摘 要 楊樹人工林是甘肅太子山國家級自然保護區主要林業資源之一,近年來存在一定的林分退化問題。為給太子山國家級自然保護區的楊樹人工林修復工作提供參考,詳細分析太子山國家級自然保護區楊樹人工林退化的原因,主要包括樹種結構單一、土壤貧瘠化、水土流失、自然災害、管理不善及林分老齡化;并針對不同成因,提出優化樹種結構、改良土壤條件、提高林地水土保持能力、落實防震減災工作、強化經營管理及加強老齡化林分管理等修復方案。
關鍵詞 楊樹;退化林;修復技術;太子山國家級自然保護區
中圖分類號:S718.5 文獻標志碼:C DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.23.056
在當前全球生態環境保護與可持續發展的背景下,森林資源作為地球上至關重要的生態系統組成部分,其健康狀況直接影響生物多樣性維護、碳循環平衡及人類社會福祉[1-3]。甘肅太子山國家級自然保護區(以下簡稱太子山保護區)作為我國生態安全屏障體系的重要組成部分,承載著豐富的生物多樣性和獨特的生態系統服務功能[4]。然而,近年來,受氣候變化、過度采伐、病蟲害侵襲及人為活動干擾等因素影響,太子山保護區內的天然林,特別是楊樹林退化現象日益嚴重,不僅威脅當地生態系統的穩定性和恢復力,而且影響區域的生態安全[5-7]。筆者將研究深入分析太子山保護區楊樹林的退化原因,并提出一套針對性強、可操作性強的楊樹退化林修復方案。
1" 太子山保護區基本情況
太子山保護區位于臨夏州與甘南州之間,地理坐標為102°43′E~103°42′E、35°02′N~35°36′N,海拔在2 200~4 636 m,總面積84 700 hm2,屬溫帶大陸性氣候,年平均氣溫5.1 ℃,降水多集中在6—8月,年平均降水量660 mm,無霜期110 d左右。太子山保護區內植物資源豐富,共有維管束植物839種,國家重點保護植物有水曲柳、桃兒七等18種。保護區內廣泛分布20世紀七八十年代營造的楊樹人工林,面積近0.13萬hm2,均已經進入成過熟期,多存在林分退化的情況。
2" 退化成因
2.1" 樹種結構單一
太子山保護區楊樹人工林大部分為純林,樹種結構單一,林分結構簡單,使得人工林抵御外界環境變化的能力較差。單一樹種易遭受病蟲害的大規模侵襲,一旦發生病蟲害,易導致整片林木衰亡。例如,東灣保護站1林班11小班29.2 hm2、4林班4小班7.2 hm2的楊樹人工林曾遭受楊扇舟蛾、光肩星天牛為害,林分受到不同程度的損害。單一樹種還會導致林地生物多樣性降低,林下植被貧乏,動植物種類組成相對簡單,一旦受到干擾,生態系統很難快速恢復[8];同時天敵匱乏,無法充分發揮對病蟲害的抑制作用,阻礙林分健康生長[9]。
2.2" 土壤貧瘠化
楊樹是對土壤肥力要求較高的樹種,然而太子山保護區早期缺乏科學管理,營造人工林時對造林地考慮不周,部分楊樹人工林土壤貧瘠化問題嚴重。貧瘠的土壤無法滿足楊樹生長所需的多種養分,直接導致楊樹生長矮小、枝條細弱、病蟲害加重等一系列問題。同時,貧瘠的土壤加劇了林地的干旱化。此類土壤保水保肥能力差,雨季徑流量大,造成大量水分和養分的流失;而在干旱季節,土壤又難以為植株提供充足水分,雙重影響造成楊樹生長衰弱,進一步加劇了楊樹人工林的退化。
2.3" 水土流失
太子山保護區內的楊樹人工林多位于丘陵山地,地形陡峭,且常年植被覆蓋率低,易出現水土流失問題。雨季來臨時,表層松軟的熟化土壤被大量沖刷,帶走大量有機質和養分,林地只留下貧瘠的砂礫層[10]。表土流失、土層變淺、土壤結構被破壞,林木根系無法正常生長和吸收養分,長期如此導致林木生長緩慢甚至衰亡,林分逐漸退化。水土流失伴隨的水土鹽漬化、沙化等問題也逐漸導致林地徹底不適合林木生長,迫切需要采取措施進行修復。
2.4" 自然災害
干旱、洪水、風雪冰凍等自然災害會直接導致人工林衰退。其中,干旱災害對楊樹林危害最大。楊樹生長對土壤水分要求較高,但目前太子山保護區很多人工林區域降雨分布相對不均,汛期集中降雨又易造成澇害,加之林地缺乏合理的排水系統,加劇了林分衰弱。
2.5" 管理不善
科學規范的經營管理是維護人工林健康的關鍵,但受制于資金、技術、人員等,保護區經營管理工作做得不夠到位,導致楊樹人工林退化問題逐漸凸顯。1)缺乏科學合理的施肥制度。早期營林過程中,為降低成本等因素,太子山保護區對楊樹人工林的施肥量稍有不足,加之施肥方式粗放,導致土壤貧瘠加劇,林分逐漸退化。2)缺乏及時有效的病蟲害防治。受防治手段落后、投入不足、病蟲害抗藥性增加等因素影響,林場常年存在小面積的病蟲害,部分年份更是大規模暴發,導致楊樹人工林退化。3)過度開采問題嚴重。為滿足市場對木材、纖維原料等林產品日益增長的需求,太子山保護區早期存在大規模過度采伐的問題。過度采伐后,人工林樹齡結構失去平衡,呈現萌條密集、大樹稀疏的狀態;加上過度采伐加劇了林地內部小氣候的惡化,進一步制約了林木的正常生長。
2.6" 林分老齡化
保護區的楊樹人工林多為20世紀七八十年代營造,多為成過熟林,林分老齡化問題嚴重,林相逐漸退化。太子山保護區缺乏對老齡林的撫育和更新換代,林齡愈加老化,導致退化進程加速。
3" 修復對策
3.1" 優化樹種結構
針對單一樹種結構帶來的種種不利影響,太子山保護區需要積極調整林分構成,豐富樹種多樣性。例如,可在適生區域引種其他闊葉樹種(白樺、碩樺等)與楊樹混交,形成混交林;也可以嘗試采用針葉樹種(落葉松、側柏等)營造針闊混交林,提高林分的抗性和恢復能力。混交林不僅能有效改善小氣候條件,還能增強林分抵御病蟲害的能力,降低大規模蔓延的風險,確保林分穩定。此外,生物多樣性的提高將增強生態系統的穩定性和恢復能力。
3.2" 改良土壤條件
貧瘠的土壤是導致林木生長衰弱的關鍵因素。因此,太子山保護區需要采取一系列措施改良林地土壤環境。例如,可以增施基肥和種植綠肥,補充土壤養分;通過深翻或人工松土,疏松土層結構,改善土壤通氣排水狀況;適當撒播草種或種植林下植被,增加林地植被覆蓋,減少水土流失的情況;在合適的區域種植豆類等固氮植物,提高林地養分利用效率的同時提供一定的經濟價值。
3.3" 提高林地水土保持能力
太子山保護區需要因地制宜地實施水土保持工程措施。針對陡坡地區可采取造林綠化、撒播草籽等種植措施和鋪設防護網、修建排水溝等工程措施相結合的辦法,從根本上遏制水土流失。針對水土流失嚴重的區域,可修筑攔沙壩、擋土墻等臨時性設施,阻滯泥沙外流。同時,可加大封山育林力度,提高植被覆蓋率。具體而言,太子山保護區應合理規劃封育區,分期分批實施封育,使林地得到有效保護和恢復;還可輔助采取補播、補植等措施,盡快恢復林地植被,提高植被覆蓋率,從根源上解決水土流失問題。此外,應加強水土保持宣傳,提高人們保護林地資源的自覺性;同時加強對從事生產建設活動人員的培訓教育,提高其可持續發展意識。
3.4" 落實防災減災工作
1)為緩解干旱問題,太子山保護區可在楊樹人工林周邊修建蓄水池塘,條件允許的地區還可設置節水灌溉系統,緩解干旱脅迫;長期連續干旱時,采用人工降雨的方式提高林間濕度,增強樹木抗性,降低森林火災的發生風險。2)洪澇方面,需要完善楊樹人工林內的排水系統,減輕雨季澇漬、洪水對林木生長的影響。3)為抵御風雪、凍害,可對弱勢木、老齡木等抗性較低的植株進行防寒處理,如包扎樹木、樹干涂白等,條件允許的地區可在入冬前澆足封凍水,保墑保濕,避免凍土直接傷及根系。
此外,要重視修建、加固林區道路,提高保護區對各種災害的響應速度,降低二次災害發生風險;建立健全災害監測預警系統,組建專業災害監測隊伍,加強對氣象、地質、生物等方面的監控,及時發現并預警可能發生的自然災害;建立多渠道的信息發布機制,提高預警信號的覆蓋面和滲透率;制訂相應的應急預案,加強演練,細化各類自然災害的應急響應方案,包括人員疏散、搶險救援、恢復重建等多個環節,增強實戰能力;同時每年組織相關部門和人員開展桌面推演或實景演練,檢驗預案的可操作性。
3.5" 強化經營管理
1)加大財政投入力度,為經營管理提供資金保障。具體而言,太子山保護區可向上級林業、財政部門爭取專項資金支持,確保日常林業經營管理工作正常開展;同時明確、合理規劃資金去向,提高資金使用效率。2)加強人才隊伍建設,提高管理隊伍專業素質。例如,可完善人才引進政策、提高員工工資待遇,通過多種途徑吸引林業專業技術人員。同時,定期組織在崗人員參加專業培訓,不斷提升其業務水平;還要建立科學合理的績效評價考核機制,調動工作積極性。3)建立健全管理經營制度及標準,編制科學的經營規劃和制定各項管理制度,對撫育間伐、施肥、病蟲害防治等關鍵環節做出明確的制度約束。林分撫育方面,對于林分結構不合理的林分,及時實施適當的間伐撫育,淘汰部分過密、矮小、生長緩慢的萌條和幼齡林,減小個體間生長資源的競爭;保留并培養優良大徑材,形成疏密有致的林分結構,保證林分各徑級林木分布均勻,樹冠呈現自然層梯狀,以增強林分抵抗自然災害的能力。施肥方面,對于因土壤貧瘠導致退化的林分及時開展土壤養分含量檢測,根據檢測結果定制施肥方案,補充土壤養分含量,促進林分生長與恢復。病蟲害防治方面,需要對林分病蟲害發生情況進行定期監測,發現病蟲害后綜合采用物理、化學、生物方法進行防治,嚴防病蟲擴散。4)借助現代化管理手段,提高管理水平;積極應用“3S”技術、無人機、智能化預警監控等系統和設備,實現林業經營管理的精準化和智能化。
3.6" 加強老齡化林分管理
太子山保護區需要科學評估老齡林分狀況,并以此為基礎組織專家編制詳細的營林經營更新方案,合理確定更新對象、方式、強度和進度,對老齡林分實施分批、分期的更新改造。對于過熟的老齡林分,及時實施適齡砍伐,減少火險隱患;同時根據地塊具體情況選擇適宜的更新方式進行林分更新,以恢復合理的林分結構和年齡梯次。
4" 結語
筆者對太子山國家級自然保護區楊樹退化林的成因進行分析,發現該地區楊樹林退化的因素主要包括樹種結構單一、土壤貧瘠化、水土流失、自然災害、管理不善及林分老齡化。基于此,針對性地提出優化樹種結構、改良土壤條件、提高林地水土保持能力、落實防震減災工作、強化林分經營和加強老齡化林分管理等6項修復措施。太子山自然保護區在進行楊樹退化林修復時,還應綜合運用多種策略和技術,既要注重生態學原則,也要考慮經濟可行性和社會接受度,實現生態保護與可持續發展的和諧統一。
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(責任編輯:張春雨)