曹怡立

(辽宁省沙地治理与利用研究所，辽宁 阜新 123000)

相对于天然林，人工林在经营一定年限后易衰退。早在1923年，Werdeman报道称德国云杉人工林出现衰退现象，20世纪50年代，瑞南南部也发现了森林大面积黄化枯梢、落叶等衰退现象，随后欧美等发达国家相继出现森林衰退。我国20世纪80年代在重庆南山首次发现马尾松林衰退现象，在此之前已有专家对人工林衰退的机制做了大量的研究试验。随着全球气候环境的不断变化，世界范围内人工林的林分衰退问题越来越多[1,2]。由此可知,如何保持人工林长期稳定成为了世界性的技术难题[3,4]。

樟子松的抗旱、抗寒能力强，耐瘠薄的土壤条件，综合性状优良，在北方干旱地区起到积极的防风固沙、水土保持效果，是辽西北干旱地区营建人工固沙林的先锋树种，在当地曾大规模推广种植[5]。樟子松原产地为我国的大兴安岭、呼伦贝尔红花尔基地区。20世纪末樟子松人工林衰退现象明显，具体表现为病虫害频繁侵染、枝梢枯萎发黄、树木长势不佳，严重的导致死亡[4]。

位于科尔沁沙地东南缘的彰武县章古台镇的樟子松人工林多数营建于20世纪90年代，树龄最大的已经有近30a，人工林内的海拔平均227m左右，土壤类型主要为风沙土，沙层厚度平均126m左右，当地气候干旱，降雨量远远低于蒸发量，年均降水量为476mm，以6—8月居多，年蒸发量平均在1560mm以上。章古台沙地樟子松人工林在当地防风固沙、抵御干旱风沙等自然灾害、控制水土流失程度、维护生态安全方面意义重大。近些年，章古台沙地樟子松人工林中的衰退问题趋于明显，对当地的生态环境安全极为不利，迫切需要对人工林的衰退现象进行控制，以减缓林分衰退的速度。为了有效地遏制章古台沙地樟子松人工林的衰退现象，首先需要结合林区的实地考察、调研等措施对当地樟子松的衰退机制开展进一步的研究，分析出樟子松人工林衰退的原因，以结合实际制定出章古台沙地樟子松人工林可持续经营的措施。

1 章古台沙地樟子松人工林衰退的原因

1.1 地下水位有所降低

章古台的年降雨量稀少，远远小于年蒸发量，近些年的干旱气候，加上当地垦荒导致地下水位的降低。此外，章古台地区硅砂矿的大规模开采，很大程度上影响了当地的生态环境，其中地下水系的流失、水位降低是最为直接的一个影响。章古台地区近些年来一直积极造林治沙、发展沙漠农业等，使本来就贫乏的水资源更加供不应求，地下水位处于连年下降的态势，加上近几年全球气候的异常变化，章古台地区遭遇了持续的干旱少雨气候，也严重影响了区域水分资源的补给。以上多种因素导致了章古台沙地樟子松人工林内土壤资源匮乏，处于输入量一直小于输出量的状态，亏缺严重，地下水位持续降低，当降低到樟子松根系无法利用的深度时，则必然导致樟子松的衰退[6.7]。

1.2 土壤中养分失衡，相对不足

经过近几年对章古台沙地樟子松人工林的土壤养分情况开展调查，发现土壤中养分不均衡且相对不足，整体肥力水平低，如有机质含量低(处于全国土壤养分含量分级标准中的6级水平)、速效钾含量水平中等偏下(4～5级水平)、碱解氮与速效磷的含量均偏低(6级水平)，此外，土壤中pH值的范围偏碱性，此种环境不利于有机质的分解以及各养分的释放、转化、迁移等。由此可知，章古台沙地土壤肥力水平不佳，供给养分能力不够，地力的衰退趋势明显，导致了樟子松人工林的长势不佳、出现衰退现象[8,9]。

1.3 营林措施不到位，林间郁闭度过大

通过对章古台沙地樟子松人工林的调查发现，林间存在密度过大、郁闭度过高、结构合理性不够等问题。如树龄20～30a的樟子松人工林内，郁闭度达到了0.75，平均密度约1660株·hm-2，25a树龄的樟子松胸径平均10.05cm，树高平均11.32m左右。过大的林分密度造成了微环境不佳，影响到植物的通风、接受到的光照资源以及空间资源等，一定程度上阻碍了其生长，出现林分衰退现象[1,10]。

2 章古台沙地樟子松人工林可持续经营的技术措施

2.1 对现有的人工林结构进行适当调整

针对目前章古台沙地樟子松人工林现状，可对林分的结构进行适当调整，具体可从以下3个方面开展工作。对于已经表现衰退现象的林分，可将彻底衰退的林木进行清除，并实施封育措施，创造利于林分恢复的条件。对于衰退现象不明显的樟子松人工林，如果林分的密度过大，则需要大量的水资源，由于沙地的水资源匮乏，因此可结合林分实际开展不同强度的间伐，维持在林分的需求与水资源处于相对平衡的状态。对于一些需要重新进行改造或者营建的林分，需要结合当地的水资源现状以及营林目标针对性实施[11]。

2.2 改人工纯林为混交林

通过将章古台沙地上的樟子松纯林改造为混交林，可以发挥出纯林没有的优势，有利于提高土壤中的养分水平、改善林间水分条件、增加物种多样性、提高林分结构稳定性及生产力、增强林间抗逆能力等。由此可知，需要结合章古台沙地实际对樟子松纯林进行改造、营建混交林，以改善当前林分衰退、提高林分稳定性、实现樟子松的可持续经营。结合生态效益、社会效益等多个方面进行植物科学配置，将当地樟子松纯林改造成混交林，整体上提高林分的功能，形成复合型的林分经营模式，在提高林间生态系统稳定性、对林分的衰退现象进行控制的基础上提高区域的生态效益、社会效益、经济效益[12]。

2.2.1 区域生态效益

营建密度合理的混交林、形成多功能的复层林分，有利于改善林间的郁闭度，不仅可以使林间的通风透光性得到改善，还可以减少林间阳光的直射，避免土壤温度昼夜温差过大，减少水分过快蒸发。此外，复层的林间植被还可以对自然降雨进行截留、补充林间植物生长所需的水分。复层林分下生物多样性好于纯林，有助于樟子松针叶的分解，增加土壤内养分含量。沙地上土壤主要为风沙土，沙粒的含量超过95%，腐殖质含量低，整体固持养分的能力差，复层的混交林间植被较纯林有所增加，对减少土壤养分的流失起到积极作用，有助于形成稳定的生态系统，提高防风固沙的效果[12-14]。

2.2.2 社会效益

通过采取樟子松与一些草药等植物的间作，营建林药间作林、林草共植等农林复合经营模式，带动了药材、放牧等相关产业的发展，取得一定的社会效益，有助于提高广大农户参与生态环境治理的热情，推动林药、林草等经营模式的发展，还有利于对区域的产业结构进行调整，实现区域经济的低碳化发展，此外相关产业的发展必然解决更多的人就业，缓解当地的就业压力，对社会稳定、区域经济的发展非常有利，社会效益明显[15]。

2.2.3 经济效益

对林地利用效果进行评价的综合技术经济指标即为林地的生产率，一般用单位林地面积上的立木蓄积产量或者产值来表示[1]。樟子松生长速度快，因此纯林上的生产率相对比其它普通乡土树种、一些经济作物更高，而通过在纯林内营建乔木、地被植物、灌木等混交林，使林地综合生产率有所提高。营建的林药、林草等林分，通过科学合理的管理，可以提高药用植物、饲草等植被的产量，创造出更多的价值，取得较好的经济效益。

2.3 科学选择营建混交林的植物类型

章古台沙地樟子松人工林的生态条件相对较差，因此混交林植物类型的要求抗性能力强、价值相对较好。一般乡土植物适合在当地特定的生长条件下生长，通过长时间的优胜劣汰，保留下来的乡土植被对当地的光照、土壤、水分等环境因子条件形成一定的适宜性，因此混交林植被建议主要选择当地的乡土植物类型。章古台当地有着丰富的乡土植被资源，包括药用植物、饲草植物、食用植物等，对这些乡土资源进行充分利用，与樟子松人工纯林进行大规模的间作或者混交等，可将乡土植物在当地具有较强适应能力的生态效益发挥出来，以取得更佳的经济效益，形成的复合式林分结构更稳定、抗逆能力更强，对森林病虫害有着很好的抑制效果，有助于缓解人工纯林的衰退现象，更好地发挥出防风固沙、水土保持的效果[16]。

2.4 因地制宜地推广不同的樟子松混交林模式

结合各地实际，适合推广的樟子松混交林模式有所差异。章古台沙地樟子松人工林的改造模式主要包括以下几种。

2.4.1 樟子松与地被

樟子松与地被模式在章古台沙地上主要有林药间作、林草共植等，即在现有的樟子松人工纯林下选择有较好药用价值、食用价值的植被(包括沙葱、射干等)进行合理配置，以提高林分群落的稳定性，增加生物多样性；也可以在人工纯林内选择经济效益较好的牧草(如燕麦草、蒙古冰草等)进行合理配置，营建高效稳定的林牧复合林分，以对樟子松人工纯林内的水分、温度、养分等条件起到很好的协调改善效果。通过推广林草、林药等长短期效益兼具的模式，可以进一步巩固之前营建樟子松人工纯林的经营效果，又可以增加药用植被、牧草的经济效益，发挥出更好的生态效益、经济效益。

2.4.2 樟子松与灌木

灌木丛对改善土壤肥力的效果较好，为了提高樟子松人工林的综合生产力，可利用灌木丛的这一特点选择灌木与樟子松进行混交，章古台沙地适合的乡土灌木树种包括沙棘、胡枝子、暴马丁香。一般来说，阔叶类灌木丛的枝叶长势繁茂，林间枯枝落叶量大，对减缓林间水分的蒸发、改善土壤养分结构有着很好的作用[17]；胡枝子灌木固氮效果好，通过樟子松与胡枝子的混交，对樟子松人工纯林土壤养分组成的调整效果明显。此外，一些药用、饲料、绿肥类的灌木种植在樟子松人工纯林内，可以增加林间经济效益，实现综合效益的提高。

2.4.3 樟子松与乔木

章古台沙地樟子松人工林的改造还可以选择樟子松与乔木进行混交，形成樟子松与针叶类(包括油松、彰武松、赤松等)或者阔叶类乔木(如河北杨、刺槐、山杏、榆树等)的混交林，此类混交林在沙地上营建时一般采取带状混交的模式。结合现有的樟子松人工纯林，科学搭配混交树种，营建起针叶与针叶、针叶与阔叶混交林分，有助于改善土壤养分结构，增加生物多样性，发挥出更好的防风固沙效果。