多代萌生人工刺槐林近自然轉(zhuǎn)化經(jīng)營探究

張淑敏，于青軍

（平泉市國有黃土梁子林場，河北平泉067500）

刺槐（Robinia pseudoacacia）俗稱洋槐，屬豆科落葉喬木，原產(chǎn)北美。1877年引入中國，在北緯23°-46°、東經(jīng)124°-86°的27 個省（市、自治區(qū)）等地分布，在國內(nèi)已遍及華北、西北、東北南部的廣大地區(qū)。 刺槐系喜光樹種，不耐蔽蔭。 喜溫暖濕潤氣候，不耐寒冷。 在年平均氣溫8～14℃，年降雨量500～900mm 的地區(qū)，生長良好，干形較通直，高達(dá)10～20m，胸徑可達(dá)110cm。 對土壤要求不嚴(yán)，最喜土層深厚、肥沃、疏松、濕潤的粉砂土、砂壤土和壤土。 刺槐具有樹冠濃密、生長較快、材質(zhì)優(yōu)良、根系淺、根系萌蘗能力強，根瘤菌豐富，是我國廣大北方山區(qū)人工造林的先鋒樹種，在林業(yè)工程建設(shè)中占有不可替代的戰(zhàn)略地位。 近年來，人工刺槐林多代萌生衰退問題日益嚴(yán)重，急需進(jìn)行經(jīng)營模式調(diào)整，為森林可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)概況

試驗地位于河北省平泉市國有黃土梁子林場，地理范圍位于東經(jīng)115°54′-119°15′、 北緯40°12′-42°4′，林區(qū)主山脈多呈東西走向，以中低山和丘陵為主，海拔668～1365m，平均坡度在20°左右。 本區(qū)屬于中溫帶大陸性干旱季風(fēng)氣候，年平均氣溫6.6℃，無霜期120～130d，年降雨量540mm 左右。 土壤類型以棕壤土、 黃沙土、 褐土為主， 土壤pH 值6.5～7.5。 植被類型屬于華北山地植物亞區(qū)的冀北山地植物小區(qū)，主要林分類型有油松人工林、落葉松人工林、楊樹人工林、刺槐人工林、蒙古櫟次生林和山杏林等。 黃土梁子林場經(jīng)營、管理的國有刺槐林約有2000hm2，起源全部為人工造林，大部分是上世紀(jì)60-70年代造林， 到目前為止經(jīng)過3～4 次平茬，刺槐萌芽林多代更新衰落問題日益嚴(yán)重。

2 材料與方法

2.1 試驗地選擇

試驗地選擇在黃土梁子林場經(jīng)營范圍內(nèi)的人工刺槐林，地點位于黃土梁子鎮(zhèn)小廟村小廟西北溝陽坡（12A 林班88 小班），試驗地面積10hm2。 試驗地立地條件較差，地貌類型為山地陽坡，土壤類型為沙壤土，土層厚度約45cm 左右，海拔832m，坡度15°。此試驗地為2008年采伐后的3 代萌生林分，樹種組成10 刺，林齡為3年，平均胸徑1.0cm，平均樹高2.5m，株樹為5250 株/hm2，郁閉度為1.0。 主要灌木為繡線菊等，草本為羊胡子草，灌草蓋度為5%。

2.2 試驗方法

2010年開始對試驗地進(jìn)行近自然轉(zhuǎn)化經(jīng)營，通過一系列技術(shù)措施，進(jìn)行試驗觀察。 試驗經(jīng)營培育措施要點如下：

（1）由于刺槐根蘗性很強，保留根齡小、干形好、生長活力強的優(yōu)勢木，形成林分的整體構(gòu)架，維持森林基本環(huán)境；

（2）對其它林木進(jìn)行適度疏伐，尤其要伐除影響優(yōu)勢木生長的競爭木；

（3）利用林分現(xiàn)有林窗和疏伐后形成的林窗進(jìn)行補植優(yōu)良品系刺槐苗和其它樹種營造混交林，補植方式可參照圖1、圖2；

（4）在小班內(nèi)補植優(yōu)良品系的刺槐實生苗、蒙古櫟、油松、黃檗，進(jìn)行樹種伴生實驗，混交方式為群團(tuán)狀混交；

（5）以促進(jìn)二代林生長為中心，采取相應(yīng)的撫育措施，并逐漸伐除上層的刺槐。 逐步將多代刺槐萌生矮林轉(zhuǎn)化為實生喬木林， 從而增加樹種多樣性，培育闊葉或針闊多功能混交林。

圖1 圓形林窗補植示意圖

圖2 橢圓形（或不規(guī)則）林窗補植示意圖

2.3 試驗過程

2010年3 代刺槐林萌生后， 當(dāng)年調(diào)查株數(shù)達(dá)300～400 株/667m2， 近自然經(jīng)營后， 由于自然因素（風(fēng)折木、干旱木、凍害木等）造成2018年調(diào)查株數(shù)166 株/畝； 說明自然經(jīng)營狀態(tài)下林木分化明顯，受自然環(huán)境影響大，林木質(zhì)量和數(shù)量明顯低于同等立地條件水平。

2010年開始對試驗地進(jìn)行撫育疏伐，保留根蘗性很強，根齡小、干形好、生長活力強的優(yōu)勢木，形成林分的整體構(gòu)架， 維持森林基本環(huán)境，2016年撫育后保留刺槐優(yōu)樹40 株/667m2。 2010年對試驗地進(jìn)行近自然轉(zhuǎn)化，結(jié)合撫育措施對林分現(xiàn)有林窗和疏伐后形成的林窗補植優(yōu)良品系刺槐苗、油松苗和蒙古櫟苗木進(jìn)行混交配置，其中栽植刺槐實生苗木40 株/667m2，栽植油松苗木50 株/667m2，蒙古櫟苗木25 株/667m2。 刺槐、油松、蒙古櫟混交比例為5:3:2。 （注：優(yōu)良刺槐苗木從平泉市國有黃土梁子林場國家級刺槐良種基地中選取；優(yōu)良油松苗木從平泉市國有七溝林場國家級油松良種基地中選取）

在試驗地設(shè)置20m*30m 的固定樣地3 塊，以及1 個對照樣地，連續(xù)定期進(jìn)行觀測，定期調(diào)查不同樹種的株數(shù)和生長發(fā)育情況，對樹高、胸徑等因子進(jìn)行測定。 從而分析多代萌生人工刺槐林近自然轉(zhuǎn)化經(jīng)營是否達(dá)到相應(yīng)的立地條件下經(jīng)營水平，充分利用林地，提高林分質(zhì)量，提升林地生產(chǎn)力，促使林分蓄積量增加，林木生長活力增高，生態(tài)穩(wěn)定性與生態(tài)效益增強，森林多功能效益正常發(fā)揮。

3 結(jié)果與分析

3.1 近自然轉(zhuǎn)化對樹種組成結(jié)構(gòu)的影響

從樹種結(jié)構(gòu)分析， 由原來的萌生刺槐純林，轉(zhuǎn)化成刺槐、油松、蒙古櫟3 個樹種組成的針闊混交林，樹種組成變化見表1，轉(zhuǎn)化后樹種組成混交比例為5：3：2。混交林對外界不良環(huán)境條件抵抗力強，可增強抗風(fēng)倒、抗雪壓、抗病蟲害等自然災(zāi)害的能力。因刺槐是淺根性樹種， 油松和蒙古櫟是深根性樹種， 三者混交后能充分利用不同土層的養(yǎng)分和水分，充分發(fā)揮力林地的生產(chǎn)力的作用。

表1 多代萌生林和近自然轉(zhuǎn)化林樹種組成結(jié)構(gòu)變

3.2 近自然轉(zhuǎn)化對林木生長量的影響

通過近自然轉(zhuǎn)化經(jīng)營管理，充分發(fā)揮了立地生產(chǎn)力水平，轉(zhuǎn)化后經(jīng)營管理效果表現(xiàn)良好，林木的株數(shù)、樹高、胸徑、蓄積量明顯得到改善，見表2 數(shù)據(jù)對比情況。 試驗地畝株樹包括刺槐、油松和蒙古櫟，但新栽的油松和蒙古櫟生長8年左右，不夠檢尺徑，不計算蓄積。 表中胸徑和蓄積由新栽刺槐40株/667m2和保留刺槐40 株/667m2，測算得出。 由此可見近自然經(jīng)營轉(zhuǎn)化經(jīng)營生長量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于多代萌生林的生長量。

表2 多代萌生林和近自然轉(zhuǎn)化林生長量對比表

3.3 近自然轉(zhuǎn)化對林下植被生長的影響

通過近自然經(jīng)營轉(zhuǎn)化管理，單一樹種林下植被分布和多元樹種配置林下植被有著明顯區(qū)別，森林植被群落結(jié)構(gòu)明顯改善，見表3。由表3 可見近自然轉(zhuǎn)化經(jīng)營后植被蓋度提高了20%，形成了喬、灌、草相結(jié)合的森林群落結(jié)構(gòu)。

表3 多代萌生林和近自然轉(zhuǎn)化林植被種類變化表

5 結(jié)論與討論

多代萌生人工刺槐林在近自然轉(zhuǎn)變的過程中，應(yīng)選擇和培育目標(biāo)樹，以建立起支持林分長期穩(wěn)定的框架。 在保留原有次生林植被，加以疏伐，保留根齡小、干形好、生長活力強的優(yōu)勢木，通過人工誘導(dǎo)、疏伐補植、漸進(jìn)式樹種置換等方法，逐步充實林分，形成異齡混交林。再適時砍伐大樹，讓新一代實生樹木成為建群群體，在這個過程中，可通過多個短周期的疏伐，生產(chǎn)出數(shù)量可觀的原木，而且植被不間斷，土壤不擾動，林分生態(tài)功能日益走強，達(dá)到萌生矮化林轉(zhuǎn)化為實生喬林的目的。 從現(xiàn)有林分分析，到2025年，通過撫育措施，伐除保留3 代萌生的40 株/667m2刺槐， 使新栽植的刺槐40 株/667m2、 油松50 株/667m2、蒙古櫟25 株/667m2形成實生喬木林。 從而完成多代萌生的矮化林向喬林轉(zhuǎn)變過程。通過近自然經(jīng)營轉(zhuǎn)化，優(yōu)化樹種結(jié)構(gòu)、改善立地條件、提高林地生產(chǎn)力，促進(jìn)森林生態(tài)系統(tǒng)健康與穩(wěn)定。 相應(yīng)地，森林水源涵養(yǎng)能力、固土保肥、凈化空氣、固碳釋氧、維護(hù)生物多樣性等生態(tài)功能都將得到顯著增強。 近自然轉(zhuǎn)化經(jīng)營旨在增強其主導(dǎo)功能的同時，兼顧其它多種功能，最大程度發(fā)揮森林的綜合效益。 黃土梁子林場經(jīng)營的人工刺槐林主要是60、70年代營造的人工林，樹種落后，樹種結(jié)構(gòu)不合理，優(yōu)良樹種占比小，林齡結(jié)構(gòu)失衡，林相殘破，森林生態(tài)防護(hù)功能低下，即發(fā)揮不了其生態(tài)防護(hù)林的生態(tài)功能，更發(fā)揮不了其所在地理位置應(yīng)具備的森林景觀游憩功能。 黃土梁子林場經(jīng)營林種主要為生態(tài)公益林，按傳統(tǒng)經(jīng)營方式作業(yè)，幾乎沒有經(jīng)濟效益，且森林質(zhì)量得不到提高。 從試驗結(jié)果來看，近自然經(jīng)營轉(zhuǎn)化大幅提高了森林生長量與蓄積量，在收獲中間木和最終目標(biāo)樹的同時，其作業(yè)成本也低于傳統(tǒng)經(jīng)營方式，經(jīng)濟效益非常可觀。 近自然轉(zhuǎn)化經(jīng)營后， 一是豐富了林場森林經(jīng)營模式，提高營林質(zhì)量和效益。 二是通過提高森林生態(tài)系統(tǒng)健康與穩(wěn)定性，大大改善人們的生存環(huán)境；三是為周邊地區(qū)森林可持續(xù)經(jīng)營起到示范作用。