崔軍
(曲靖市林業和草原局,云南 曲靖 655000)
近年來,曲靖市在“生態立市”大戰略引領下,持續加強造林綠化工作,營造了大量的華山松、云南松、杉木和榿木等純林, 加快了全市的國土綠化工作,為提高森林覆蓋率,為推進生態文明建設做出了積極貢獻。但是,大面積純林因樹種單一、結構簡單、生物多樣性差,導致林木生長不良、林分穩定性差、抗病蟲害能力弱,純林的弊端開始顯露。實踐證明,營造混交林是解決純林弊端的重要途徑。相比之下,營造混交林畢竟不同于營造純林,混交林要求立地條件較高,營造技術復雜,培育難度大。樹種選擇、混交比例、混交類型、混交方法及撫育管理是混交林營造的關鍵技術,也是研究探討的重點。
曲靖市是云南省重點林區之一,位于103°03′44″—104°32′36″ E,24°21′00″—27°03′24″ N,地處長江上游、珠江源頭,總面積2.89萬km2,轄3區1市5縣和1個國家級經濟技術開發區。地勢西北高東南低,平均海拔2 000 m左右。據統計,全市森林面積為126.3萬hm2,其中混交林為12.1萬hm2,混交林僅占森林面積的9.6%。另據西南林業大學西南山地森林資源與利用教育部重點實驗室董瓊博士調查報道,以曲靖市的羅平縣為研究對象,截至2017年年底,羅平縣喬木林(純林和混交林)面積為7.4萬hm2,其中混交林面積為0.5萬hm2,混交林僅占喬木林面積的6.8%;羅平縣優勢樹種單一,以杉木為主,面積為2.0萬hm2,占喬木林面積的27.0%;其次為華山松,面積為1.2萬hm2,占喬木林面積的16.2%。
人工營造混交林,可以把不同生物學特性的樹種搭配在一起,如將陽性與陰性、深根性與淺根性、速生與慢生、針葉與闊葉、常綠與落葉、寬冠幅與窄冠幅、喜肥與耐瘠薄等樹種搭配,各種林木在各自的適生條件下生長發育,可較充分地利用地上和地下空間,有利于各樹種在不同時間和不同層次范圍內利用光照、水分和養分,提高林地生產力。
混交林所形成的復雜林分結構,有利于改善林地小氣候(光、熱、水氣等);混交林還能緩解純林中林木對某些土壤營養元素的單一吸收,防止土壤理化性質惡化,地力衰退;闊葉樹(尤其是固氮樹種)與針葉樹種混交,不僅能夠使林分總的落葉量增加,養分回歸量增大,而且還可大大加快枝落物的分解速度,加快養分的積累和循環,提高土壤養分的有效化,改善土壤結構,使土壤疏松、肥沃。據四川省林科所調查,6年生杉木純林和杉木混交林土壤養分含量比較, 混交林的土壤養分均比純林有所提高,如有機質含量提高了1%~3%,速效磷含量提高了2%~3%,速效鉀含量提高了0.5%~1.4%,全氮含量提高了0.1%~0.4%,混交林的土壤更加疏松。
不同生物學特性的樹種適當混交,能充分利用營養空間,有效地提高了單位面積產量,而且由于伴生樹種的輔佐作用,主要樹種圓滿通直,自然整枝迅速,干材質量好。據俞新妥等報道,南方14省(自治區)的混交組合試驗中,同杉木混交開展了9組(不同樹種)試驗,以松樹混交開展了11組(不同樹種)試驗,以闊葉樹混交開展了25組(不同樹種)試驗,試驗結果顯示:木材的單位面積產量均比純林提高20%以上,多的達1~2倍。
混交林的林冠結構復雜、層次較多,攔截雨量能力大于純林,對害風風速的減緩作用也較強。林下枯枝落葉層和腐殖質較純林厚,林地土壤質地疏松,持水能力和透水性較強,加上不同樹種的根系相互交錯,分布較深,提高了土壤的孔隙度,加大了降水向深土層的滲入量,因此減少了地表徑流和表土的流失。所以,混交林能較好地發揮森林涵養水源,保持水土,調節林地小氣候的作用。另一方面,混交林對凈化空氣、吸氧制氧、防止污染和保護環境等均比純林效果好。
由多樹種組成的混交林系統食物鏈較長,營養結構多樣,有利于各種動物棲息和寄生性菌類繁殖,使眾多的生物種類相互制約,從而可以控制病蟲害的大量發生。而且也由于混交林內生物多樣性比較復雜,能形成良好的森林生態系統,減少鼠害、風害、霜凍、日灼等災害的發生和蔓延。
生態公益林強調最大限度地發揮森林的防護作用和生態價值,要求有特殊的林分結構,應提倡營造混交林;用材林要求將木材收益與生態效益很好地結合起來,所以用材林只要條件允許應盡量多造混交林。果用經濟林要求樹冠充分見光,一般不宜營造混交林(除非是短期混交)。
在立地條件較差的造林地上,能良好生長的喬木樹種本來就少,而在有限的樹種間關系協調的樹種就更少,很難做到樹種合理搭配,一般不適合營造混交林。反之,立地條件好,能適合多樹種生長,并且主要樹種在此立地條件下,會顯示最大的生產力,應該提倡營造混交林。
對一些樹種天然整枝能力良好、生長穩定,直干性強,單產高,甚至在稀植的條件下,這些優良性狀也能表現得很突出,對于這類樹種可營造純林,也可以營造混交林;有些樹種營造純林容易發生病蟲害(如:純松林易發生松毛蟲危害,純楊樹林易發生舟蛾危害),還有一些闊葉樹種營造純林時樹木多分杈、干形較差(如榿木或麻櫟純林天然整枝不好、干形較差),則應營造混交林,特別應營造針闊混交林。
集約經營人工林,可通過人為的措施來持續調節種間競爭關系的,可營造純林。相反,在經營粗放的地方,調節種間競爭關系主要通過生物措施來實現的,如防止病蟲害發生、預防森林防火、改善土壤活性、抑制雜草生長等,應該提倡營造混交林。
營造混交林首先需確定主要樹種,它是培育的目的樹種,根據林種不同,或要求防護效能好,或要求經濟價值高,或要求風景價值高。它在混交林中一般數量最多,種類有時是1個或2~3個,是林分中的優勢樹種。根據造林目的、森林主導功能和經營目標需要,遵從適地適樹等原則來確定出主要樹種。然后,深入分析已經確定的主要樹種假如營造純林會有何缺陷,或主要樹種與立地條件之間是否存在一定的矛盾。如針葉樹純林的共同缺陷是林分的防護效益差、地力衰退快、林地生產力下降。此外,不同樹種有其自身的特點,如華山松純林易受松毛蟲危害,杉木對立地條件(尤其是大氣相對濕度)要求高等。解決這些缺陷或矛盾的重要途徑,就是林木混交要達到的目的。通過兩種或兩種以上樹種組成混交林,通過林木之間的自然生長調節,解決好純林的缺陷或矛盾,才能充分發揮混交林的優勢互補作用。
4.2.1 混交樹種選擇原則 選擇混交樹種總的原則:應遵循生態要求和生長特點與主要樹種協調一致的原則;同時,又要考慮到混交樹種本身的適地適樹問題,保證造林的預期目的能變成現實。一般情況下,兩個樹種的生態要求差別大,如一個喜肥沃與一個耐瘠薄,一個喜光與一個耐蔭,種間關系常表現為“協同與互助”為主,則適于混交;如果兩者對生態條件的要求都不高,如均耐貧瘠、均耐蔭,這種情況通常也常表現為“協同與有利”,則適于混交;相反,兩個樹種的生態要求差別不大而且要求都很高,如兩個都喜光,或兩個都喜肥沃、都喜水分,那么種間關系就常表現為“競爭與有害”為主,則不適于混交。4.2.2 混交樹種選擇條件 應與主要樹種有不同的生態要求,種間關系才能表現為協同與互助為主;充分利用天然條件(更新幼樹和灌木);有較高的經濟價值和生態、美學價值;具有良好的輔佐、護土和改土作用(選擇時可側重某一方面),為主要樹種生長創造良好的環境條件;具有較強的適應性、耐火和抗病蟲害性,不與主要樹種有相同病蟲害;萌芽力強,容易繁殖,便于調整和伐后恢復。
4.2.3 混交樹種選擇方法 借鑒成功經驗法。通過查閱文獻資料,借鑒有過成功經驗的混交林搭配模式,再分析這些混交林搭配樹種是否符合當地的立地條件和氣候特征,進而篩選出合適的混交樹種。這樣可以節省人力物力,避免浪費樹種資源,混交成功率也較高。如:據南方14省(自治區)混交林科研協作組報道,與杉木混交效果較好的有柳杉、馬尾松等,與馬尾松混交效果較好的有杉木、櫟類、黃連木等;這些搭配樹種均是曲靖市目前的主要造林樹種,可以在借鑒的基礎上,大膽嘗試營造混交林。
分析樹種的生物生態學特性法。通過查閱文獻資料,暫時找不到可供借鑒的混交成功經驗的情況下。可以先考慮混交樹種生物生態學特性,讓它與主要樹種的生物生態學特性相適應,在此基礎上,可先行小面積混交試驗,試驗成功后可大面積應用于混交林生產。通過分析樹種的生物生態學特性,曲靖市常用的喬喬混交類型有:云南松與滇油杉混交、云南松與櫟類混交、云南松與榿木混交、華山松與刺槐混交等;曲靖市常用的喬灌混交類型有:云南松與車桑子混交,云南松與苦刺混交,云南松或華山松與馬桑混交等。
混交比例直接關系到種間關系的發展趨向,關系到林木生長狀況及混交效果、經濟效益、生態效益、社會效益的發揮。一般來說,混交林中針葉樹比例大則經濟效益高,而生態效益和社會效益相對較低;反之,混交林中闊葉樹比例大則生態效益和社會效益好,經濟效益相對較差。因此,在營造混交林時,應確定合理的混交比例,使混交林后期各階段的組成符合造林的要求,才能兼顧森林三大效益的有效發揮。在確定混交比例時:要保證主要樹種始終占據優勢地位;主要樹種競爭能力強的,比例可小些,反之,可大些,一般在50%~75%之間;混交樹種競爭力強的,比例可小些,反之,可大些;對于綜合混交,立地條件好時,混交樹種比例不宜過大(其中,伴生樹種比例應大于灌木樹種),反之立地條件差時,可不用或少用伴生樹種,而多用灌木樹種。如以杉木、馬尾松為主要樹種的混交林較適合的比例有7∶3或8∶2、6∶4。
混交方法是指不同樹種在造林地上的配置和排列的方式。同一比例的混交林,可以采用不同的混交方法,不同的混交方法會影響到種間矛盾出現的早晚和激烈的程度。在同一塊造林地上混交的方法有株間混交、行間混交、行帶混交、星狀混交、帶狀混交、塊狀混交和植生組混交等。從各種混交方法的特點來看,株間混交的種間關系密切,矛盾出現較早,且矛盾不易調節,施工不便;行間混交的種間關系密切,種間矛盾出現晚,矛盾容易調節,便于施工;星狀混交的種間矛盾也較緩和,較易成功,但施工較麻煩;帶狀混交、行帶混交和塊狀混交的種間關系相對不那么密切,一旦發生種間矛盾也較緩和,較易成功,且施工也較容易;植生組混交的種間關系相對不那么密切,種間矛盾也較緩和,但造林施工較麻煩。從現實生產的角度看,曲靖市目前的混交林營造工作,宜采用行間混交、塊狀混交、帶狀混交和行帶混交,這些混交方法成功的經驗較多,也便于施工和調節種間關系。
許多研究和實踐證明,造林時通過控制造林時間來調節種間關系,也是混交林營造成功的關鍵技術之一。有些競爭力較強的樹種,可以通過控制造林時間的方法,適當延遲造林時間或用稍小苗齡的苗木造林,或者直接采用播種造林,防止競爭力較強的樹種過度壓抑其他樹種;生長速度相差過于懸殊的樹種,或耐蔭顯著不同的樹種,通過控制造林時間來緩沖樹種間的競爭關系,先種植生長速度慢的樹種或喜陽的樹種,延遲種植生長速度快或喜蔭的樹種,常會收到良好的混交造林效果。如杉木和云南松或華山松混交,可以先期以較稀的密度營造云南松或華山松,待其形成林冠,再栽植杉木,先松后杉的混交效果較好;營造陽性樹種與陰性樹種搭配的混交林時,可以分期造林,確保“陽上陰下”或“不相上下”,種間關系才能協調發展,并相互表現為“協同與有利”。
通過以上控制調節,在相當長的時間可使種間關系維持“協同與有利”的狀態,“競爭與有害”的種間關系得到調節控制。但是,隨著年齡的增長,樹種間及同種的不同個體間的競爭將加劇,耐蔭樹種也仍有可能超過喜光樹種而居于上層,兩個陽性樹種的生長會產生“一高一矮”的明顯差距,影響混交林的穩定性和混交效果。因此,混交林種植后,除了與純林一樣需加強常規撫育管理之外,還要根據具體情況,有針對性地進行撫育調節,在生長過程中也可采用修枝、去頂、間伐、平茬、環剝、斷根或偏重施肥等方法來抑制次要樹種的生長,人工促使種間關系繼續維持相互“協同與有利”的狀態,以保證主要樹種的正常生長,確保混交成功。
混交林是一個復雜的動態系統,雖然有其自身的很多優勢,但是營造混交林技術要求復雜,要始終貫穿著“調控種間關系,興利避害”這條主線,要求樹種搭配適當,結構合理,撫育及時。在營造混交林時不僅要充分考慮到不同樹種的生物學、生態學特性與立地條件的適應性,還需確定合理的混交比例,選擇適當的混交方法,控制造林時間,撫育調控種間關系,才能趨利避害,最大程度的發揮混交林的優勢。要大力提倡營造混交林,應根據樹種生物學生態學特特和立地條件,選擇適應性、抗逆性和種間相協調的樹種混交,宜針葉樹種與闊葉樹種、落葉樹種與常綠樹種、喜光樹種與耐蔭樹種、固氮樹種與非固氮樹種、深根性樹種與淺根性樹種、喬木樹種與灌木樹種等混交。