源,應深入調查、歸檔立卡,優先保護。
保護陡坡蒙古櫟林。蒙古櫟萌蘗性強,可在山脊、陽坡、陡坡等惡劣生境條件下則常形成純林,對森林環境恢復與生態環境保護具有重要作用,但陡坡植被林分穩定性差,森林更新困難,一旦遭到破壞難以恢復,對陡坡蒙古櫟林,實行嚴格的禁伐。
保護蒙古櫟典型植被類型。遼寧省存留有一些典型的蒙古櫟植被類型,如遼東山地的胡枝子-蒙古櫟林、杜鵑-蒙古櫟林、榛子-蒙古櫟林、假色槭-蒙古櫟林,遼西低山丘陵區的三裂葉繡線菊-油松櫟林,代表林分演替特征和發展方向,需要實行保護。
科學經營是改善提高林分質量的有效途徑,適度間伐撫育能夠改善土壤的理化性質,同時伐除干型、生長勢弱的個體,優化林分結構,有效提高林分質量,促進蒙古櫟林胸徑和樹高的生長。中度間伐撫育可更有效地改善蒙古櫟林土壤理化性質,促進林下幼樹的實生更新,增強其抗病蟲害的能力,提高蒙古櫟林的物種多樣性和生態穩定性,保持最大的林分平均胸徑生長率和林分蓄積量生長率。幼齡林中度首次間伐時,林木保留密度在950~1 000株·hm-2,至中齡林階段,間伐后林木保留密度為650~700株·hm-2。
遺傳測定表明,蒙古櫟母樹林子代樹高、胸徑遺傳力分別為0.586 8和0.567 1,遺傳增益分別為7.53%和5.4%,增產效果顯著[9],改建母樹林是投資少、見效快、充分利用現有森林資源,生產良種、實現人工林定向培育的有效措施。
選擇地勢平緩、坡度較小、立地條件較好,林分質量優良,處于開花結實盛期,樹種組成以蒙古櫟為主的櫟樹闊葉林或純林改建母樹林,選擇優樹或優勢木,疏伐劣質木和非目的樹種,調整密度和結構,改善林分光照和溫度條件,輔以修枝施肥等手段,促進母樹結實。
種源試驗研究結果表明,優良種源中優良個體樹高超過種源群體平均值的40.8%,胸徑超過種源群體平均值的39.4%[10]。利用現有蒙古櫟中齡林、近成熟林的優良林分和種子林(母樹林)基地,采用優良種源和優良個體種子,集約育苗,定向培育短周期工業原料林,中、大徑材儲備林,可早郁閉成林,提高林分生長率。利用結實性狀優良單株,營造蒙古櫟生物質能源林,發展蒙古櫟生物質能源產業,以減少環境污染和溫室氣體排放,提高環境質量。
櫟樹全樹具有很高的綜合利用價值。櫟樹分布區結實豐年會有大量的櫟實產量,開展櫟實的綜合利用,進行適度深加工,可以充分利用櫟實資源,提升櫟樹利用附加值。以中齡林、近熟林、成熟林的全部,幼齡林面積的40%,平均果實產量850 kg·hm-2,種子完好率80%為計算依據,可測算櫟樹的結實面積約127.5萬hm2,2016年(結實平年)果實產量約為8.67億kg·a-1。以淀粉含量的最低指標50.6%計算,可獲得淀粉4.387億kg·a-1。
蒙古櫟葉含有氨基酸17種,其中有7種是人體必需的氨基酸[11],是優良的食品原料、動物昆蟲飼料,開發飼料林是延伸蒙古櫟林綜合價值的途徑。遼寧省櫟樹葉生物量按幼齡林、中齡林、近熟林3.26、5.27、5.80 t·hm-2[4]計,結合幼、中、近各齡組面積,可得到各階段的葉儲量分別為3 527 532 t、2 397 929 t、1 358 134 t,3個階段的葉儲量總計7 283 594 t,具有一定的植物飼料開發潛力,應在西豐、岫巖、鳳城等縣(市)蒙古櫟幼林中劃分一定面積的飼料林作為蠶場,建立特用林,適度發展柞蠶業。對此類特用林,要嚴格控制坡度(<5°),不易發生水土流失的幼林林分。