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次生林下栽植红松经营研究进展

2020-11-28

绿色科技 2020年9期
关键词:阔叶林分红松

丛 健

(辽宁省林业发展服务中心,辽宁 沈阳 110036)

1 引言

我国红松阔叶混交林是中温带湿润地区地带性植被类型,也是东北东部山地的顶级群落[1],主要分布在我国东北的东部山区以及俄罗斯的远东地区[2],经过几轮的破坏和大面积皆伐后,原始林濒临灭绝,逐渐退化为次生林。因此,如何促进次生林的演替,使其尽快恢复为原始的红松阔叶混交林已经成为当前林业研究者的首要工作。

次生林冠下栽植针叶树种是“栽针保阔”体系中的主要技术环节,通过在次生林中人工栽植针叶树,保留天然更新阔叶树种的方式,以促进符合当前地带性特征的针阔混交林地形成[3,4],遵循自然演替规律,促进森林演替的进度[5],达到恢复地带性顶极群落的目的。如何经营管理次生林冠下栽植的红松,促进顶级群落的演替是当前面临的主要问题。

2 红松生长影响因子

影响红松生长小环境的直接或间接因子包括光照条件、直射光、相邻木及上层树种。其中,光照是最主要的影响因子[6],光照是红松幼树生长和存活的关键因素[7],红松幼苗生长与林冠透光度呈正相关[8]。笔者前期对次生林冠下红松幼树的适宜生境进行过研究,结果表明:通过适当的透光伐来调整不同生长阶段的红松的林分空间结构,有利于促进红松幼树地生长[2];张群[9]对红松幼树生长环境的研究也认为,对林下更新红松幼树生长影响最大的因素是光照[2]。

3 林分空间结构

林分结构研究是森林经营的理论基础,林分的空间结构是指林木在水平地域上的分布及其空间上的排列[2],主要是描述林分空间结构状态[10]。林分结构包括空间结构和非空间结构,其中,空间结构包括林木空间分布格局、树种的混交程度以及林木的大小分化程度[11],决定了树木之间的竞争势及其空间生态位,它在很大的程度上决定了林分的稳定性、发展的可能性和经营空间的大小。非空间结构包括生长量、径级结构、林分组成和树种多样性等。非空间结构受空间结构的直接影响,对林分生长的影响更加具体和重要[12]。

由于上层林分的作用,红松树高的生长主要取决于上层次生林林隙作用。当红松生长到一定阶段,进入上层林分后,光照条件随之得到改善,受强光照影响,主干开始分杈结实,冠幅逐渐增大,树高生长放缓,径向生长加速。其后,伴随着红松的衰老又逐渐形成新的林隙,如此往复循环。因此,红松的高、径生长持续受上层林分空间结构的作用[6]。在红松幼树阶段,竞争关系主要表现在垂直方向上,当其进入上层林分后,竞争关系则更多地表现在水平方向上[13]。研究表明:对红松幼树的生长影响较大的群落结构因子的排序为:最近邻体的方位>树种>相邻木的平均树冠面积>草本和灌木的盖度,而适宜红松幼树生长的主要群落结构因子的排序为:上层冠面积较小>最近邻体是阔叶树并处于样木的阴面>草本层和灌木层不发达[13]。有研究者认为原始红松林中,红松上层林分结构对其生长影响显著,红松生长是受到上层林冠结构制约的[14]。但对杨桦次生林下红松幼树更新情况的研究表明,红松幼树更新的最适条件为:林下无或少灌木、距离红松1.5 m以外、林冠郁闭度为0.5~0.6[15]。胡艳波等[16]利用混交度、大小比数和角尺度等三种结构参数对吉林蛟河红松阔叶天然林的空间结构进行分析,并建立了结构模型。有学者应用混角度和角尺度描述阔叶红松林不同生长发育阶段的空间结构,随着群落的正向演替,林分的混交度不断提高[15]。

对现有的林分空间结构的调整有利于林分的长期稳定和高产[8],更有利于次生林冠下栽植红松幼树的生长发育。

4 经营现状

“栽针保阔”经营理念提出后,可以将冠下栽植红松的林分划分为抚育型、封护型、补植型、人促型4种经营类型,有利于探索可行的森林经营途径[16]。林代斌等[17]对栽针保阔途径进行补充,通过有目的地调整林木空间结构组成,调整上层林冠,释放演替层林木生长空间,保留珍贵和濒危的幼树,人为地加快演替进程。有研究认为栽针保阔是遵循森林自然规律经营次生林[18]。在辽宁东部山区,通过对低产、低质的天然次生林采取栽针保阔等人工诱导经营途径,能够促进垂直结构更加合理,空间利用更加充分的针阔混交林的形成[19]。有研究表明,对通过栽针保阔措施形成的异龄、复层阔叶红松林进行适时的上层林木间伐,能够形成更加合理的林分空间结构以及更适宜的针阔树种比例,从而促进上层林木和演替层林木的生长,提高林地生产力。在红松幼树生长的不同阶段对通过适度的透光伐来调整林分结构,能够促进红松的生长发育[20],改善林分整体质量,优化林分树种和年龄组成,从而实现森林永续利用的良性循环[21,22]。目前,“栽针保阔”这种经营方式已被广泛接受,但也存在一些问题,如在红松不同生长阶段的具体调整方式描述比较模糊,仅限于调整百分比、全透光或半透光采伐等[4],没能提出量化指标来衡量。

5 讨论与建议

在“栽针保阔”经营理念的指导下,东北地区营造了大量红松人工林,但由于红松的生长周期较长,当前的研究仍处于经营效果检验阶段,对于栽后抚育、经营管理方面的报道不多。因此,应以单株定向培育理论和空间结构量化调整等研究为基础,采用开敞度、大小比数、混交度和角尺度4个先进的空间结构调整的量化指标,通过对林分结构优化、适宜环境及光合生理指标变化的研究,解决次生林冠下栽植红松生长发育缓慢等问题。同时,应进一步研究上层阔叶树种对红松幼树生长发育的影响,提高林分结构调整的精准性和可操作性,为实现优化红松阔叶混交林的林分空间结构、促进冠下栽植红松幼树生长发育奠定理论基础。

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