孟慶華,侯玉松,程 偉
(1.淄博市淄川區國有林場,山東 淄博 255100;2.淄博市淄川區自然資源局,山東 淄博 255100)
淄川區國有林場經營面積1689.8 hm2,其中林業用地面積1631.9 hm2,占總面積的96.6%,裸巖57.9 hm2,占總面積的3.4%。有林地全部為生態公益林,總蓄積量約84800 m3。有林地以側柏為主,基本是側柏純林。淄川區國有林場隨著森林覆蓋率的提高,造林空間逐漸減小,提升森林質量成為增加林場森林資源的重要舉措。精準提升森林質量,必須要管理精細化、技術精細化,這樣可以高效、省時、省力,實現森林的多種功能和效益的最大化,滿足人類的生態需求,促進經濟和社會發展[1,2]。目前,王森林等[3]對山東、劉成杰等[4]對煙臺、孟祥等[5]對重慶、文軍等[6]對樂山、程金丹等[7]對咸寧針對性地提出了森林質量精準提升相關的對策,鄧海燕等[8]、張會儒等[9]、邢麗娜[10]對森林質量精準提升進行了綜合分析。
淄川區國有林場探索性采取側柏純林林相精準提升、側柏純林低效林改造方式進行林分改造,以期發揮森林在保護生態環境和維護生物多樣性的作用,提高森林生態系統在水土保持、水源涵養、防災減災和緩解溫室效應等生態效能;兼顧發展森林供給功能和森林文化功能,促進森林健康可持續發展。為進一步探討森林質量精準提升提供一定的借鑒意義。
淄川區國有林場位于魯中淄博市淄川區東部山區,東經約117°59′45″~118°10′30″,北緯約36°33′30″~36°40′15″之間,林場下設五松山、龍泉、田莊、竹林寺、井筒五個營林區,19個林班,241個小班,總經營面積1689.8 hm2。海拔在260~742 m之間。土壤系由石灰巖風化母質發育而成的褐土,多為輕壤質,呈中到微堿性反應,少數為變質巖,土壤系林地棕壤,多為砂壤質。年平均氣溫為12.9 ℃,7月份氣溫最高,平均為31.5 ℃,極端最高氣溫為40.5 ℃,最低氣溫在1月份,月平均氣溫為-7.4 ℃,極端最低氣溫為-20.2 ℃。年均降水量為680.7 mm,降水多集中在6、7、8月份。林場植被喬木主要有側柏、刺槐、板栗、柿、香椿、核桃、花椒等。灌木以黃荊最多,酸棗、胡枝子次之。草本植物以鵝冠草、黃背草、羊胡子草、地柏等為主。
淄川區國有林場在生態建設取得了顯著成效,但也存在林業建設長期重視造林、經質量的現象。林場林分整體表現為總量大、質量低、功能脆弱。特別是20世紀60年代初期大力發展側柏純林,造成了林分單一,林分結構簡單,抵抗自然災害能力較差、林木分化嚴重,林下灌木、雜草叢生,防火防蟲壓力較大等問題,威脅森林生態結構的健康發展。同時,由于長年封山育林、缺乏必要的撫育管理措施,除個別林分生長較好外,整體林分生長一般,林相雜亂不整齊,出現樹冠下枯死枝較多、生長緩慢等現象,影響了林木的生長,妨礙了森林生態整體功能的發揮。
以近自然林業經營思想和多功能森林經營理論為指導,以精準提升森林質量、增強生態功能為主要目標,通過運用撫育經營、景觀生態提升以及林分改造等方法,有效遏制人工林退化,培育結構合理、效益遞增的復層混交林,實現由單一生態防護功能經營向森林多功能近自然全周期經營轉變,構建穩定健康可持續的森林生態系統。
3.2.1 近自然經營原則
遵循森林的自然生長規律、發育規律和演替規律,通過人為的適當干預進行科學的森林經營。使其逐步形成垂直空間結構復雜,水平結構合理,擁有天然更新幼樹演替到頂極群落的能力,形成生長量大、生態功能大的異齡復層混交林。提高林地的生產力和林分結構的完整性,增強森林群落的穩定性及生態功能的高效性。
3.2.2 多功能經營原則
根據淄川區國有林場人工林的自然特征和社會需求,在林分層次上同時實現森林供給功能、調節功能、文化功能和支持功能等四大功能中的2個或2個以上功能為經營目標,使森林提供的功能最大化,以充分滿足人類社會對森林多功能的需求。
3.2.3 全周期可持續經營原則
通過對森林整個生長周期進行合理的撫育,長期維持森林生態功能的完整性和生物種群的多樣性,維持森林生態系統的健康和活力,不斷增強森林在社會經濟發展過程中對環境服務功能需求的供給能力,保障社會、經濟和生態環境的持續協調發展。
3.2.4 生態功能優先原則
森林質量精準提升目的要以充分發揮森林在保護生態環境和維護生物多樣性的作用,提高森林生態系統在水土保持、水源涵養、防災減災和緩解溫室效應等生態效能為主;兼顧發展森林供給功能和森林文化功能,促進森林健康可持續發展。
根據作業區域的林分類型、林相特點及森林立地類型和社會經濟條件,森林質量提升應達到以下幾方面的目標。
3.3.1 優化目標林相,提升森林的生態效益
根據作業區林分實際情況,通過多種針對性的經營措施,改善林分的樹種結構,年齡結構,垂直結構,徑級結構。促進形成更穩定的異齡復層混交林結構,提高林分的穩定性和健康狀態。
3.3.2 提高林內生物多樣性,保持森林生態系統的完整性
通過針對性的經營措施,改善林內樹種結構和空間結構,改良林內通風和光照條件,保護動物棲息環境和微生物的生存環境,促進林內生物生長繁衍,豐富林內的生物多樣性,提高森林對災害的抵御能力,保持森林生態系統的完整性。
4.1.1 立地條件
研究區海拔高度360~432 m,坡度10°~26°;土壤類型為褐土,土壤質地為中壤,土壤堅實度堅實,pH值7.2,母巖為石灰巖;枯落物蓋度60%,枯落物層(O層)1.0 cm;淋溶層(A層)5~10 cm,淀積層(B層)6~15 cm,母質層(C層)5~15 cm,土層厚度18~25 cm;地表礫石較少,土壤中巖石、碎屑含量在10%~20%左右,立地條件一般。
4.1.2 樹種組成和層次
林分樹種組成是同齡單層側柏純林,平均年齡58 a,林內零星分布有部分刺槐和君遷子;林下無實生側柏幼苗;灌木蓋度10%~20%,主要是黃荊、鼠李、花椒;草本蓋度20%~40%,主要是牛筋草、拉拉秧等。
4.1.3 林分發育階段及健康狀態
林分已經進入發育演替階段的質量選擇階段,林內已經出現較為顯著的林木差異,主林層發育狀況良好,干形通直圓滿。6個標準地內有瀕死木1~9株,無枯立木,樹木生活力1、2級樹木63~135株,占到標準地株數的81%~85%。
4.2.1 立地條件
海拔高度398~426 m,坡度13°~15°;土壤類型為褐土,土壤質地為中壤,土壤堅實度堅實,pH值6.8,母巖為石灰巖;枯落物蓋度50%,枯落物層(O層)1.0 cm;淋溶層(A層)10 cm,淀積層(B層)11 cm,母質層(C層)10 cm,土層厚度18 cm;地表礫石較多,土壤中巖石、碎屑含量在10~20%左右。立地條件一般,較適宜營造側柏交的森林生態群落。
4.2.2 樹種組成和層次
林分樹種組成是同齡單層側柏純林,平均年齡58a,林內零星分布有部分刺槐和君遷子;林下存在著實生側柏幼苗,幼苗平均高度0.2 m,幼樹更新頻度為20株/畝;生長狀況一般;灌木蓋度20%,主要是黃荊、鼠李、花椒;草本蓋度40%,主要是牛筋草、苦菜、拉拉秧等。
4.2.3 林分發育階段及健康狀態
林分已經進入發育演替階段的質量選擇階段,林內已經出現明顯病蟲災害。兩個標準地林內的分別為側柏瀕死木12株,枯立木1株,樹木生活力1、2級樹木82株,占到標準地株數的73%;瀕死木6株,枯立木1株,樹木生活力1、2級樹木105株,占到標準地株數的86%。
本次試點共涉及淄川區國有林場側柏純林林相精準提升6個小班,37.33 hm2;低效林改造2個小班,13.33 hm2。
該經營類型林分結構主要以側柏單層純林為主,已經進入林分發育演替階段的質量選擇階段。現在林分的經營主要面臨著兩個問題,第一林內已經出現較為顯著的林木差異,但是由于林分密度等各方面的制約,阻礙了生活力強的林木快速生長,林木單位蓄積量不高;第二是林下天然更新不足,缺乏形成復層林的潛力。主要計劃采取以下幾種經營策略:
(1)在2021年7~8月進行。按照保留目標樹、輔助樹、一般樹,砍伐干擾樹的原則進行單株木擇伐。采用目標樹經營作業法,選擇林分中生活力強、干材質量高、無損傷、冠形好的優秀林木個體標記為目標樹,重點培養目標樹,促進目標樹的快速生長;將生活力不高、質量不好且顯著影響目標樹正常生長的林木個體標記為干擾樹,對干擾樹進行采伐利用;其他樹木標記為輔助樹或其他樹,作為保留木繼續培育。采取修枝等措施,促進林木單株生長量的增加,快速提高單株林木的蓄積和干材質量。
(2)根據林分狀況,采取補植、間伐、調整樹種等多種方式和帶狀改造、林冠下更新、群團狀改造等措施,提高林分質量,改善林分殘破的林相。通過人工促進天然更新或補植幼苗的方式,增加林下更新,促進林分形成異齡復層結構。
(3)在2021年10~11月選擇黃櫨、連翹進行補植。以沿林緣部位根據適地適樹的原則,采取條帶狀、群團狀、林冠下等方式種植彩色樹種,以達到增強森林風景觀賞和利于森林防火的目的,同時還便于分清山林權屬界限。
該經營類型是由于遭受雙條杉天牛的侵害,林分內部分樹木受害嚴重,出現枯死、干稍現象,樹勢衰弱,在自然條件下難以通過自身來抵抗病蟲害的侵害,恢復正常生長。主要計劃采取以下幾種經營策略。
(1)在2021年7~8月進行。按照保留目標樹、輔助樹、一般樹,對現有林分進行改造,伐除受害嚴重的枯死木、瀕死木,對于影響目標樹生長的干擾樹掛紅牌標識,進行伐除,使得目標樹具有充分生長的自由樹冠和生長空間。同時結合疏伐,將小班內其它樹種全部伐除。
(2)雙條杉天牛防治要及時進行。一是及時清理枯死木。加緊砍伐清理枯死木,對枯死木伐根用40%氧化樂果乳油和礦物油打孔注藥并用塑料布覆蓋后埋40 cm高的土堆掩埋處理。二是加強撫育管理。對生長衰弱的樹木及時撫育管理,增強樹勢,提高抗性;對干枯的側枝進行修剪,使其通風透光,減輕病蟲侵害。三是實施藥物和生物防治。在2021年6月份,采取釋放腫腿蜂的方法進行生物防治,殺死初孵若蟲。四是要防止蟲害蔓延。砍伐的樹干必須經過剝皮后才允許外運加工,樹皮和樹枝集中燒毀。同時做好預防小蠹蟲等次生性害蟲的暴發和流行,同時要做好監測工作,確保及時防治。
(3)在2021年10月底前將衛生伐和修枝撫育產生的可用材要及時運出,獲取一定的經濟收益。在各項撫育工作結束后及時完成廢棄物清理工作,以減輕森林防火壓力,林內撫育剩余物清理標準為林內不能存有直徑3 cm和長度超過50 cm以上樹枝。
(4)在2021年10~11月根據立地條件以及造林成活率等因素,選擇五角楓采用健康無病害土球截桿苗、黃櫨和連翹采用健康無病害裸根截桿苗進行補植[12~14]。
由于本次林場森林質量精準提升工作尚未完全結束,特別是補植樹種黃櫨、五角楓、連翹等,還未栽植。待工程結束后,再對側柏純林林相精準提升、側柏純林低效林改造這兩種策略進行一次系統評價。為科學開展撫育、改造,逐步優化森林結構,提高森林質量提供實踐經驗。