红松次生林高效经营技术

2012-04-13 14:51倪柏春孙长林李洪杰
森林工程 2012年5期
关键词:红松林次生林小兴安岭

倪柏春,倪 薇,范 朝,孙长林,李洪杰,潘 宇

(1.黑龙江省伊春林业科学院,黑龙江伊春153000;2.中国科学院研究生院,北京100049;3.黑龙江省五营林业局,黑龙江五营153031;4.黑龙江省金山屯林业局,黑龙江金山屯153036)

1 小兴安岭红松次生林经营概述

小兴安岭林区是黑龙江省主要用材林基地之一,其地带性植被是以红松为主的温带针阔叶混交林。阔叶红松林是生物与环境经过长期的自然选择和协同进化所形成的,是最适宜本区域生态背景的,具有物种丰富、结构复杂、生物量高,以及自我维持能力强的地带性顶极群落,是具有多物种、多层次、多价值、多效益的一种森林组成和结构类型[1]。然而,经过多年的过度采伐,绝大部分的阔叶红松林已经演变成过伐林及各种类型的次生林,现阶段小兴安岭林区阔叶红松林只在少数的自然保护区内有分布,阔叶红松林基本上已经消失殆尽。而红松次生林,就是在这样自然与人为干扰历史进程中,所形成的产物。其分布有限,但确具有一定的代表性,应纳入森林分类经营范畴。

小兴安岭林区阔叶红松林的大面积退化与消失,不仅使当地的木材资源处于危困的状态,更为重要的是当地以阔叶红松林为基础的生态平衡被打破。现阶段小兴安岭林区的森林,主要是由阔叶红松林经过采伐和多次破坏演化而来的次生林和过伐林组成,在树种组成、空间结构以及所形成的森林环境与功能上,与原始阔叶红松林有着巨大的差别。

现时,小兴安岭林区原始阔叶红松林大面积大强度的破坏,超出了森林生态系统所能承受的极限。而经过长期自然选择形成的,承载该地区森林生物进化、演替的高效稳定顶级群落所具有的稳定结构被打破,生态系统全面失衡,其固有的、合理的生物循环和矿物循环秩序被打破,生物多样性锐减,濒危及灭绝的生物物种不断增多,生态问题日渐突出,其影响将是长期的。

恢复阔叶红松林,是恢复小兴安岭生态功能的必由之路。而经营红松次生林,由于它受人为干扰程度,比现存由阔叶红松林演变的阔叶混交林要小,因而具有重大意义。

2 指导原则和适用范围

本项技术是以森林循环理论为指导,采取近自然林业的方法,运用已有技术成果,以最快的速度,恢复小兴安岭的地带性顶极群落——阔叶红松林,即恢复高效稳定的群落,亦即红松次生林高效经营的宗旨。推广系列技术,以此带动林区、森工企业、职工、林改户,经营好此类森林,缩短、加速演替进程,实现生态功能的全面恢复与可持续经营。

该项技术推广主要经营对象为:由阔叶红松林演变的红松次生林与由云冷杉红松林演变的红松次生林。

3 阔叶红松次生林经营技术

3.1 原始阔叶红松林

原始阔叶红松林是小兴安岭南坡的地带性植被,也是伊春林区的主要森林类型,分布广。20世纪50年代初期占原始林面积的53.8%,多分布在山地各部位排水良好的暗棕壤上。除五营丽林自然保护区有小片纯红松林之外,其余完全呈混交状态。随山地坡位不同具有不同的混生树种和下木。林区开发至今,原始林已极为罕见。

3.2 阔叶红松次生林经营

此类林分是原始阔叶红松林经自然“森林循环”或人为干扰后形成的。现小兴安岭林区已不多见,但作为典型的林分,尤为重要的是其由原始阔叶红松林变化而来,其原林型分布局域的稳定性,水热条件,尚存的下木及地被植物,决定了其恢复阔叶红松林得天独厚的先天条件。

3.2.1 林分现状调查

对拟进行经营的林分,进行历史及现状调查,摸清林分的经营历史,经营措施。对现有林分的树种组成、龄级分布、生长状况、生物多样性、垂直与水平结构等进行数量调查。

3.2.2 保护天然红松及珍贵阔叶树种

现存红松次生林分中,原始红松几乎绝迹或偶见。有的为当年采伐时保留下来的幼树,且年龄参差不齐,而大部分为当年采伐时的幼苗,现平均年龄大都超过60a。此时红松已上升至主林层,与之伴生的阔叶树种类,因立地条件不同而有所不同。在经营中,红松及伴生的黄波萝、胡桃楸、水曲柳、椴树等珍贵树种要予以保留。

3.2.3 斑块状经营

按近自然经营理论、森林循环理论。根据斑块结构原理,将林分分成若干斑块,即子系统,进行经营。近自然森林是指以原生森林植被为参照而培育和经营的,主要由乡土树种组成且具有多树种混交、多层次空间结构的异龄时间结构特征的森林。

现存的红松次生林,林相多不完整,林分内树木分布不均,多呈团块状分布。斑块组成或镶嵌的林分内,缺乏红松种源,需进行人为干扰。即将林分看做处在不同演替阶段 (主要划分为林隙阶段,建立阶段和成熟阶段3个阶段)的斑块树群,并针对不同的斑块树群,制定相应的技术措施,实行斑块经营。

(1)林隙阶段

林隙是指群落中1株以上林冠层 (主林层)树木死亡而形成的将由新个体占据与更新的空间。

在红松次生林中,由于林分树木分布不均,或自然枯损,存在一些林间空地或较大的“天窗”,称之为林隙。在较大的林间空地,建立效应带(区),营造红松阔叶混交林。其调查设计、作业方法参照“镶嵌造林”[6]进行操作。其营造红松部分的密度不宜过大,以1 500~2 000株/hm2为宜。造林后幼林抚育及保留的阔叶树带抚育管理,同“镶嵌造林”[6]。在红松空白生态位建立起来的红松阔叶混交林,即红松阔叶混交林雏形,经过多年培育,形成红松次生林中,梯次演替的重要组成,从而导入可持续经营。在较小的天窗, “见逢插针”地栽植红松,或引阔、移阔,并使红松与阔叶树密度合理混交。

(2)建立阶段

建立阶段是指,红松次生林中主林层以阔叶树主导,次主林层或更新层天然更新有红松,且树龄结构参差不齐的“斑块”。以此作为经营对象时,为了体现高效经营,必须进行人为干扰,人工诱导,才能使其向阔叶红松林方向发展。

红松次生林经营的核心目标是以原有植被为主体,人工栽植原有而现在失去的针阔叶珍贵树种,采取合理的经营技术与措施,使其向恢复原有阔叶红松林的方向发展,是恢复阔叶红松林最有效的途径[2]。因此,首先要对此“斑块”进行透光抚育及综合抚育,改善林内红松的光照条件。其密度控制可参照经营密度表。对于此“斑块”经营,要采取分层经营。包括灌木层,要使物种多样性得以保护。各层人工诱导经营,参考自然分布的红松林,模拟构建。其中“栽针保阔、幼抚留阔、适时抚育、抚育保阔”是人工诱导阔叶红松林的技术原则。

阔叶次生林“斑块,采取带状伐除利用,栽植红松,建立效应带,进行改造,诱导成为阔叶红松林。其作业设计参照“镶嵌造林”技术[5]。在人工诱导过程中通过幼林抚育、透光抚育和适时上层抚育等干扰方式,可以形成以红松为主的阔叶红松林。

(3)成熟阶段

处在此时期的“斑块”已较稳定,但由于长期单纯依赖自然更替,龄组分化严重,除原保存的原始单株成熟红松外,幼中龄组通常断档。因此,人为干扰,增加幼中龄林比重、加快后备林木资源的培育,是此阶段“斑块经营”的主要任务。

由于伊春林区已停伐红松,现有红松次生林中的成年结实红松,一般都已承包给森工职工,此类林分应以保护经营为主。

增加幼龄林比重、调整现有龄组结构。从法正观点看,实现永续利用理想的森林龄组结构,幼龄林、壮龄林 (中、近)、成过熟林,面积比应为1∶1∶1,蓄积比应为 2∶3∶5[3]。而现存的红松次生林,很难达到这种结构。其林分现结构表明,红松“斑块”面积、蓄积大都集中在壮龄林上,幼龄林很少。增加幼龄林比重,调整龄组结构,是高效、持续经营红松次生林的重要组成部分。

增加幼龄林比重的方法:

①在红松种子结实丰收年的秋季,在红松空白生态位,即林间空地、小天窗等,按间距1 m进行块状 (1 m×1 m或1 m×2m)整地,为种子落地入土,天然更新创造条件。或将提前准备已做好催芽处理的红松种子,撒播培放在已整地的穴块上,即可收到预期的更新成效。

②选用红松“容器苗”,在事先已整地的地块进行人工栽植,可达一次成林目的。

③在周边相近且天然红松幼苗较密集的林地,利用阴雨天气,采取间密补稀办法,进行带土间挖,并及时移植到林间空地,边间挖边移植,其成活成林效果好。

④成熟阶段的“斑块”,应进行卫生间伐,原则是不采伐红松,只将风倒、风折、严重病虫害的红松单株伐除利用。“斑块”内阔叶树与红松放在同等经营地位。经营中以红松与阔叶树比例接近4∶6为宜,在“斑块”林分的垂直与水平结构上,应持续进行调整,达到阔叶红松林较为理想的结构。

(4)灌木层经营

在次生林中,灌木层植物群落对于红松次生林的系统稳定、物质循环,起着不可替代的作用[4]。因此,要改变过去全面割灌的作法。无论在斑块经营的哪一个阶段,或处于建立效应区中的灌木,都要有目的的保护。不同的林分或“斑块”有着不同的灌木植物群落或建群种。它与林分内其它植物相伴共生,构成林分垂直与水平结构的动态整体,并保持着平衡[5]。它有着改良土壤,为野生动物提供食源,抑制病虫害发生,保持水土等重要功能,是红松次生林经营中不可缺少的一环。

[1]徐化成.中国红松天然林[M].北京:中国林业出版社,2011.

[2]中国科学院林业土壤研究所.红松人工林的研究[M].北京:林业出版社,1960.

[3]中国科学院林业土壤研究所.红松林[M].北京:农业出版社,1980.

[4]赵 超.产业生态化与黑龙江省国有林区的可持续发展[J].林业机械与木工设备,2011,39(8):17 -19.

[5]陆爱君,郭 芳,刘 畅,等.辽东山区阔叶红松天然次生林经营与稳定性初探[J].辽宁林业科技,2009(3):15-20.

[6]倪柏春,倪 薇,郑在军,等.人工红松林镶嵌自然带天然更新阔叶树营造技术[J].林业科技,2011(5):10 -13.

[7]侯红亚,王立海.小兴安岭红松针阔混交林林分空间结构分析[J].森林工程,2012,28(1):1 -3.

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