李 勇，赵柒新

(1.武汉市蔡甸区洪北林场，湖北 武汉 430100；2.武汉市蔡甸区林业科学技术服务中心,湖北 武汉 430100)

1 引言

人们对木材的需求量随着经济的发展而不断增大，为了更好地满足人们对木材的需求，需要将人工林作为天然林的资源补充，促进人工林的发展也是当今林业的发展趋势。人工林的植物品种中，杨树因为适应性强、生长迅速、抗性强等特点在人工林种植中具有显著的优势，因此成为我国速生丰产林的主要树种，也是实现用材林定向培育和木材加工利用的主要树种。杨树人工林种植的范围广泛，近些年来人们对木材的需求大增，为杨树人工林的培育产业提供了良好的契机，但是在有限的造林林地的范围内，只能采用短轮伐期和连作的经营方法，由此造成杨树人工林的退化。近些年各大林场也是如此，一方面，杨树人工林在速生丰产；另一方面，这些杨树林地的地力处于衰退的状态。研究杨树人工林退化的表现和具体原因便于提出杨树人工林的恢复策略，从而为满足人们对木材的需求提供重要方法依据。

2 杨树人工林概况

杨树人工林是我国主要速生丰产林的重要树种，其种植范围广阔，包括整个华东地区和华北地区以及黄河流域都有种植。杨树人工林目前的培育方式较为单一，主要采用短论伐期和连作的经营方式，以此达到永续经营和连续利用的效果，以保证最终能够满足市场对木材的大量需求。出现这种不顾地力衰退也要连续经营的杨树人工林经营方式，还有一个现实的因素是我国用于造林的林地有限。当前，我国杨树人工林大多具有土壤肥力下降、土壤理化性质变化的现象，呈现出方方面面的问题。比如林分生长表现衰退，主要是杨树面对各种自然干扰，具有较差的抗逆能力，尤其是对病虫害的发生束手无措。再比如多树种出现枯死现象，杨树人工林多数立地条件差，具有较低的土壤肥力，再加上其他方面因素的影响，造成树木大面积枯死。还有人工林发展不平衡，单一树种造成物种发展不均衡。林分机构单一也是杨树人工林目前出现的问题之一，具体是指森林或林场结构不合理，不同年龄段的林木所占比例不均衡，最终导致森林的生态功能相对较差。

3 人工林退化的相关概念

所谓的人工林是指一种特殊的生物群落，具体特殊之处表现在人为控制下。人工林的生态系统并不稳定，主要原因在于其结构简单、物种单一，并且受到人类活动很大的影响。关于人工林退化的相关概念主要有土地退化和林地地力衰退、人工林长期生产力维持。

土地退化指的是在不合理的土地生产条件下造成土地在数量和质量上的破坏。林地地力衰退指的是林地的生产力下降，主要指林地由于土壤肥力下降等造成的林木生产能力的下降。人工林长期生产力维持的定义目前在学术界尚没有定论，关于这方面的研究内容较为广泛，从发表的文献上来看，对人工林长期生产力维持的研究侧重于连作的生产力等原因所引起的土壤质量的改变等。

4 杨树人工林退化情况分析

4.1 退化情况

林场退化的表现是多方面的，其中最为直接的体现便是人工林生产力下降。林场所种植的杨树品种主要是意杨，通过实践和理论研究发现，与第2代人工林相比，林场意杨第3代、第4代人工林的平均胸径分别下降43.6%、54.8%；平均树高分别下降23.5%、43.2%。

其次，林场退化表现为林地土壤理化性质恶化。同第1代杨树人工林相比，第2代杨树人工林的土壤透气性较差、土壤pH值有所提升，呈现碱化趋势。最后，林场林地养分逐渐匮乏，表现在随着人工林经营年限、连作代数的增加，大量营养元素被消耗，从而引起地力衰退。

4.2 退化原因

杨树人工林退化的原因是多方面的，造成林场杨树人工林退化的主要因素是以下几个方面。

4.2.1 病虫害严重

林场杨树人工林病虫害现象较为严重，由此导致的杨树人工林被毁是一个大面积范围内的现象，从而导致人力、物力、财力的损失。意杨是烘焙林场主要种植的杨树人工林品种，其受到云斑天牛的危害高达80%。杨树人工林病虫害严重的原因主要在于：首先，特殊地域特殊气候条件，造成杨树病虫害的发生；其次，林场中的杨树抵抗病虫害的能力较弱，这同林场大面积栽植单一系林木有着直接的联系，病虫灾害发生频繁；再次，林场工作人员对病虫害的认识存在不足之处，没能在第一时间采取防治杨树病虫害的措施，造成林木生长的退化。

4.2.2 林场管理不合理

林场对杨树人工林实行的管理方式是粗放的经营方式，不论是对其的栽培还是具体的管理都是不合理的，管理不善是造成林地退化的一个主要原因。目前林场杨树人工林栽植的地理位置多在立地条件差、土壤肥力低的沙荒地、丘陵地，这些地段的含水量偏低，难以满足杨树人工林对水分的需求；而且这些地段的土壤也难以达到杨树人工林所需要的疏松透气的要求。此外，林木生产量下降还同植物品种选择不恰当有关。植物种植密度是否合理、抚育措施是否到位都是影响林木生产力的重要因素。林木植物栽培密度过大，就会造成林木遮挡光照，使林下植物所获取的营养空间变小。最终导致的后果就是林下灌木和草本植物的生物多样性不足。

4.2.3 杨树的化感作用

杨树的化感作用与杨树的生长繁衍有着紧密的联系。在根际土壤中一些酚酸物质的逐代累积会造成杨树人工林的地力衰退，并且对杨树的光合作用、呼吸作用等生理功能都产生不利影响，对杨树的根系生长发育同样具有破坏性作用，导致杨树人工林生长量的减小。不仅如此，连作杨树人工林土壤中酚酸物质的累积对林地土壤微生物数量、酶活性均有不利影响，导致土壤物理结构的恶化，对林地养分循环造成不良干扰，加速杨树人工林地力衰退。另外，杨树人工林土壤还会因为机酸类同金属元素形成的螯合物对土壤pH值的降低而酸化，从而降低微生物多样性，使林木生产力下降。相关研究发现，高浓度酚酸类物质会对杨树幼苗根系的平均根面积、平均根长等造成不利影响，严重的还会造成树幼苗根尖坏死。

5 杨树人工林的生态恢复策略

5.1 加强对杨树人工林生态系统的管理

林场杨树人工林经营管理成功的一个重要保障就是要做好杨树人工林的生态系统管理，只有维护好杨树人工林生态系统的平衡，才能保护林地生物遗传的多样性。具体的管理措施包括：对原有的天然植被加以保护，在原有林地植被的基础上造林，可以有效保持现有林地的生态平衡和群落协调。

5.2 生物多样性保护

为了保护生物多样性，采取的主要方法是经常性地对杨树和其他植物进行轮作。对于林场的土壤而言，连栽大大加剧了地力衰退，所以应当避免杨树的多代连作，以使杨树人工林的土壤条件得到改善，减少杨树根际化感酚酸类物质的积累，提高土壤活力，丰富土壤微生物种类。相关研究表明，杨树与不同树种混栽所包含的土壤微生物量碳和微生物量氮相较于纯杨树林要高得多。综上，林场可以通过混栽杨树、玫瑰、沙棘来保障生物多样性。

5.3 生产力调控

地力衰退会对杨树生产力产生不良的影响，为了更好地调控杨树人工林的生产力，应当采取恢复地力的措施，同时采用科学的经营方式形成生态林业的良性循环。林地间作就是一种通过对林场地力、空间进行充分利用，从而改善林场土壤理化性质的方法，进一步提高林木产量。此外，不同林龄的杨树复合系统比单作的林场表现出更强的吸收、固定碳的能力，所以可以推广使用农林复合生态系统，以提高杨树人工林生产力。综上，在合理选择间作对象的基础上采用林草间作或林药间作的复合经营模式，能够改善土壤理化性质、提高杨树生产力。

6 结语

杨树人工林退化是一个普遍的现象，在世界范围内都存在，这一问题引起了我国相关部门和广大林业工作者的高度重视。纯林连栽经营模式是造成杨树人工林地力退化的一个主要原因，但是考虑到我国国情和林情，这种状况在短期内仍将存在下去。随着研究的不断深入，人们发现可以通过一些方法措施来改变杨树人工林退化的现象，比如采取加强对杨树人工林生态系统的管理、生物多样性保护、生产力调控的策略便于杨树人工林恢复良性的生态系统，改善林场的土壤性质，增加土壤酶活性，从而实现杨树人工林的可持续经营。