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关于阔叶红松林生态系统恢复途径的探讨

2013-04-12孟庆彬王清君张忠林屈红军

关键词:红松林阔叶树次生林

孟庆彬 王清君 张忠林 屈红军,2*

(1.黑龙江省伊春林业科学院,黑龙江伊春153000;2.东北林业大学,黑龙江哈尔滨150040)

阔叶红松(Pinus koraiensis)林是我国东北东部山区地带性顶极森林,天然红松是像化石一样珍贵的古老树种,是全球生态系统数十亿年进化史的一部分,是我国极为重要、极为珍贵的森林资源。由于建国前日俄在东北林区大肆掠夺和开发,以及建国后为满足经济建设需求,对东北林区进行了大规模开发利用,使得天然阔叶红松林资源逐年锐减,处于濒危境地。以伊春林区为例,建国初期,天然阔叶红松林面积约80万hm2,蓄积在1.3亿m3左右。而现在,以自然保护区和母树林形式保护下来的比较完整的阔叶红松林仅5.5万hm2,蓄积约750万m3,是建国初期的6.9%和5.8%;另外还有190万m3的天然红松林木散生于其他林分中,其余大部分退化为天然次生林、过伐林和人工林。几十年来,专家学者不断探索阔叶红松林的恢复,并提出了次生林的栽针保阔途径。目前,天保工程二期已经实施,这为进一步采取经营措施,实施森林保育赢得了又一历史机遇,从而进一步探索阔叶红松林的恢复途径,有利于解决阔叶红松林的恢复与重建问题。

1 次生林(栽针保阔)途径

栽针保阔的含义是:人工栽植针叶树(红松),保留天然更新的多种阔叶树,形成红松针阔混交林。栽针保阔理论是为了加速阔叶红松林的恢复,根据自然演变规律,立足于充分发挥天然生产潜力并加以适当的人为措施,重组其合理结构的一套经营体系。20世纪60年代初,陈大珂、周晓峰教授提出栽针保阔是全面经营天然次生林的总途径,但没有引起足够重视。经过几十年的实践证明,这条途径是可行的。80年代,陈大珂、周晓峰、祝宁、赵惠勋等多位老先生多次撰文,对栽针保阔的经营理论进行系统总结[1-3]。但栽针保阔并不是次生林的一种具体经营措施,而是对本区域的天然次生林实行全面综合经营的总途径。

栽针保阔理论提出的依据是红松为中性树种,幼年期光补偿点低,但随着年龄增长,其生长量与光照成正比,这种长期能够忍耐庇荫的特点对其更新是有利的,而且更新过程和阔叶树天然更新密切相关,这些阔叶树给幼年红松庇荫的环境,并有效地抑制灌木杂草滋生,有利于红松的生长发育。但由于栽针保阔理论提出的时间与红松的生活史相比还较短,该理论还有不完善之处,具体的实施原则和方法还需要经过深入的实践来进一步验证。例如林下栽植的红松,幼树生长缓慢,林分郁闭度越大,红松生长状况越差,这给阔叶红松林的恢复和发展带来一定困难。红松具有幼年耐荫的特性,但这不能说明其幼年不需要良好的光照条件。耐荫的特性能够保证红松幼苗在林下长期存活,但并不能保证其在林下较快生长,因此,需要重新审视红松耐荫性与需光性的关系。栽针保阔作为天然次生林实行全面综合经营的总途径是科学的、正确的,但在具体技术措施上还要广泛实践,不断探索,方能加快阔叶红松林的恢复进程。如在栽针保阔初期,通过研究林隙微环境与红松幼苗存活及生长关系,建立冠下红松栽植技术;研究林内红松幼树与伴生阔叶树种及灌木种之间的种间关系,建立冠下红松抚育技术;研究林内阔叶树种天然更新的起源、数量、生长状况及分布格局,建立冠下阔叶树种的保留技术。栽针保阔中期,通过不同上层透光抚育强度控制试验,研究透光抚育对群落树种组成、结构、红松与阔叶树生长过程、林分生产力及生物多样性的影响规律,建立既能合理利用上层林木资源,又能促进保留木和下层红松及阔叶树的生长,并提高林分整体生产力,同时又能够维持群落合理树种组成、结构及生物多样性的近自然经营理论与技术;通过对采伐新形成林隙的更新,在次生林中建立第二代红松阔叶混交林,使其形成由三个年龄阶段树群斑块镶嵌的水平分布及异龄复层的垂直分布,从而探索其可持续经营理论与技术。

2 红松人工林途径

目前,原始红松林资源已消耗殆尽,靠天然更新来恢复阔叶红松林是个极为漫长的过程。以栽针保阔理论为指导,对现有的大面积天然次生林进行人工诱导,可以缩短这一演替进程,但在具体实施过程中,由于林业经营单位的人力、财力所限,加之思想认识的偏差、经济利益驱使和体制政策等诸多因素的制约,影响了这一科学理论在实践中应用的效果。为了不断培育红松林资源,扩大红松种源,缩短森林演替进程,增加单位面积产量,实现速生、丰产、优质、高效的目标,几十年来,对红松人工林问题进行了长期、大量的研究,促进了红松人工林的发展。如早在1933年辽宁本溪草河口地区就开展了红松育苗与人工造林工作,1952年黑龙江尚志进行了红松小面积零星造林,1953年黑龙江带岭和帽儿山等地栽植了红松人工林[4]。此后东北很多林区进行大面积营造红松人工林。但鉴于18世纪一些西方国家“工业毁林”之后,为了追求经济利益营造了大批同龄针叶纯林,同时把尚存不多的原始林也砍光改为人工林,经过连续几代人工林的营造,不仅失去了宝贵的原始林资源,而且造成了地力及抗灾害能力衰退的这一教训,以及红松人工林具有分叉、病虫害等问题,阻碍了红松人工林的进一步发展。

如何正确认识并经营好现有的红松人工林,使其为恢复阔叶红松林发挥重要作用,是摆在我们面前的又一重要任务。总体思路是以红松用材林和果林可持续经营为目标,重点攻克红松人工林生态系统经营技术。通过试验示范,建立适合我国东北地区红松人工林的定向培育技术体系,促使红松林资源得到合理的保护和恢复,不断扩大红松种源基地,为红松的下种更新提供有利保障。如对现有红松人工林的近自然化抚育改造试验、林冠下和林隙更新阔叶树种试验和保留红松林木单株定向培育技术的实施,促使红松人工纯林转化为接近自然的复层异龄针阔混交林,筛选红松人工纯林近自然化经营模式与技术。

3 落叶松人工林途径

落叶松(Larix ssp.)是我国东北地区造林面积最大的树种,其人工林面积达200万hm2左右,占东北地区人工林总面积的55%,该树种生长迅速,轮伐期相对较短。而人工林也有其弊端,存在树种单一,群落结构简单,生物多样性低,稳定性差,病虫害严重和地力下降等一系列问题,20世纪60年代以来,世界范围内出现了人工林地力衰退和生产力下降现象。

当顶极群落受到的干扰在其弹性极限内时,它是具有顽强的恢复能力的,这种恢复能力不仅体现在次生林中,而且也体现在人工纯林中。有关研究表明:只要有种源存在,落叶松人工林内红松和阔叶树就会侵入,这就形成了阔叶红松林的雏形[5]。应该借助这一天然潜力,以近自然经营理论为指导,充分利用森林生态系统自然生长发育规律和与其相关的各种自然力,不断优化落叶松人工林经营过程,使生态与经济的需求能够最佳结合。其目标就是对现有落叶松人工林进行人工调控,逐步发展成为多树种混交、多层次复合、具有异龄结构的接近自然状态的森林。以此为媒介,在落叶松人工林下天然或人工更新红松,实施科学经营、积极诱导,使其向阔叶红松林恢复。如充分利用落叶松适应性强、生长速度快、林分具有较高生产力与较高经济效益的特性,采取集约经营措施,大力发展与培育落叶松人工林,生产木材以满足社会经济发展的需求。同时要减少清林、割灌等抚育作业,注意保护好林内天然更新的幼苗、幼树、灌木及草本种类,以促进落叶松人工林的自然演替进程、维持其生物多样性与群落的稳定性,以便更好地发挥其生态服务功能。应利用落叶松人工林创建森林群落环境,依靠自然力恢复林内硬阔叶树种,特别是水曲柳(Fraxinus mandshurica)、花曲柳(Fraxinus rhyncophylla)、胡桃楸(Juglans mandshurica)、黄波罗(Phellodendrom mandshurica)、蒙古栎(Quercus mongolica)等珍贵硬阔叶树种,然后在其林下栽植红松,初步建立起来地带性顶极植被阔叶红松林,至落叶松人工林成熟时,可全部主伐上层林木,继而转向培育阔叶红松林。

4 过伐林途径

东北林区过伐林是原始阔叶红松林经过不合理择伐后,由于大部分红松等针叶树和一些珍贵阔叶树被采伐,林分中红松等针叶树明显减少,低价值的阔叶树种占优势的森林类型。若继续加以干扰破坏,即退化为次生林;如果合理经营,则可恢复到原生群落类型,仍将继续生产优质大径材并发挥其各种生态效益。目前东北林区红松过伐林面积近100万hm2,是最容易恢复为阔叶红松林的森林类型。因此,经营好现有过伐林,使其向阔叶红松林方向演替,这是提高林分质量,恢复阔叶红松林的又一有效途径[6]。

在定量分析森林多种功能与林分结构及不同经营措施的耦合关系的基础上,重点开展红松过伐林动态模拟、结构与功能优化、阔叶红松林定向恢复以及多功能评价等技术的研究,突破阔叶红松林区过伐林经营与阔叶红松林恢复技术的技术瓶颈,集成、组装红松过伐林多功能经营技术体系。如以恢复阔叶红松林顶级群落为目标,以森林多目标经营思想为指导,研究常规经营、自然演替、人工促进对红松过伐林结构、功能及演替趋势的影响,综合定量评价其恢复效果,探讨不同地区红松过伐林恢复顶级群落的最优模式。通过林相整理、确定合理采伐量、促进天然更新等一系列集约经营技术,研究红松过伐林可持续经营管理技术和模式,利用动态规划方法模拟不同经营技术决策预案,提出不同地区红松过伐林可持续经营模式,并建立试验示范区。

[1]周晓峰.红松阔叶林的恢复途径——栽针保阔[J].东北林学院学报,1982,(增刊):18~28.

[2]陈大珂,周晓峰,丁宝永,等.黑龙江省天然次生林研究——动态经营体系[J].东北林学院学报,1985,(1):1~18.

[3]陈大珂,周晓峰,丁宝永,等.黑龙江省天然次生林研究——栽针保阔的经营途径[J].东北林学院学报,1984,(4):1~11.

[4]丁保永,张世英,陈祥伟,等.红松人工林培育理论与技术[M].哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,1994.

[5]刘庆洪.落叶松人工林中红松种群发生的初步研究[J].东北林业大学学报,1986,(3):27~33.

[6]屈红军,叶林,牟长城.东北林区过伐林生态系统研究概述[J].林业资源管理,2012,(3):45~50.

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