刺槐林伐后更新空間布局

牛興良

（撫順市林業(yè)科學(xué)研究所，遼寧 撫順 113008）

刺槐林伐后更新空間布局

牛興良

（撫順市林業(yè)科學(xué)研究所，遼寧 撫順 113008）

該文以環(huán)城刺槐林更新空間布局為主要研究內(nèi)容，以伐根徑、萌發(fā)數(shù)、萌枝高、萌枝粗、伐根萌芽生長量、萌生幼樹生長量、以伐樁為中心3m范圍內(nèi)根蘗幼樹量等為指標(biāo)，進(jìn)行了連續(xù)3a的定點(diǎn)觀測。通過對伐根萌芽更新幼樹狀況、根蘗更新幼樹狀況、萌芽分布格局的研究分析，探明了環(huán)城刺槐林伐后更新空間布局規(guī)律，提出了兩個更新幼樹數(shù)量模型：伐根萌芽更新幼樹總量模型，即林分空間內(nèi)大量伐根更新幼樹數(shù)量模型即Y=N（74.6667+

刺槐林；伐后更新；空間布局；數(shù)量模型

刺槐是原產(chǎn)北美的樹種，公元1601年就引入歐洲，公元1877年后引入中國，因其適應(yīng)性強(qiáng)、生長快、繁殖易、用途廣而受到歡迎。在國內(nèi)已遍及華北、西北、東北南部的廣大地區(qū)。在北緯23°～46°、東經(jīng)124°～86°的27個省（市、自治區(qū)）都有栽培，而以黃河中下游和淮河流域?yàn)橹行?。垂直分布最高可達(dá)海拔2100m。多以水土保持林、防護(hù)林、薪炭林、礦柱林樹種應(yīng)用。刺槐原產(chǎn)地是在兩個完全不相連接的地域分布，形態(tài)變異豐富，它的觀賞價值逐漸受到人們的重視，尤其是在立地條件差，環(huán)境污染重的地區(qū)，是不可缺少的園林綠化樹種。

森林更新是生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)中森林資源再生產(chǎn)的一個自然的生物學(xué)過程。在這個過程中，以木本樹木為主的生物種群在時間和空間上不斷延續(xù)，發(fā)展或發(fā)生演替，對未來森林群落的結(jié)構(gòu)及其生物學(xué)多樣性具有深遠(yuǎn)的影響，因而它是一個極為重要的生態(tài)學(xué)過程[1]。撫順市環(huán)城林帶是從1985年開始建設(shè)的城市大環(huán)境保護(hù)綠化工程，建成了既有林與新植林相互銜接的環(huán)城林帶體系。外圍周長165.5km；林帶寬度1.5～15.8km；東西跨度58km；南北跨度38.1km，刺槐是環(huán)城林主要的栽植樹種。這個巨大的城市“綠肺”有效地改善了撫順城區(qū)的環(huán)境質(zhì)量。隨著時間的推移，環(huán)城刺槐林已經(jīng)達(dá)到成、過熟狀態(tài)，林分中已出現(xiàn)枯死木和瀕死木，逐漸失掉木材價值和生態(tài)保護(hù)能力。

但是由于環(huán)城刺槐林屬于城市公益林范疇，如何處理好更新?lián)Q代問題，如何最大發(fā)揮這些環(huán)城林帶生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會綜合效益，更好地發(fā)揮其綠色屏障作用，實(shí)現(xiàn)青山常在、永續(xù)利用目的，需政府正確、科學(xué)地決策，已是迫在眉睫的重大問題。如放置不動，將錯過更新?lián)Q代的最佳時期，使得更多的環(huán)城刺槐林逐漸失掉木材利用價值和生態(tài)保護(hù)能力。而目前對于城市公益林更新?lián)Q代，還無技術(shù)經(jīng)驗(yàn)可依。本文通過試驗(yàn)、探索了環(huán)城刺槐林伐后更新空間布局。將為制定城市公益林—環(huán)城刺槐林采伐更新技術(shù)規(guī)程提供科學(xué)依據(jù)。

1　研究地概況與研究方法

1.1研究地概況

試驗(yàn)主要在撫順地區(qū)進(jìn)行。撫順市地處東經(jīng)123°39′42＂～125°28′58＂，北緯41°14′10＂～42°28′32＂之間，為長白山系余脈，平均海拔為400～500m。屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候。主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)是：四季分明，冬季漫長而寒冷，夏季高溫而多雨，春季少雨而多風(fēng)，秋季涼爽而短促。年平均氣溫為5～7℃，≥10℃積溫平均為2700～3200℃，無霜期為130～150d，年平均降水量為760～790mm。以棕色森林土為地帶性土壤。

1.2研究方法

撫順市林業(yè)科學(xué)研究所自2006年開展環(huán)城林帶森林更新采伐試點(diǎn)工作，共實(shí)施更新采伐25個小班，總作業(yè)面積43.23hm2，總作業(yè)蓄積3034.71m3。采伐方式為小面積皆伐和帶狀皆伐。其中小面積皆伐作業(yè)小班15個，帶狀皆伐作業(yè)小班10個。

帶狀皆伐作業(yè)分別以15、20、30、40、50m的采伐帶與不同坡向的保留帶相組合進(jìn)行了采伐設(shè)計。

采伐作業(yè)后，以伐根徑、萌發(fā)數(shù)、萌枝高、萌枝粗、伐根萌芽生長量、萌生幼樹生長量、以伐樁為中心3m范圍內(nèi)根蘗幼樹量等為指標(biāo)，進(jìn)行了連續(xù)3a的定點(diǎn)觀測。

著重調(diào)查地點(diǎn)及內(nèi)容：北關(guān)新村河北組14-1刺槐更新試驗(yàn)區(qū)萌生情況；連續(xù)3a在順城區(qū)北關(guān)新村北鮮組試驗(yàn)區(qū)8—1調(diào)查更新幼樹生長量；按照隨機(jī)原理，抽取了3個作業(yè)小班，并隨機(jī)選擇根蘗數(shù)量與生長較有代表性地段，圈定調(diào)查研究了10個伐木根系周圍根蘗幼樹發(fā)生狀況，并進(jìn)行測算；按照隨機(jī)原理，抽取了1個作業(yè)小班，并隨機(jī)設(shè)置了50m×1m作業(yè)帶更新橫切面調(diào)查萌生幼樹狀況，來驗(yàn)證更新幼樹數(shù)量模型準(zhǔn)確性。

采伐設(shè)計情況見表1。

表1　刺槐林實(shí)行森林更新采伐作業(yè)設(shè)計

2　結(jié)果與分析

2.1刺槐林更新空間布局

2.1.1伐根萌芽更新幼樹的調(diào)查結(jié)果

2008年對北關(guān)新村河北組14-1刺槐更新試驗(yàn)區(qū)萌生情況的調(diào)查數(shù)據(jù)如表2。

表2　刺槐更新試驗(yàn)區(qū)平均萌生情況

調(diào)查表明：伐后的刺槐伐樁，只要皮層完整，不同部位均有萌芽發(fā)生。

（1）伐根徑對萌發(fā)數(shù)、萌枝高、萌枝粗的影響。2008年對北關(guān)新村河北組14-1刺槐更新試驗(yàn)區(qū)萌生情況的調(diào)查數(shù)據(jù)的分析結(jié)果如圖1。

圖1　伐根徑對萌發(fā)數(shù)、萌枝高、萌枝粗的影響

從圖1可以看出：隨著伐樁直徑的增大，萌芽幼樹數(shù)量增加。

（2）采伐當(dāng)年，伐根萌生幼樹生長曲線。從圖2中可以看出，采伐當(dāng)年，伐根萌生幼樹生長迅速，當(dāng)年高生長平均3.2m，當(dāng)年地徑增長平均2.7cm。

圖2　當(dāng)年萌生枝高與粗生長

從圖2中可以看出，4～5月是萌生幼樹生長速生期，高生長很快達(dá)到高1～1.5m，徑生長達(dá)到1.0cm。7～9月有2次生長高峰期。

（3）伐根萌生幼樹連續(xù)3a（2006～2008年）生長情況。連續(xù)3a在順城區(qū)北關(guān)新村北鮮組試驗(yàn)區(qū)8-1調(diào)查更新幼樹生長量，分析結(jié)果見圖3。

圖3　更新幼樹連續(xù)3a生長量

從圖3中可以看出，幼樹每公頃保留3195株，采伐后第3年，樹高4.37m，胸徑4.51cm，進(jìn)入檢尺徑級，形成了新的幼齡刺槐林。

2.1.2根蘗更新幼樹

刺槐是一個淺根性樹種，主根不明顯。水平根系較淺多集中分布在5～50cm土層內(nèi)，放射狀延伸，交織成網(wǎng)狀。根系主要向下坡方向延伸、或沿水平方向（等高線方向）伸長0～40cm土層內(nèi)。

選擇生長較有代表性地段，圈定調(diào)查研究某一伐木根系統(tǒng)領(lǐng)下根蘗幼樹發(fā)生狀況，在距離伐樁3m范圍內(nèi)均有根蘗幼樹發(fā)生（表3）。

在距離伐樁3m范圍內(nèi)均有根蘗幼樹發(fā)生，主要集中在0.5～1.5m范圍內(nèi)，占總根蘗株數(shù)的78.5%；在調(diào)查中還發(fā)現(xiàn)靠坡下方多于坡上方（圖4）。

表3　根蘗更新幼樹情況

2.1.3萌芽分布格局

刺槐人工林皆伐后，伐根萌芽幼樹呈叢狀分布，叢間分布與原林分基本一致；平均每叢20.8株，而根蘗幼樹多呈單株隨機(jī)分布，兩種更新幼樹相互嵌套，總計更新幼樹數(shù)量模型為：

以林分采伐前N=300株/hm2，平均伐根直徑16cm計算，更新幼樹數(shù)量為每公頃28000株。

以林分采伐前N=300株/hm2，平均伐根直徑20cm計算，更新幼樹數(shù)量為每公頃29400株。

50m×1m帶更新切面調(diào)查結(jié)果（圖5）表明：林分采伐前N=300株/hm2，平均伐根直徑20cm，50m2有更新幼樹2175株，計算每公頃更新數(shù)量為29010株，這與更新模型計算結(jié)果相符。

圖4　根蘗與伐樁距離對更新幼樹的影響

圖5　50m×1m更新帶橫切面調(diào)查結(jié)果

3　小結(jié)

（1）刺槐人工林具無性更新萌芽與根蘗能力。利用刺槐根系發(fā)達(dá)，萌蘗強(qiáng)的特點(diǎn)，在其采伐跡地上采用伐根萌芽條建立第2代刺槐林，投資少，成林快，操作簡單，林地生產(chǎn)力不受影響，可獲取較好的造林效果。

（2）環(huán)城林帶森林更新采伐基本要求：①森林更新采伐的調(diào)查設(shè)計工作，必須由市縣林業(yè)局調(diào)查設(shè)計隊完成。②環(huán)城林帶森林更新采伐技術(shù)措施和要求：在伐區(qū)調(diào)查設(shè)計時，帶狀皆伐的保留帶兩側(cè)要預(yù)留明顯標(biāo)記，采伐作業(yè)人員按指定的采伐木進(jìn)行施工。為有利于天然下種和根蘗萌生，保證天然更新成活率，采伐林木時間確定在冬季施工作業(yè)，伐根高度不得超過5cm，采伐剩余物要及時全部清除。

（3）刺槐林更新空間布局規(guī)律是：刺槐人工林皆伐后，伐根萌芽幼樹呈叢狀分布，叢間分布與原林分基本一致；平均每叢20.8株，而根蘗幼樹多呈單株隨機(jī)分布，在距離伐樁3m范圍內(nèi)按根系延伸方向均有根蘗幼樹發(fā)生，主要集中在0.5～1.5m范圍內(nèi)，兩種更新幼樹相互嵌套，總計更新幼樹數(shù)量模型為：

［1］韓有志，王政權(quán).森林更新與空間異質(zhì)性［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2003.13（5）：615-619.

S792.27

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1002-3356（2015）01-0003-04

2014-10-23