人工栽植闊葉樹近自然恢復人工林采伐跡地探析

李桂盛 劉國梅 江立秋

摘要? ? 我國是世界上人工林面積最大的國家。近自然林是實現我國人工林經營由數量上的擴張轉向生態系統服務的質量和效益提升的有效途徑。本文結合婺源縣生態林場人工林更新的實踐經驗，總結出闊葉樹特別是鄉土珍貴闊葉樹造林成活率低是影響當前社會營造闊葉樹特別是鄉土珍貴闊葉樹積極性的根本原因。介紹了人工林煉山更新、不煉山更新及近自然林業、近自然恢復、人工林近自然改造結果。在借鑒婺源縣天然闊葉林天然更新、刨花楠天然更新的基礎上，提出人工栽植闊葉樹近自然恢復人工林采伐跡地的更新方法，并以婺源縣生態林場人工栽植刨花楠近自然恢復杉木人工林采伐跡地為例，指出了人工栽植闊葉樹近自然恢復人工林采伐跡地為人工純林向鄉土珍貴闊葉樹近自然林的轉變提供了簡易有效的途徑。

關鍵詞? ? 近自然恢復;采伐跡地;闊葉樹;更新;人工栽植

中圖分類號? ? S754.1? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

Abstract? ? China has the most large proportion of artificial forest in the world.Nature-approximate forestry is an effective way to change the mana-gement of artificial planting from simply quantity expansion to the increase of ecosystem′s quality and efficiency.Based on the practical experience of artificial planting regeneration in Wuyuan Ecological Forest Farm，this paper summarized that the survival rate of broad-leaved trees was low，especially local precious broad-leaved trees，which was the fundamental reason that affected the enthusiasm of planting broad-leaved trees，especially local precious broad-leaved trees.This paper introduced the results of the regeneration of artificial forest refined mountain，the regeneration of unrefined mountain，the regeneration of nature-approximate forest，the restoration of nature-approximate forest and the natural transformation of artificial forest.Based on the natural regeneration of the natural broad-leaved forest and the natural regeneration of Machilus pauhoi in Wuyuan County，this paper put forward the regeneration method of planting the broad-leaved trees nature-approximate restoration of the the cutover land.Taking nature-approximate restoration of cutover fir forest land by artificial planting Machilus pauhoi in Wuyuan Ecological Forest Farm as an example，it gave a guidance to transform the entire artificial plantation to broad-leaved nature-approximate forest.

Key words? ? nature-approximate restoration;cutover land;broad-leaved forest;regeneration;artificial plantation

我國人工林存在質量較差、結構不合理、生產力不高、生態功能較弱和生態穩定性下降等問題[1-2]。煉山造林是我國南方普遍采用的造林方式[3-4]。煉山容易引起水土流失、地力衰退、生物多樣性減少等問題，逐漸為人們所認識[5-6]。關于人工林改造和質量提升，林業學者們開展了許多富有成效的研究和探索。1987年，福建省林學院在福建尤溪開展了煉山與不煉山2種造林方式的研究探索。2007年開始，中國林業科學院熱林中心開展了一系列人工林近自然改造模式的研究探索。

婺源是全國首次以建設全國著名的文化與生態旅游示范區為目標的國家級生態旅游縣[7]。生態旅游的“情景教育”，深遠地影響了旅游者和當地居民生態保護與生態憂患意識的形成，促進了全社會人與自然的和諧發展，對林業生態保護與建設提出了更高、更嚴的要求[8]。婺源主要旅游公路沿線、景區周邊的杉木人工林，林層單一、色彩暗淡、生機衰退，其森林景觀與旅游產業之間的矛盾日顯突出。如何快速提升與改造人工林森林質量已顯得尤為迫切。2009年由原來5個國有林場整合而成的婺源縣生態林場成為婺源人工林森林質量改造與提升的探索者與實踐者。

1? ? 婺源縣生態林場營林現狀

1.1? ? 自然概況

婺源縣地跨東經117°22′～118°12′、北緯29°01′～29°34′，為中低山與丘陵區地貌。婺源縣屬中亞熱帶季風氣候區，溫和多雨，四季分明。歷年平均氣溫為16.8 ℃，年總降水平均1 962.3 mm，日照率46%。婺源縣生態林場總經營面積達6 800 hm2 [9]，活立木蓄積14.1萬m3，其中以杉、松為主要樹種的人工林面積4 534 hm2。位于主要公路沿線或景區、景點面積達1 600 hm2（商品林800 hm2）的杉木人工林，一直未進行撫育間伐，其密度已達2 100株/hm2以上，林分密度基本在0.9以上，林下長期光照度低、植被稀疏。

1.2? ? 營林概述

2010年，婺源縣生態林場采取空氣截根輕基質容器苗全面上山造林，成為江西省首家采取國家財政扶持推廣的中國林業科學院空氣截根輕基質容器苗全面上山造林的單位。截至目前，造林面積達1 353 hm2（其中煉山造林面積為1 233.4 hm2，免煉山造林39.6 hm2），以濕地松為主要樹種的松脂林面積達1 071 hm2、珍貴闊葉林面積達142 hm2、杉木用材林面積達33 hm2、香榧果樹林面積達107 hm2。

1.3? ? 婺源縣天然闊葉林現狀

婺源縣全縣活立木蓄積量為1 819.6萬m3，森林面積為23.3萬hm2，森林蓄積量為1 815.5萬m3。天然闊葉林面積為10.7萬hm2，蓄積量為1 033.9萬m3[7]。天然闊葉林皆伐后，大量的采伐剩余物遺棄在采伐山場。天然闊葉林皆伐后翌年或第3年春季，大量有伐蔸強大的萌發能力、天然下種及各種途徑傳播的種子發芽。幼苗經過不斷的自然競爭、枯死，直到保存量為1 500～3 000株/hm2。刨花楠為我國嫩葉鮮紅的亞熱帶珍貴常綠闊葉鄉土喬木樹種，在婺源縣珍珠山鄉董家山分場浪山村約120 hm2的山場中存在大量的成片野生群落。該山場是2001年皆伐后恢復的天然闊葉林，林分郁閉度均在0.9以上。有的刨花楠樹下每平方米分布有幾十到幾百株自然萌發的刨花楠幼苗，苗高基本上低于 30 cm。

2? ? 營林措施分析

2.1? ? 煉山與不煉山造林

我國南方林區，水熱適宜，植被茂密，跡地采伐剩余物多，栽植撫育困難。煉山成為一種經濟、方便的林地清理并采伐剩余物的方式，也是林業生產普遍采用的傳統造林方式，流程為皆伐、劈灌草煉山、整地挖穴、栽植、全面鋤草撫育。不煉山造林是一項改革傳統造林方式的營林措施[10]，流程為皆伐、劈灌草打條帶、整地挖穴、栽植、全面鋤草撫育。

從婺源縣生態林場1 353 hm2造林成效調查統計分析，利用輕基質容器苗栽植的濕地松（Pinus elliottii）、杉木（Cun-ninghamia lanceolata（Lamb.）Hook.）、木荷（Schima superba Ga-rdn. et Champ.）等不煉山造林與煉山造林苗木成活率都能達90%以上，但滇楠（Phoebe nanmu（Oliv.）Gamble）、紅楠（Mac-hilus thunbergii Sieb.etZucc.）、閩楠（Phoebe bournei（Hemsl.）Yang）、刨花楠（Machilus pauhoi）等珍貴闊葉樹種，成活率均達不到85%，直接影響婺源縣生態林場營造闊葉樹特別是鄉土珍貴闊葉樹的積極性。

2.2? ? 近自然恢復

2.2.1? ? 理論。1898年德國林學家Gayer提出近自然林理論，指出“生產的奧秘在于森林于一切起作用的力量的和諧”[2]。他在反思人工林中提出，人類應盡可能地按照森林的自然規律來從事林業生產活動。“接近自然”是指在經營目的類型計劃中使地區群落主要的來源樹種得到一致表現。它并不是回歸到天然的森林類型，而是盡可能使林分建立、撫育、采伐的方式同“潛在的自然植被”的關系相接近。使林分接近自發生產，達到森林生物群落的動態平衡，并在人工輔助下使天然物質得到復蘇[11-12]。

2.2.2? ? 概念。近自然恢復實質上是指通過人工措施，將鄉土物種和潛在自然植被用于植被恢復，構建目標群落模式。與普通植被恢復相比，這種途徑保護了區域內的原有特有物種的多樣性，群落結構穩定性且物種多樣性增加，有效防止了外來物種的入侵，同時后期維護少、管理少，經濟成本低，能在有限的土地上獲取最大的生態效益。

2.2.3? ? 自然化改造。人工林的近自然經營目標是通過自然改造將人工林最終改造形成異齡、與鄉土樹種混交、多林層結構的森林[5]。近自然改造是通過持續的采伐，在林分中留下林窗，使天然更新的幼樹得到生長的機會從而實現森林的更新與演替，南方地區20年即可改造完成[13]。針葉同齡純林缺乏基本的機械穩定性，首先需要進行提高穩定性的前期作業，使部分優秀個體林木的高徑比變化達到能抵抗風倒的程度，再執行其它的改造作業。近自然經營是長期的漸漸的改造經營過程，而不是人工林皆伐跡地恢復的“近自然”作業。

3? ? 人工栽植闊葉樹近自然恢復人工林采伐跡地的構想與實踐

人工栽植闊葉樹近自然恢復人工林采伐跡地，是將人工林一次性皆伐，調整為連續2年分2次完成皆伐，利用2 次采伐間的生長季，為人工栽植闊葉樹幼苗搭建近自然的生長環境，從而提高闊葉樹特別是珍貴鄉土闊葉樹幼苗的造林成活率，實現人工純林向鄉土珍貴闊葉樹近自然林的轉變[14]。對象為林分郁閉度在0.7以上或林下雜灌較少的人工成熟或過熟純林。通過在林下栽植鄉土珍貴闊葉樹，采取采伐、撫育、施肥等措施，為人工栽植闊葉樹營造近自然的生境，最終形成異齡、鄉土珍貴闊葉樹混交、多林層結構的森林。

3.1? ? 具體措施

首先，對現有人工林進行擇伐，伐后郁閉度為0.4～0.6。在擇伐后翌年的10—12月，完成剩余林木的皆伐。2次采伐都要將采伐木的枝椏打到梢頭，使采伐剩余物落到實地，以促進采伐剩余物盡早腐爛。2次采伐能有效降低一次性皆伐采伐剩余物的厚度，為營林生產活動的開展提供了方便。根據珍貴闊葉樹的培育用途確定苗木的栽植密度，如以培育珍貴闊葉樹大徑材目的，建議栽植密度為750～1 125株/hm2;以培育珍貴闊葉樹景觀林為目的，建議栽植密度為1 500～1 800株/hm2。栽植時間為擇伐后翌年的3月。皆伐后，將覆蓋在闊葉樹幼苗上采伐剩余物向外扒開，扶正歪倒的幼苗，將打斷的幼苗在地面上的部分進行截干。對苗木1 m×1 m的周邊進行擴穴培土撫育，保證幼苗生長享有足夠的陽光雨露，同時使得林地上幼樹、幼苗得到很好的保存，為闊葉樹幼苗提供天然闊葉林皆伐跡地自然更新的近自然生長環境，提高苗木的保存率、生長量。在幼苗栽植后的第2、3年，結合擴穴撫育進行施肥作業，提高闊葉樹幼苗前期的生長量，確保珍貴闊葉樹成為主林層。憑借著保存的天然更新闊葉幼樹，大量伐蔸具有強大的萌發能力、天然下種種子及經各種途徑傳播而來種子的發芽，皆伐后翌年春天，林地上可能又萌生很多植物。這些天然生長的各種植物成為珍貴闊葉樹下層的物種，促進珍貴闊葉樹的高生長和天然整枝。對于以培育珍貴闊葉樹大徑材目的的林分，整個林分間伐的過程只對其他樹種進行采伐，最后培育成密度為450～600株/hm2、干形通直、枝下高、無枝節的珍貴特種大徑材。

3.2? ? 影響條件

對擇伐后的林下栽植闊葉樹與裸地上栽植闊葉樹進行對比，判定成活率是否有明顯提高、成活率是能否達到85%以上、覆蓋皆伐后的采伐剩余物的闊葉樹幼苗能否找到、皆伐對闊葉樹幼苗是否會造成毀滅性損壞、打斷的幼苗截干后自我修復情況等都將直接影響人工栽植闊葉樹近自然恢復人工林采伐跡地的成敗。

3.3? ? 婺源縣生態林場實踐

3.3.1? ? 試驗地概況。2016年起，婺源縣生態林場開始以近自然林業和近自然恢復理論為依據，采用1.5年刨花楠輕基質容器苗，在西沖分場長灘林班14、37小班，開展近自然恢復杉木人工林采伐跡地的實踐探索。同時在太白分場中平林班54小班，采用1.5年刨花楠輕基質容器苗，開展杉木人工林采伐跡地煉山造林對比試驗。西沖分場長灘林班14、37 小班屬于杉木人工林，地貌為丘陵，海拔100～165 m，東南向，全坡長;土壤為黃紅壤，土層厚度100 cm以上。太白分場中平林班54小班是杉木人工林采伐跡地，地貌為丘陵，海拔51～147 m，南坡，全坡長;黃紅壤，土層厚度100 cm以上。

3.3.2? ? 樣地設置與調查。在西沖分場長灘林班14、37小班，太白分場中平林班54小班各隨機設置5個20 m×20 m的小樣方，于2018年4月調查栽植株數，10月調查苗木成活株數，調查近自然恢復采伐跡地與跡地煉山造林樣地幼苗成活狀況（表1）;2019年3—4月，對西沖分場長灘林班14、37小班隨機設置的5個樣地，調查幼苗（不含截干苗）的完好株數與截干株數、截干后萌發株數，調查近自然恢復采伐跡地樣地幼苗保存狀況（表2）。

3.3.3? ? 對比分析。①近自然恢復與跡地煉山造林成活率對比。采用小樣本t分布一尾檢測，計算近自然恢復H樣本的成活率平均數x1為0.968，跡地煉山L樣本造林成活率x2為0.488，t=8.555>t0.05=1.86，近自然恢復造林成活率顯著大于跡地煉山造林成活率。②保留木皆伐對幼苗造成損害。采用小樣本t分布一尾檢測，計算近自然恢復H樣本采伐前幼苗成活平均株數x1為58.6，自然恢復H樣本皆伐后幼苗完好株數平均數x2為56.6，t=1.525

3.3.4? ? 原因分析。①跡地煉山造林成活率低。苗圃內的刨花楠苗木被1層遮蔭網覆蓋遮蔭，而跡地煉山造林栽植的刨花楠幼苗是直接曝露在陽光下;2018年造林栽植后，婺源遇到持續20 d晴天且無有效降雨的天氣，造林地上刨花楠幼苗所需水分得不到有效補充。②近自然恢復造林成活率高。可能由于苗木是在郁閉度為0.4～0.6的林下栽植，其幼苗生長環境的遮光情況好于苗圃;林地上覆蓋大量的采伐剩余物，不僅減少了林地水分蒸騰，同時大量的采伐剩余物吸收了大量水分，提高了林地墑情，能為造林地上刨花楠幼苗提供一定的水分補充。③近自然恢復保留木皆伐沒有對幼苗造成損害。可能因為擴穴撫育翻動了幼苗植株周邊的土壤，為施工人員找到被采伐剩余物壓住的幼苗供了定位;一年生的柔軟幼苗與伐倒的林木是柔性碰撞，加之截干的幼苗能全部萌發，因而近自然恢復保留木皆伐對幼苗造成的損害無需考慮。

4? ? 結語

人工栽植闊葉樹近自然恢復人工林采伐跡地，既能夠解決鄉土珍貴闊葉樹輕基質苗造林成活率低和跡地不煉山造林保存率低的問題，又能在短時間內實現人工林近自然化改造目標，故能為人工純林向鄉土珍貴闊葉樹近自然林的轉變提供簡易有效的途徑。

5? ? 參考文獻

[1] 劉世榮，楊予靜，王暉.中國人工林經營發展戰略與對策[J].生態學報，2018，38（1）：1-10.

[2] 賀麗，賓建.植被近自然恢復研究[J].四川林業科技，2017（5）：18-21.

[3] 劉志龍，蔡道雄，賈宏炎，等.我國南方人工林近自然化改造模式和效益分析[J].學術園地，2016（10）：3-7.

[4] 劉圣恩，林開敏，蔡錳柯，等.近自然生態恢復條件下杉木老齡林群落優勢樹種結構與空間格局[J].應用與環境生物學報，2015，21（6）：540-546.

[5] 李婷婷，陸元昌，龐麗峰，等.杉木人工林自然經營的初步效果[J].林業科學，2014，50（5）：90-100.

[6] 陳幸良，巨茜，林昆侖.中國人工林發展現狀、問題與對策[J].世界林業研究，2014，27（6）：54-59.

[7] 婺源縣林業局.2009年二類森林資源調查數據[R].婺源：婺源縣林業局，2009.

[8] 李文明，王懷採，鐘永德.論森林旅游對和諧社會建設的貢獻[J].中南林業科技大學學報（社會科學版），2008，2（1）：58-61.

[9] 婺源縣生態林場.2010年資源調查報告[R].婺源：婺源縣生態林場，2010.

[10] 謝有福.煉山與不煉山造林效果對比試驗研究[J].現代農業科技，2014（15）：174-175.

[11] 馬祥慶，俞新妥，何智英，等.不同林地清理方式對杉木幼林生態系統水土流失的影響[J].自然資源學報，1996，11（1）：33-39.

[12] 張夢雅，王新杰，劉樂，等.跡地煉山對杉木林植物多樣性與土壤特性的影響[J].東北林業大學學報，2017，43（3）：63-67.

[13] 陸元昌，張守攻，雷相東，等.人工林近自然改造的理論基礎和實施技術[J].世界林業研究，2009，22（1）：20-27.

[14] 寧金魁，陸元昌，張浩彥，等.北京西山地區油松人工林近自然改造效果評價[J].東北林業大學學報，2009，37（7）：42-44.