區(qū)域典型森林生態(tài)系統(tǒng)特征與健康經(jīng)營技術(shù)

吳應(yīng)建張新建常建國（.山西省中條山國有林管理局，山西　侯馬　043000 .山西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，山西　太原　0300）

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區(qū)域典型森林生態(tài)系統(tǒng)特征與健康經(jīng)營技術(shù)

吳應(yīng)建1張新建1常建國2
（1.山西省中條山國有林管理局，山西侯馬043000 2.山西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，山西太原030012）

【摘要】本文以中條山國有林管理局中村林場五倍辿流域為例，介紹了示范區(qū)景觀生態(tài)系統(tǒng)及森林生態(tài)系統(tǒng)特征，探討了區(qū)域典型森林生態(tài)系統(tǒng)特征以及健康經(jīng)營技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】區(qū)域典型森林生態(tài)系統(tǒng)；健康經(jīng)營；技術(shù)

中村林場五倍辿流域位于中村鎮(zhèn)下川村，區(qū)域總面積285.90hm2，海拔1 600m～1 900m，坡向東，土層厚度25cm～60cm。20世紀90年代初對該流域內(nèi)以遼東櫟、白樺為主的天然次生林進行皆伐改造，跡地更新以人工栽植油松為主，更新初期對成活較高區(qū)域內(nèi)的油松幼林進行過撫育，此后20余年未進行過經(jīng)營活動?，F(xiàn)林分主要樹種為油松、遼東櫟，伴生有華山松、核桃楸等樹種，呈團塊分布，郁閉度0.6～0.9，胸徑8.31cm～5.5cm，樹高5.0m～15m，每公頃株數(shù)1635株～4 223株，每公頃蓄積量42m3～191m3，部分區(qū)域林下天然更新良好。按全流域治理的經(jīng)營理念，2015年中條山林局與山西省林科院在此流域內(nèi)聯(lián)合開展了森林健康經(jīng)營技術(shù)研究與應(yīng)用，并建立了不同森林經(jīng)營類型的示范區(qū)。

1 示范區(qū)景觀生態(tài)系統(tǒng)及森林生態(tài)系統(tǒng)特征

1.1 景觀生態(tài)系統(tǒng)總體特征

示范區(qū)森林景觀可劃分為5類景觀要素，即道路、宜林地、針葉純林、針闊混交林和闊葉混交林，總面積287.71hm2，其中針闊混交林面積最大（89.16hm2），其次為闊葉混交林（73.19hm2）、針葉純林（73.16hm2）及宜林地（52.20hm2）,分別占總面積的31.18%、25.59%、24.97%和18.26%。針闊混交林優(yōu)勢度最高，針葉純林和闊葉混交林接近（圖1和圖2）。從斑塊密度與斑塊邊緣密度來看，針葉純林的空間破碎化程度最高，其次為闊葉混交林，針闊混交林最小。

1.2 森林生態(tài)系統(tǒng)特征

圖1 景觀生態(tài)系統(tǒng)特征

圖2 不同林地類型面積

1.2.1 針葉純林特征

1.2.1.1 林內(nèi)雜生鄉(xiāng)土闊葉樹種占比中等，為人工誘導(dǎo)形成針闊混交林奠定了基礎(chǔ)

油松純林（其他樹種占比低于20%）林齡28a左右，密度每公頃2 640株。其中油松密度2 235株、占84.66%，林內(nèi)還雜生有白樺（60株）、紅樺（15株）、櫟類（225株）、核桃楸（60株）、山楂（45株）分別占2.27%、0.57%、8.52%、2.27%、1.70%。此外，林內(nèi)還存有枯死的華山松，密度120株。

1.2.1.2 林分密度過大導(dǎo)致樹冠發(fā)育不良

油松平均胸徑、平均樹高、平均冠幅及平均活枝下高分別為11.20m、9.50m、2.50m及5.0m，冠長率47%，樹冠飽滿度26%。

1.2.1.3 林分胸徑分布中小樹偏多

油松純林的胸徑分布呈反“J”形，小樹偏多。林木空間分布為均勻分布。

1.2.1.4 林下更新不良，更新幼苗以闊葉樹種為主

油松林下更新幼苗的密度為每公頃45株，雜生闊葉樹的更新幼苗為每公頃135株。

1.2.2 針闊混交林特征

1.2.2.1 闊葉種群穩(wěn)定，針葉種群不穩(wěn)定

示范區(qū)最典型的針闊混交林為松櫟混交林，其中油松為人工栽植，櫟樹為采伐后的萌生或?qū)嵣帜??；旖涣謨?nèi)櫟樹徑級結(jié)構(gòu)呈近似倒“J”形分布，種群穩(wěn)定，呈進展演替。油松呈近似正態(tài)分布，大徑級個體群相對穩(wěn)定，小徑級個體群不穩(wěn)定，呈消退趨勢。

1.2.2.2 種間競爭激烈

油松、櫟類均為偏陽性樹種，對光的需求均相對旺盛。人工種植的油松與萌生的闊葉樹種形成了近似株間混交的模式，屬種間競爭激烈的混交方法。因櫟樹的生長、競爭能力優(yōu)于油松，加之株間混交的影響，未來淘汰概率增大，終將導(dǎo)致油松被淘汰。

1.2.2.3 針葉樹更新不良，闊葉樹更新偏好

松櫟混交林下油松更新不良，這將不利于其長期存留于群落中。雖然櫟類從幼苗到幼樹的發(fā)育過程中存在更新障礙，但并未影響其種群整體更新，若無大規(guī)模干擾，闊葉樹將維持逆“J”形的更新方式，終將成為松櫟混交林中的第一優(yōu)勢種。

1.2.3 闊葉混交林特征

示范區(qū)闊葉混交林是由皆伐跡地上的萌生林木及基于原生植被種子庫發(fā)育的實生林木組成。示范區(qū)典型的闊葉混交林為白樺—千金榆—核桃楸群落及核桃楸—丁香—遼東櫟群落，密度多在每公頃2 000株。闊葉混交林的主要特征是：①多樣性高，每畝林地的喬木樹種種類高達14種～19種；②林內(nèi)各物種以團狀分布為主；③中等林隙普遍存在。

2 不同森林類型的健康經(jīng)營

2.1 景觀尺度經(jīng)營對策

通過建立人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，模擬森林景觀變化的驅(qū)動力和景觀格局指數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上預(yù)測人為活動對景觀可能造成的影響。要保持示范區(qū)合理的景觀格局及良好的景觀功能，需經(jīng)長期經(jīng)營將示范區(qū)闊葉混交林的面積比例逐步控制在45%左右，并將其發(fā)展為生態(tài)核心斑塊，針闊混交林比例逐步調(diào)整為35%左右，針葉純林面積最大為20%。

2.2 針葉純林經(jīng)營對策

以水土保持、水源涵養(yǎng)為主導(dǎo)的多目標經(jīng)營，結(jié)合水量平衡與林分演替理論，林分密度由每公頃2 400株調(diào)整到1 500株；以近自然經(jīng)營理論為指導(dǎo)，選擇大徑材培育目標樹，通過干擾木伐除、枝條修除、樹盤整修、有機覆蓋等措施優(yōu)化目標樹的水、土、光、熱環(huán)境，促進其生長發(fā)育?；诹址滞寥婪N子庫及林內(nèi)闊葉樹種萌生特征，確定闊葉型更新目標水、土、光、熱環(huán)境，促進發(fā)育，調(diào)整林分樹種組成，誘導(dǎo)林分向針闊混交轉(zhuǎn)變，對林下幼苗、優(yōu)樹達到定株培育的進行定株培育，優(yōu)化其生長林分演變。通過以上技術(shù)集成，目標樹的生長速度可以提高25%左右，闊葉樹種比例提高10%，林分水土保持、水源涵養(yǎng)功能增加20%以上，可以實現(xiàn)主導(dǎo)功能明確，生態(tài)、經(jīng)濟效益兼顧的經(jīng)營目的。

2.3 針闊混交林經(jīng)營對策

以水土保持、水源涵養(yǎng)林為主導(dǎo)的多目標經(jīng)營，結(jié)合林分演替及生態(tài)學理論，針對現(xiàn)有針闊混交林屬陽陽混交，種間競爭激烈，林分水土保持、水源涵養(yǎng)效益下降等問題，通過混交模式調(diào)整，示范區(qū)針闊混交林近似株間混交模式致使種間競爭激烈，直接導(dǎo)致針葉樹種面臨消退趨勢。要采用結(jié)構(gòu)化經(jīng)營和近自然經(jīng)營相結(jié)合的方法，合理確定保留木與采伐木，調(diào)整林木分布格局和種間競爭關(guān)系，將現(xiàn)有林分由近似株間混交調(diào)整為隨機帶狀和塊狀混交，減小種間競爭壓力。通過混交模式調(diào)整，種間競爭明顯減弱，樹木生長水平可以提高30%以上，林分水土保持和水源涵養(yǎng)功能也提高35%以上。

2.4 闊葉混交林經(jīng)營對策

以水源涵養(yǎng)及生物多樣性保育林為主導(dǎo)的多目標經(jīng)營?；诮Y(jié)構(gòu)化經(jīng)營原理，調(diào)整林分角尺度、大小比與混角度，優(yōu)化林分結(jié)構(gòu)；基于生物多樣性保育理論，引進和促進相結(jié)合，最大限度地提高生物多樣性。針對闊葉混交林內(nèi)各物種以團狀分布為主，通過結(jié)構(gòu)化經(jīng)營，使各物種林木個體在空間成均勻分布，整體林木成隨機分布。

針對闊葉混交林中等林隙普遍存在缺陷，通過促進林隙幼苗、幼樹發(fā)育，實現(xiàn)連續(xù)覆蓋。

2.5 宜林地（林中空地）營造

林緣宜林地、林中空地造林選擇核桃楸、華山松、遼東櫟等鄉(xiāng)土樹種，并引進栽植黃菠蘿、水曲柳等珍貴樹種，形成混交林和不同樹種鑲嵌分布的混交群落，補植后林分的株數(shù)密度需要達到相同發(fā)育階段的最適密度；補植苗木的針葉容器苗高度不低于0.50m，闊葉樹高度不低于0.80m；保留補植（種）穴周邊天然更新的幼苗幼樹、灌木和草本植物，借助自然力進行恢復(fù)植被。針對群眾放牧，要進行拉網(wǎng)封禁，防止牛、羊危害樹木。

2.6 景觀及文化林道建設(shè)

通過對林道兩側(cè)20m范圍內(nèi)植物整形修剪與林木取舍，將其改造為景觀林道，提供旅游和休閑功能。因邊緣效應(yīng)，示范區(qū)林帶兩側(cè)生物多樣性極高，可將其建設(shè)為基因庫和植物園，提供科學和文化功能。

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【中圖分類號】S718.55

【文獻標識碼】C

【文章編號】1005-4707（2016）01-015-03

doi:10.3969/j.issn.1005-4707.2016.02.006

【作者簡介】吳應(yīng)建（1964-），男，1987年北京林業(yè)大學畢業(yè)，現(xiàn)任山西省中條山國有林管理局成績優(yōu)異高級工程師；張新建（1965-），男，1985年山西林業(yè)學校畢業(yè)，現(xiàn)任山西省中條山國有林管理局工程師；常建國（1971-），男，1994年北京林業(yè)大學畢業(yè)，現(xiàn)任山西省林業(yè)科學研究院高級工程師。

【收稿日期】2015-10-25；【修回日期】2015-12-15。