北京平原區(qū)綠色通道人工林間伐對林木生長狀況的影響

李全明，吳麗娟，賈素蘋，趙娜，周靜，劉賓，付強(qiáng)

（北京市大興區(qū)林業(yè)工作站，北京 102600）

隨之世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，一些以多個城市為主體形成的一定區(qū)域范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)組織實體—經(jīng)濟(jì)圈也如雨后春筍般的崛起，如美國的大紐約經(jīng)濟(jì)圈、日本的大東京經(jīng)濟(jì)圈和中國的京津冀經(jīng)濟(jì)圈[1]，而構(gòu)成這些經(jīng)濟(jì)圈骨架的以道路為主體的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也得到了長足的發(fā)展[2]。伴隨著道路的建設(shè)，沿道路兩側(cè)構(gòu)建的綠色防護(hù)帶建設(shè)也與道路系統(tǒng)融為一體，形成了四通八達(dá)的綠色通道網(wǎng)絡(luò)，發(fā)揮著多種生態(tài)和景觀功能[3－5]。在中國，綠色通道建設(shè)也在諸多經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)過程中飛速發(fā)展[6－8]，其中作為京津冀經(jīng)濟(jì)圈核心區(qū)的首都北京從2001年開始就全面啟動了以“五河十路”為主的綠色通道建設(shè)工程，截至2010年底，全市綠色通道工程建設(shè)總面積達(dá)3.20萬hm2，共計植樹3 646萬株，實現(xiàn)綠化總長1 524km，無疑，這些工程的啟動實施，構(gòu)建了城市的生態(tài)林業(yè)骨架，塑造了進(jìn)京的“窗口形象”，拓寬了當(dāng)?shù)剞r(nóng)民就業(yè)創(chuàng)收的機(jī)會，改善了公路沿線的生態(tài)環(huán)境[9]。然而，在工程建設(shè)初期，為達(dá)到立地成林，當(dāng)年見景的目的，北京平原區(qū)綠色通道的永久綠化帶設(shè)計大部分采用毛白楊做背景，株行距為2.5m×3m，綠化帶建成第二年呈現(xiàn)較好景觀效果[10]。但隨著時間的推移，這些綠色通道中的林帶中的毛白楊基本上已經(jīng)達(dá)到了完全郁閉，林分通風(fēng)透光性差、干形不良、病蟲害嚴(yán)重、林木生長量開始下降，林帶的景觀效果也不是很理想，而適度間伐可以有效地改善林分結(jié)構(gòu)及其景觀效果[11]。本文以京開路為例，對綠色通道內(nèi)的林帶進(jìn)行撫育間伐，研究間伐措施對林木生長狀況的影響，從而為北京市及京津冀經(jīng)濟(jì)圈綠色通道建設(shè)及其經(jīng)營管理提供一定理論參考。

1 試驗區(qū)概況

試驗區(qū)位于北京市大興區(qū)（39°26′—39°50′N，116°14′—116°43′E）總土地面積1 036km2，西北高，東南低。永定河通過全區(qū)西、南邊界，流經(jīng)55 km。歷史上河堤多次決口，泥沙沉積，使沿岸形成大面積沙地，地勢平坦，海拔高度在5～50m。氣候?qū)倥瘻貛О霛駶櫚敫珊荡箨懶约撅L(fēng)氣候，春季干燥多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季天高氣爽，冬季寒冷干燥。年平均氣溫11.5℃，絕對最高氣溫42℃，絕對最低氣溫－27.4℃，平均 ≥0℃積溫4 831.2℃；年平均降水量568.9mm，主要集中在6—8月，占全年降水量的65%左右；年均無霜期209d，年平均風(fēng)速2.6m·s－1，最大風(fēng)速可達(dá)22m·s－1，土壤類型以風(fēng)沙土為主，pH值為8.8～9.1，土壤有機(jī)質(zhì)含量低，一般為0.06%～0.4%。

京開路綠色通道永久綠化帶于2001年完成栽植，栽植模式為輔路溝邊1行千頭椿（Ailanthusaltissima），株距8m；向外栽植寬度6m的花灌木帶樹種有連翹（Forsythiasuspensa）、紫薇（Lagerstroemiaindica）、金銀木（Loniceramaackii）、丁香（Syringaobluta）等，株行距1m×1m，再向外2行垂柳（Salixbabylonica），6行毛白楊（Populustomentosa），株行距均為2.5m×3m。

2 研究方法

2.1 試驗設(shè)計

在2007年2月在北京大興區(qū)北臧村鎮(zhèn)天宮院村京開高速沿線選擇3塊立地條件相同的試驗地進(jìn)行間伐試驗。每個試驗地面積1.5hm2。試驗分3個處理方式進(jìn)行：試驗地1，毛白楊間伐1／2，相鄰兩株去弱留強(qiáng)，長勢相似按株距適當(dāng)去留，間伐后株行距5m×3m，柳樹皆伐；試驗地2，毛白楊間伐1／2，株行距5m×3m，柳樹間伐2／3，株行距7.5m×3 m；試驗地3，不間伐（對照），株行距2.5m×3m（表1）。試驗自2007年3月開始，在3個試驗地內(nèi)各設(shè)置1塊樣地，面積100m×12m，并將間伐保留木逐一編號，用紅色油漆做好標(biāo)記。

表1 試驗地情況調(diào)查表

2.2 野外調(diào)查

野外調(diào)查于2013年12月進(jìn)行，調(diào)查的主要內(nèi)容有林分郁閉度、樹木單株生長量以及病蟲害等。

郁閉度的調(diào)查采用樣點法，在各樣地內(nèi)取兩條對角線，每間隔10m為一個樣點，設(shè)置20個樣點調(diào)查，每個樣點垂直仰望樹冠，最后將所有被樹冠遮蔽的樣點數(shù)除以樣點總數(shù)，得到林分郁閉度[12]。樣地中林木生物量的調(diào)查采用每木檢尺法，測量每株樹木的胸徑和樹高，樹木的單株材積根據(jù)立木材積表查算得出[13]。樣地內(nèi)病蟲害的調(diào)查楊樹主要調(diào)查潰瘍病、破腹病和蛀干害蟲，柳樹則主要調(diào)查蛀干害蟲，調(diào)查方法參照文獻(xiàn)[14－16]。

3 結(jié)果與分析

3.1 郁閉度結(jié)果與分析

3個試驗地分別采用樣地調(diào)查法，在各樣地內(nèi)取兩條對角線，每間隔10m為一個樣點，設(shè)置20個樣點調(diào)查，結(jié)果見表2。

表2 郁閉度調(diào)查結(jié)果

從表1可以看出，樣地1郁閉度最低，樣地2居中，樣地3最郁閉度達(dá)到0.9以上。林分郁閉度大，通風(fēng)透光性差，易發(fā)生病蟲害，影響林木生長，衛(wèi)生條件差、干形不良、林木生長量下降。

3.2 生長量結(jié)果與分析

2013年12月10－15日在每個試驗地內(nèi)進(jìn)行調(diào)查，樣地1毛白楊46株，樣地2毛白楊50株，柳樹26株，樣地3毛白楊69株，柳樹49株。調(diào)查結(jié)果見圖2。從圖2中可以看出，樣地1保存株數(shù)最少，每hm－2蓄積最多，樣地2保存株數(shù)及每hm－2蓄積居中，樣地3保存株數(shù)最多，但每hm－2蓄積最少。因此，從生長量角度，永久帶在間伐6年時，間伐后的林地單位面積蓄積量都大于未間伐的林地；間伐量較大的林地，單位面積蓄積量大于間伐量較小的林地。

間伐后經(jīng)過6年生長，3個試驗地毛白楊和柳樹間伐前后材積有較大變化。試驗地1毛白楊平均胸徑27.3cm，試驗地2毛白楊平均胸徑21.2cm，試驗地3毛白楊平均胸徑16.4cm，試驗地1與試驗地3相比，毛白楊胸徑平均增粗10.9m，蓄積增加56.18m3·hm－2；試驗地2與試驗地3相比，總蓄積增加14.09m3·hm－2，其中毛白楊增加16.74 m3·hm－2，柳樹胸徑平均增粗2.4cm，單株材積增加0.026 6m3，但蓄積減少2.65m3·hm－2。經(jīng)調(diào)查，3個試驗地扣除破腹病株數(shù)后，蓄積量試驗地1為129.52m3·hm－2，仍比對照試驗地3總蓄積量91.39m3高出41.7%；試驗地2蓄積量扣除破腹病株數(shù)后比對照試驗地3僅低4.9m3·hm－2木材。按市場木材價格，試驗地2木材價值比試驗地3高出5 653元·hm－2。

圖2 不同間伐措施下毛白楊和柳樹的胸徑、單株材積和蓄積量

3.3 病蟲害結(jié)果與分析

3.3.1 楊樹的病蟲害

表3 潰瘍病調(diào)查

從表3可以看出，樣地3發(fā)病率最高，樣地2次之，樣地1發(fā)病最低。

表4 破腹病和蛀干害蟲調(diào)查

從表4可以看出，樣地3破腹病發(fā)病率最高，發(fā)病率達(dá)到62.3%；樣地2次之，發(fā)病率40%；樣地1破腹病發(fā)病率最低，發(fā)病率21.3%；從破腹病發(fā)病程度樣地3最嚴(yán)重，樣地2次之，樣地1最輕。以上三個試驗地毛白楊均未發(fā)現(xiàn)蛀干害蟲。間伐后毛白楊潰瘍病斑，通過加強(qiáng)管護(hù)措施可以治愈。

3.3.2 柳樹的病蟲害

表5 柳樹蛀干害蟲調(diào)查

從表5可以看出，樣地1無柳樹，樣地2蛀干害蟲發(fā)生率高于樣地3發(fā)生率，羽化孔、排糞孔和刻槽三項調(diào)查結(jié)果沒有顯著差異，危害程度均超過1／3。試驗地2和試驗地3柳樹蛀干害蟲發(fā)生率分別40%和31.9%，試驗地1無柳樹。

4 結(jié)論

4.1 兩種間伐方式的生長量均高于未間伐，間伐方式1的效果好于方式2，合理間伐對林木生長有促進(jìn)作用。

4.2 兩種間伐方式的病蟲害發(fā)生情況均低于未間伐，間伐方式1發(fā)病率最低，間伐方式2次之，間伐可以抑制楊樹潰瘍病和破腹病發(fā)病率。

4.3 兩種間伐方式的郁閉度較未間伐合理，且兩種間伐方式間伐后的林地景觀效果明顯好于未間伐。

[1]Farole T，Akinci G.Special Economic Zones：Progress，Emerging Challenges，and Future Directions[M].New York：The International Bank for Reconstruction and Development／The World Bank，2011

[2]Sipes J L，Sipes M L.Creating green roadways：integrating cultural，natural，and visual resources into transportation[M].Washington：Island Press，2013

[3]Jongman R H G，Pungetti G.Ecological networks and greenways：concept，design implementation[M].Cambridge：Cambridge University Press，2004

[4]Hellmund P C，Smith D S.Designing greenways：sustainable landscapes for nature and people[M].Washington：Island Press，2006

[5]Walmsley A.Greenways：multiplying and diversifying in the 21st century[J].Landscape and Urban Planning，2006，76：252－290

[6]吳協(xié)保.臨長高速公路綠色通道造林綠化典型設(shè)計[J].中南林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，2002，21（3）：12－14

[7]施澤權(quán)，黃長寬.深汕高速公路綠色通道建設(shè)成效分析[J].熱帶林業(yè)，2006，34（2）：40－43

[8]楊寶玲，鄭阿寶，阮宏華.滬寧高速公路綠色通道建設(shè)對土壤重金屬污染的影響[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2012，36（1）：149－151

[9]北京市園林綠化局.北京市綠色通道建設(shè)與改造“十二五”規(guī)劃[M].北京，2010

[10]鄧立斌，吳小群.北京市綠色通道工程樹種選擇及綠化模式探討[J].防護(hù)林科技，2003（1）：62－63

[11]Fujimori T.Ecological and Silvicultural Strategies for Sustain－able Forest Management[M].London：Elsevier Science B.V，2001

[12]Van Laar A，Ak?a A.Forest Mensuration[M].New York：Springer，2007

[13]許景偉，王長憲，李琪，等.立木、木材材積速查手冊[M].濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2010

[14]Pei M H，McCracken A R.Rust diseases of willow and poplar[M].Cambridge：CABI Publishing，2005

[15]Ostry M，Ramstedt M，Newcombe G，et al.Diseases of Poplars and Willows[M]／／Isebrands J G，Richardson J.（Eds）.Poplars and Willows：Trees for Society and the Environment.Oxfordshire：FAO and CABI，2014：443－458

[16]Charles J G，Nef L，Allegro G，et al.Insect and Other Pests of Poplars and Willows[M]／／Isebrands J G，Richardson J.（Eds）.Poplars and Willows：Trees for Society and the Environment.Oxfordshire：FAO and CABI，2014：459－526