關(guān)于闊葉紅松林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)途徑的探討

孟慶彬 王清君 張忠林 屈紅軍，2*

（1．黑龍江省伊春林業(yè)科學(xué)院，黑龍江伊春153000；2．東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江哈爾濱150040）

闊葉紅松（Pinus koraiensis）林是我國東北東部山區(qū)地帶性頂極森林，天然紅松是像化石一樣珍貴的古老樹種，是全球生態(tài)系統(tǒng)數(shù)十億年進(jìn)化史的一部分，是我國極為重要、極為珍貴的森林資源。由于建國前日俄在東北林區(qū)大肆掠奪和開發(fā)，以及建國后為滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求，對東北林區(qū)進(jìn)行了大規(guī)模開發(fā)利用，使得天然闊葉紅松林資源逐年銳減，處于瀕危境地。以伊春林區(qū)為例，建國初期，天然闊葉紅松林面積約80萬hm2，蓄積在1．3億m3左右。而現(xiàn)在，以自然保護(hù)區(qū)和母樹林形式保護(hù)下來的比較完整的闊葉紅松林僅5．5萬hm2，蓄積約750萬m3，是建國初期的6．9%和5．8%；另外還有190萬m3的天然紅松林木散生于其他林分中，其余大部分退化為天然次生林、過伐林和人工林。幾十年來，專家學(xué)者不斷探索闊葉紅松林的恢復(fù)，并提出了次生林的栽針保闊途徑。目前，天保工程二期已經(jīng)實(shí)施，這為進(jìn)一步采取經(jīng)營措施，實(shí)施森林保育贏得了又一歷史機(jī)遇，從而進(jìn)一步探索闊葉紅松林的恢復(fù)途徑，有利于解決闊葉紅松林的恢復(fù)與重建問題。

1 次生林（栽針保闊）途徑

栽針保闊的含義是：人工栽植針葉樹（紅松），保留天然更新的多種闊葉樹，形成紅松針闊混交林。栽針保闊理論是為了加速闊葉紅松林的恢復(fù)，根據(jù)自然演變規(guī)律，立足于充分發(fā)揮天然生產(chǎn)潛力并加以適當(dāng)?shù)娜藶榇胧亟M其合理結(jié)構(gòu)的一套經(jīng)營體系。20世紀(jì)60年代初，陳大珂、周曉峰教授提出栽針保闊是全面經(jīng)營天然次生林的總途徑，但沒有引起足夠重視。經(jīng)過幾十年的實(shí)踐證明，這條途徑是可行的。80年代，陳大珂、周曉峰、祝寧、趙惠勛等多位老先生多次撰文，對栽針保闊的經(jīng)營理論進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)［1－3］。但栽針保闊并不是次生林的一種具體經(jīng)營措施，而是對本區(qū)域的天然次生林實(shí)行全面綜合經(jīng)營的總途徑。

栽針保闊理論提出的依據(jù)是紅松為中性樹種，幼年期光補(bǔ)償點(diǎn)低，但隨著年齡增長，其生長量與光照成正比，這種長期能夠忍耐庇蔭的特點(diǎn)對其更新是有利的，而且更新過程和闊葉樹天然更新密切相關(guān)，這些闊葉樹給幼年紅松庇蔭的環(huán)境，并有效地抑制灌木雜草滋生，有利于紅松的生長發(fā)育。但由于栽針保闊理論提出的時間與紅松的生活史相比還較短，該理論還有不完善之處，具體的實(shí)施原則和方法還需要經(jīng)過深入的實(shí)踐來進(jìn)一步驗(yàn)證。例如林下栽植的紅松，幼樹生長緩慢，林分郁閉度越大，紅松生長狀況越差，這給闊葉紅松林的恢復(fù)和發(fā)展帶來一定困難。紅松具有幼年耐蔭的特性，但這不能說明其幼年不需要良好的光照條件。耐蔭的特性能夠保證紅松幼苗在林下長期存活，但并不能保證其在林下較快生長，因此，需要重新審視紅松耐蔭性與需光性的關(guān)系。栽針保闊作為天然次生林實(shí)行全面綜合經(jīng)營的總途徑是科學(xué)的、正確的，但在具體技術(shù)措施上還要廣泛實(shí)踐，不斷探索，方能加快闊葉紅松林的恢復(fù)進(jìn)程。如在栽針保闊初期，通過研究林隙微環(huán)境與紅松幼苗存活及生長關(guān)系，建立冠下紅松栽植技術(shù)；研究林內(nèi)紅松幼樹與伴生闊葉樹種及灌木種之間的種間關(guān)系，建立冠下紅松撫育技術(shù)；研究林內(nèi)闊葉樹種天然更新的起源、數(shù)量、生長狀況及分布格局，建立冠下闊葉樹種的保留技術(shù)。栽針保闊中期，通過不同上層透光撫育強(qiáng)度控制試驗(yàn)，研究透光撫育對群落樹種組成、結(jié)構(gòu)、紅松與闊葉樹生長過程、林分生產(chǎn)力及生物多樣性的影響規(guī)律，建立既能合理利用上層林木資源，又能促進(jìn)保留木和下層紅松及闊葉樹的生長，并提高林分整體生產(chǎn)力，同時又能夠維持群落合理樹種組成、結(jié)構(gòu)及生物多樣性的近自然經(jīng)營理論與技術(shù)；通過對采伐新形成林隙的更新，在次生林中建立第二代紅松闊葉混交林，使其形成由三個年齡階段樹群斑塊鑲嵌的水平分布及異齡復(fù)層的垂直分布，從而探索其可持續(xù)經(jīng)營理論與技術(shù)。

2 紅松人工林途徑

目前，原始紅松林資源已消耗殆盡，靠天然更新來恢復(fù)闊葉紅松林是個極為漫長的過程。以栽針保闊理論為指導(dǎo)，對現(xiàn)有的大面積天然次生林進(jìn)行人工誘導(dǎo)，可以縮短這一演替進(jìn)程，但在具體實(shí)施過程中，由于林業(yè)經(jīng)營單位的人力、財力所限，加之思想認(rèn)識的偏差、經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)使和體制政策等諸多因素的制約，影響了這一科學(xué)理論在實(shí)踐中應(yīng)用的效果。為了不斷培育紅松林資源，擴(kuò)大紅松種源，縮短森林演替進(jìn)程，增加單位面積產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)速生、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的目標(biāo)，幾十年來，對紅松人工林問題進(jìn)行了長期、大量的研究，促進(jìn)了紅松人工林的發(fā)展。如早在1933年遼寧本溪草河口地區(qū)就開展了紅松育苗與人工造林工作，1952年黑龍江尚志進(jìn)行了紅松小面積零星造林，1953年黑龍江帶嶺和帽兒山等地栽植了紅松人工林［4］。此后東北很多林區(qū)進(jìn)行大面積營造紅松人工林。但鑒于18世紀(jì)一些西方國家“工業(yè)毀林”之后，為了追求經(jīng)濟(jì)利益營造了大批同齡針葉純林，同時把尚存不多的原始林也砍光改為人工林，經(jīng)過連續(xù)幾代人工林的營造，不僅失去了寶貴的原始林資源，而且造成了地力及抗災(zāi)害能力衰退的這一教訓(xùn)，以及紅松人工林具有分叉、病蟲害等問題，阻礙了紅松人工林的進(jìn)一步發(fā)展。

如何正確認(rèn)識并經(jīng)營好現(xiàn)有的紅松人工林，使其為恢復(fù)闊葉紅松林發(fā)揮重要作用，是擺在我們面前的又一重要任務(wù)。總體思路是以紅松用材林和果林可持續(xù)經(jīng)營為目標(biāo)，重點(diǎn)攻克紅松人工林生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)營技術(shù)。通過試驗(yàn)示范，建立適合我國東北地區(qū)紅松人工林的定向培育技術(shù)體系，促使紅松林資源得到合理的保護(hù)和恢復(fù)，不斷擴(kuò)大紅松種源基地，為紅松的下種更新提供有利保障。如對現(xiàn)有紅松人工林的近自然化撫育改造試驗(yàn)、林冠下和林隙更新闊葉樹種試驗(yàn)和保留紅松林木單株定向培育技術(shù)的實(shí)施，促使紅松人工純林轉(zhuǎn)化為接近自然的復(fù)層異齡針闊混交林，篩選紅松人工純林近自然化經(jīng)營模式與技術(shù)。

3 落葉松人工林途徑

落葉松（Larix ssp．）是我國東北地區(qū)造林面積最大的樹種，其人工林面積達(dá)200萬hm2左右，占東北地區(qū)人工林總面積的55%，該樹種生長迅速，輪伐期相對較短。而人工林也有其弊端，存在樹種單一，群落結(jié)構(gòu)簡單，生物多樣性低，穩(wěn)定性差，病蟲害嚴(yán)重和地力下降等一系列問題，20世紀(jì)60年代以來，世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了人工林地力衰退和生產(chǎn)力下降現(xiàn)象。

當(dāng)頂極群落受到的干擾在其彈性極限內(nèi)時，它是具有頑強(qiáng)的恢復(fù)能力的，這種恢復(fù)能力不僅體現(xiàn)在次生林中，而且也體現(xiàn)在人工純林中。有關(guān)研究表明：只要有種源存在，落葉松人工林內(nèi)紅松和闊葉樹就會侵入，這就形成了闊葉紅松林的雛形［5］。應(yīng)該借助這一天然潛力，以近自然經(jīng)營理論為指導(dǎo)，充分利用森林生態(tài)系統(tǒng)自然生長發(fā)育規(guī)律和與其相關(guān)的各種自然力，不斷優(yōu)化落葉松人工林經(jīng)營過程，使生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的需求能夠最佳結(jié)合。其目標(biāo)就是對現(xiàn)有落葉松人工林進(jìn)行人工調(diào)控，逐步發(fā)展成為多樹種混交、多層次復(fù)合、具有異齡結(jié)構(gòu)的接近自然狀態(tài)的森林。以此為媒介，在落葉松人工林下天然或人工更新紅松，實(shí)施科學(xué)經(jīng)營、積極誘導(dǎo)，使其向闊葉紅松林恢復(fù)。如充分利用落葉松適應(yīng)性強(qiáng)、生長速度快、林分具有較高生產(chǎn)力與較高經(jīng)濟(jì)效益的特性，采取集約經(jīng)營措施，大力發(fā)展與培育落葉松人工林，生產(chǎn)木材以滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。同時要減少清林、割灌等撫育作業(yè)，注意保護(hù)好林內(nèi)天然更新的幼苗、幼樹、灌木及草本種類，以促進(jìn)落葉松人工林的自然演替進(jìn)程、維持其生物多樣性與群落的穩(wěn)定性，以便更好地發(fā)揮其生態(tài)服務(wù)功能。應(yīng)利用落葉松人工林創(chuàng)建森林群落環(huán)境，依靠自然力恢復(fù)林內(nèi)硬闊葉樹種，特別是水曲柳（Fraxinus mandshurica）、花曲柳（Fraxinus rhyncophylla）、胡桃楸（Juglans mandshurica）、黃波羅（Phellodendrom mandshurica）、蒙古櫟（Quercus mongolica）等珍貴硬闊葉樹種，然后在其林下栽植紅松，初步建立起來地帶性頂極植被闊葉紅松林，至落葉松人工林成熟時，可全部主伐上層林木，繼而轉(zhuǎn)向培育闊葉紅松林。

4 過伐林途徑

東北林區(qū)過伐林是原始闊葉紅松林經(jīng)過不合理擇伐后，由于大部分紅松等針葉樹和一些珍貴闊葉樹被采伐，林分中紅松等針葉樹明顯減少，低價值的闊葉樹種占優(yōu)勢的森林類型。若繼續(xù)加以干擾破壞，即退化為次生林；如果合理經(jīng)營，則可恢復(fù)到原生群落類型，仍將繼續(xù)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)大徑材并發(fā)揮其各種生態(tài)效益。目前東北林區(qū)紅松過伐林面積近100萬hm2，是最容易恢復(fù)為闊葉紅松林的森林類型。因此，經(jīng)營好現(xiàn)有過伐林，使其向闊葉紅松林方向演替，這是提高林分質(zhì)量，恢復(fù)闊葉紅松林的又一有效途徑［6］。

在定量分析森林多種功能與林分結(jié)構(gòu)及不同經(jīng)營措施的耦合關(guān)系的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)開展紅松過伐林動態(tài)模擬、結(jié)構(gòu)與功能優(yōu)化、闊葉紅松林定向恢復(fù)以及多功能評價等技術(shù)的研究，突破闊葉紅松林區(qū)過伐林經(jīng)營與闊葉紅松林恢復(fù)技術(shù)的技術(shù)瓶頸，集成、組裝紅松過伐林多功能經(jīng)營技術(shù)體系。如以恢復(fù)闊葉紅松林頂級群落為目標(biāo)，以森林多目標(biāo)經(jīng)營思想為指導(dǎo)，研究常規(guī)經(jīng)營、自然演替、人工促進(jìn)對紅松過伐林結(jié)構(gòu)、功能及演替趨勢的影響，綜合定量評價其恢復(fù)效果，探討不同地區(qū)紅松過伐林恢復(fù)頂級群落的最優(yōu)模式。通過林相整理、確定合理采伐量、促進(jìn)天然更新等一系列集約經(jīng)營技術(shù)，研究紅松過伐林可持續(xù)經(jīng)營管理技術(shù)和模式，利用動態(tài)規(guī)劃方法模擬不同經(jīng)營技術(shù)決策預(yù)案，提出不同地區(qū)紅松過伐林可持續(xù)經(jīng)營模式，并建立試驗(yàn)示范區(qū)。

［1］周曉峰．紅松闊葉林的恢復(fù)途徑——栽針保闊［J］．東北林學(xué)院學(xué)報，1982，（增刊）：18～28．

［2］陳大珂，周曉峰，丁寶永，等．黑龍江省天然次生林研究——動態(tài)經(jīng)營體系［J］．東北林學(xué)院學(xué)報，1985，（1）：1～18．

［3］陳大珂，周曉峰，丁寶永，等．黑龍江省天然次生林研究——栽針保闊的經(jīng)營途徑［J］．東北林學(xué)院學(xué)報，1984，（4）：1～11．

［4］丁保永，張世英，陳祥偉，等．紅松人工林培育理論與技術(shù)［M］．哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1994．

［5］劉慶洪．落葉松人工林中紅松種群發(fā)生的初步研究［J］．東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，1986，（3）：27～33．

［6］屈紅軍，葉林，牟長城．東北林區(qū)過伐林生態(tài)系統(tǒng)研究概述［J］．林業(yè)資源管理，2012，（3）：45～50．