燕山山地槲樹次生林冠下造林試驗

吳樹芹，尤海舟

(1.承德市灤平國有林場管理處，河北 承德 068250；2.河北省林業科學研究院, 河北 石家莊 050061)

櫟林是我國暖溫帶闊葉林地區地帶性植被類型，冀北山地主要分布有蒙古櫟(Quercusmongolica)、槲樹(Q.dentata)、遼東櫟(Q.liaotungensis)等櫟屬樹種，抗干旱，耐瘠薄，適應性強，形成大面積的天然次生林，在水源涵養、水土保持與生物多樣性維護等方面發揮著重要的生態功能。由于長期的濫墾濫伐，本區櫟林多代萌芽，普遍退化成矮林、疏林甚至灌木林，林分生長停滯，成為當前森林經營工作的難點與重點。多年來，低質低效次生林改造成為林業生態建設重點關注對象，各地針對林分特點，相繼提出全面改造、撫育改造、帶狀改造等多種方法[1]，其中栽針保闊、培育松櫟混交林和近自然經營方法得到普遍提倡并取得較好的改造效果[2-5]，可有效促進退化林分向實生林和混交林、異齡林轉變。槲樹在冀北山地主要分布于陽坡，生長地土層淺、礫石多，生長環境尤為干旱瘠薄，槲樹林成為本區最為典型的矮林和疏林，也是退化最為嚴重的次生林類型，生態修復難度很大。油松(Pinustabuliformis)耐干旱瘠薄，是冀北山地廣泛應用的造林樹種，通常認為本區的原生地帶性植被是松櫟混交林，因此在退化櫟林中采取林冠下栽植油松應具有較好可行性。本研究以退化槲樹次生林為試驗對象，開展油松林冠下造林試驗，以期達到調整林分結構和促進林分生長、提高林分質量的目標。

1 試驗區概況

研究區位于河北省北部承德市的灤平縣，屬冀北燕山山脈中段。本區氣候屬中溫帶向暖溫帶過渡的半干旱半濕潤大陸性季風氣候，年平均氣溫7.6 ℃，最冷月為1月，平均氣溫-10.8 ℃，無霜期149 d；多年平均降水量552.6 mm，多集中于6—8月，占全年降水的70.5%；多年平均蒸發量1 679 mm。本區土壤隨海拔高度由低而高為草甸土—褐土—棕壤。海拔700 m以上山地多為林地，土壤發育以棕壤為主，土壤表層有機質含量豐富。本區屬華北植物區系，森林植被類型屬我國東部濕潤森林區溫濕帶半旱生落葉闊葉林，主要森林植被類型有油松人工林、蒙古櫟天然次生林、槲樹天然次生林、側柏天然次生林等。

2 材料與方法

2.1 試驗地概況

試驗林為生長于陽坡的多代萌生槲樹次生林，林齡約35 a，海拔700～750 m，平均坡度約27°，褐土，土層厚度不超過30 cm，礫石含量約20%，選擇了2塊試驗樣地。樣地1為槲樹次生林，伴生有少量春榆(Ulmusglaucescensvar.lasiocarpa)和小葉白蠟(Fraxinusbungeana)，林木分布疏密不勻，密度約1 575株·hm-2，平均胸徑7.2 cm，平均樹高4.6 m，喬木層郁閉度0.5；灌木層以山杏(Armeniacasibirica)和鼠李(Rhamnusparvifolia)為主，高度約1.0 m，蓋度約30%。樣地2為槲樹次生林，伴生有少量胡桃楸(Juglansmandshurica)、蒙古櫟，林木分布較為均勻，密度約1 365株·hm-2，平均胸徑11.1 cm，平均樹高5.2 m，喬木層郁閉度0.6；灌木層以鼠李和三裂繡線菊(Spiraeatrilobata)為主，高度約0.8 m，蓋度約20%。

2.2 試驗和調查方法

2016年4月對林分進行輕度撫育，主要是伐除一叢多株的生長不良木和過密木，適度修去主干2 m內的粗大枝丫。沿水平線進行帶狀割灌，帶寬1 m，帶距3 m，按株行距3 m×3 m挖魚鱗坑整地，魚鱗坑規格60 cm×40 cm×30 cm，整地時不嚴格按株距進行，充分利用林隙，避開局部郁閉度較高、土層薄、礫石過多的地塊。采用3年生油松容器苗進行冠下造林，容器杯規格16 cm×16 cm，苗木平均株高45 cm。

造林1個月后調查油松成活情況，第2年春季調查保存情況。2017年、2018年生長季結束后調查油松幼樹的地徑、株高和新梢生長量。以上調查采用抽樣法，每樣地分別在上、中、下坡位隨機選取30株油松幼樹進行調查統計。2018年調查時，每樣地選取5株油松幼樹，整株挖出，詳細測量地上生物量、地下生物量、根系深度、根幅寬度及長度大于5 cm的根的數量。在試驗樣地內根據油松受遮陰程度的不同，分全光照射、側光照射和完全遮陰3種光照條件，調查和測量幼樹的地徑、株高、新梢長及生長健壯程度，其中健壯程度分為“優、中、差”3級，每種光照條件共調查30株，分析不同光照條件對油松幼樹生長的影響。另外，每樣地設30 m×20 m矩形樣方1塊，詳細統計樣方內的喬木和油松幼樹數量，分析林冠下造林對林分結構的影響。

3 結果與分析

3.1 油松造林成活與保存情況

油松是典型的抗干旱瘠薄樹種，適宜在槲樹生長的干旱陽坡造林，本區陽坡櫟林中也零星生長有天然油松。冠下造林的油松幼樹的成活與保存情況見表1，表1的統計結果顯示，2塊試驗樣地的油松造林成活率和保存率均較高，能夠達到造林生產技術要求。對比2塊試驗樣地的造林成活情況，樣地1稍高于樣地2。從現場立地條件分析，樣地1的立地條件相對較差，林木長勢也較差，但油松造林成活與保存情況優于樣地2。可見，立地條件沒有對油松幼樹期的成活與保存形成障礙，樣地2較高的林分郁閉度可能是影響油松成活和生長的重要因素。實地調查中發現，試驗樣地中有部分油松栽植在郁閉度較高的樹蔭下時，死亡情況發生較多。因此，油松冠下造林宜選擇槲樹林木稀疏、郁閉度較低的林分。

表1 油松造林成活與保存情況統計表

3.2 油松幼樹生長情況

對油松幼樹的生長情況進行了調查統計，表2的調查結果顯示，2塊樣地目前均已處于正常生長狀態，樣地1的油松生長情況優于樣地2。這同樣是受林分郁閉度的影響。樣地1雖然立地條件較差，但林分郁閉度較低，林分高度也僅有4.6 m，冠下造林的油松光照條件較好，生長健壯。

從油松幼樹根系的發育情況看，樣地2的根系生長優于樣地1，可能的原因是樣地2立地條件相對較好，土質較為疏松，利于根系生長發育。從總體上看，2塊樣地油松的根深明顯不足，這主要是受容器苗的影響，雖然生長3年，但多數幼樹的根系仍未突破原有容器苗根坨的限制。

表2 油松幼樹生長情況

3.3 不同光照條件下的油松生長情況

油松是典型的陽性樹種，但在幼苗期也有較好耐蔭性。本次試驗材料為3年生油松容器大苗，至2018年苗齡為6年，株高普遍在60～100 cm，已處于喜光階段。調查結果表明，全光條件下的油松生長較完全遮陰和半遮陰(側方受光)條件下明顯健壯；半遮陰較完全遮陰條件下雖然地徑和株高生長無顯著差異，但新梢生長量差異顯著。因此，退化林分冠下栽植的油松生長量受光照影響顯著(見表3)，造林時應盡量選擇遮陰較小的林隙，造林后及時撫育，尤其是要對上層喬木加大疏伐和修枝力度，以改變光照條件，促進油松幼樹發育。過度郁閉的林分顯然不適宜進行油松冠下造林。

表3 不同受光程度油松幼樹生長狀況調查表

3.4 對林分結構變化的影響

退化槲樹次生林經過冠下造林，林分的樹種結構、空間結構和林齡結構均發生了顯著變化。表4的統計結果顯示，試驗樣地已由原有的單層同齡純林轉化為異齡復層針闊混交林，同時林分中實生樹所占比例提高到1/3以上，這將對林分的長期生長發育和群落穩定性產生良好的促進作用，對于林分質量和生態功能的提高也將有明顯的促進作用。

表4 退化槲樹林造林前后林分結構變化情況

4 結論與討論

本次試驗表明，對于林木稀疏、郁閉度較低的槲樹次生林進行冠下油松造林具有較好可行性，根據本次試驗結果，在林分郁閉度低于0.6的條件下，油松的造林成活率與保存率均較高，形成了異齡復層混交林，有望發育成具有較好穩定性的松櫟混交林，可起到較好改善林分結構和促進林分健康發育的作用。

從油松幼樹生長發育情況看，受光充分的油松幼樹生長明顯優于遮陰程度較高的情況，說明退化櫟林冠下造林的油松幼樹生長發育的關鍵是受光條件，因此應適度加大退化櫟林的疏伐或修枝強度，創造較好的光照條件，以利于油松幼樹生長。

油松幼樹根系生長調查結果顯示，地下部分的生長明顯落后于地上部分，尤其是根系生長3年后仍未突破原有容器苗的根坨結構。這一方面說明油松容器苗基質所含營養物質基本可滿足樹體生長，另一方面則是容器苗培育過程形成了一定程度的窩根，根系生長尤其是主根生長受到了限制，根深明顯不足，根幅擴展也相對較慢，這會對樹木的長期生長形成不利影響。因此，育苗時應適當加大容器杯高度，以拓展根系生長空間；同時，干旱陽坡立地條件差，根系生長發育有較大困難，造林時應適當加大整地強度和提高整地質量，為根系生長創造較好條件。