丘陵崗地人工防護(hù)林退化成因分析

何國良， 張衛(wèi)東， 鄒合群， 趙 勇， 詹艷紅

(1.桃江縣林業(yè)局, 湖南 桃江 413400； 2.桃江縣桃花江國有林場， 湖南 桃江 413400；3.桃江縣苗圃， 湖南 桃江 413400)

丘陵崗地人工防護(hù)林退化成因分析

何國良1， 張衛(wèi)東2， 鄒合群2， 趙 勇2， 詹艷紅3

(1.桃江縣林業(yè)局, 湖南 桃江 413400； 2.桃江縣桃花江國有林場， 湖南 桃江 413400；3.桃江縣苗圃， 湖南 桃江 413400)

以桃江縣人工防護(hù)林為研究對象，分析了導(dǎo)致林地退化的主要原因，包括管護(hù)措施不到位、造林技術(shù)缺陷、自然災(zāi)害侵害、生理老化、環(huán)境污染等。針對退化原因，提出了相應(yīng)的改造措施。

丘陵崗地； 人工防護(hù)林； 退化； 成因

防護(hù)林是為了保持水土、防風(fēng)固沙、涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候、減少污染所經(jīng)營的天然林和人工林[1-2]，對防御自然災(zāi)害，改善人居環(huán)境，維護(hù)生態(tài)平衡具有十分重要的作用。退化防護(hù)林是因林木生理衰敗、遭受自然災(zāi)害、外部環(huán)境變化，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失調(diào)和穩(wěn)定性降低，功能退化甚至喪失，且自然更新能力弱的林分[3]。根據(jù)林分枯死木、瀕死木株數(shù)占單位面積株數(shù)比例，防護(hù)林退化可分為重度退化、中度退化、輕度退化三類[4]。桃江縣營造的人工防護(hù)林，存在樹種單一、樹齡老化、結(jié)構(gòu)簡單、病蟲害嚴(yán)重、林分生長不良等現(xiàn)象，導(dǎo)致防護(hù)功能下降，影響林業(yè)生態(tài)建設(shè)作用的發(fā)揮。因此，通過對退化防護(hù)林進(jìn)行改造與修復(fù)研究，有利于加強(qiáng)森林生態(tài)系統(tǒng)整體功能，是該區(qū)防護(hù)林體系建設(shè)的重要任務(wù)。

1 研究區(qū)概況

桃江縣位于湘中偏北，資江中下游，雪峰山余脈向洞庭湖區(qū)過渡的環(huán)丘崗地帶，地理坐標(biāo)為東經(jīng)111°36′—112°19′，北緯28°13′—28°41′。桃江縣境內(nèi)屬亞熱帶大陸季風(fēng)濕潤氣候，年平均氣溫16.6 ℃，全年無霜期263天，年降水量1533 mm，年均相對濕度83%。境內(nèi)成土母質(zhì)以板頁巖風(fēng)化物為主，其次是石灰?guī)r、花崗巖、砂礫巖風(fēng)化物及河流沖積物。土壤為紅壤、山地黃壤、黑色石灰土和紅色石灰土，土質(zhì)較好，養(yǎng)分含量較高。土層較淺，一般在40 cm上下。土壤多呈酸性或微酸性，pH值在5.5～6.5之間。主要水系有資江干流及資水的主要一級支流。林地面積131553.8 hm2，森林覆蓋率為62.32%，公益林地面積67747.3 hm2，占全縣林地面積的51.49%，其中人工防護(hù)林面積16227 hm2，占公益林面積的23.76%，占全縣林地面積的12.33%。

2 調(diào)查方法

2.1林地小班調(diào)查

以2014年完成的“十二·五”森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查成果中的人工防護(hù)林為調(diào)查小班，根據(jù)小班情況，選擇有代表性的地段布設(shè)面積為667 m2的圓形標(biāo)準(zhǔn)地(半徑14.57 m)。小班面積6.67 hm2以下的設(shè)置1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地，6.67～13.33 hm2設(shè)置2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地，13.33 hm2以上設(shè)置3～5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地，標(biāo)準(zhǔn)地中心位置做好標(biāo)記。調(diào)查因子包括林下幼樹株數(shù)、枯死木(竹)株數(shù)、健康木(竹)株數(shù)等。根據(jù)枯死木(竹)株數(shù)和瀕死木(竹)株數(shù)之和占小班總株數(shù)比例確定小班退化程度，每個(gè)小班確定一個(gè)主要退化原因，并填寫退化防護(hù)林小班調(diào)查登記表。

2.2退化程度劃分

主要根據(jù)林分枯死木、瀕死木株數(shù)占單位面積株數(shù)比例劃分為三類：

(1)重度退化： 防護(hù)功能嚴(yán)重下降，枯死木、瀕死木比例占單位面積株數(shù)40%(含)以上的防護(hù)林。

(2) 中度退化： 防護(hù)功能明顯下降，瀕死木比例占單位面積株數(shù)10%～40%的防護(hù)林。

(3) 輕度退化： 防護(hù)功能出現(xiàn)下降，枯死木、瀕死木比例占單位面積株數(shù)10%(含)以下的防護(hù)林。

3 結(jié)果與分析

3.1人工防護(hù)林退化程度

從表1中看出，桃江縣人工防護(hù)林16227 hm2，重度退化面積3014.2 hm2，占人工防護(hù)林總面積的18.58%，中度退化面積8581.6 hm2，占人工防護(hù)林總面積的52.88%，輕度退化面積1791.5 hm2，占人工防護(hù)林總面積的11.04%，生態(tài)功能良好面積2839.7 hm2，占人工防護(hù)林總面積的17.50%。重度退化和中度退化面積占全縣人工防護(hù)林面積71.4%，生態(tài)防護(hù)功能嚴(yán)重下降，退化程度非常嚴(yán)重。

表1 桃江縣人工防護(hù)林退化情況Tab 1 Degenerationsituationofartificialshelter?forestinTaojiangCounty退化程度退化面積(hm2)所占總面積比例(%)所占退化比例(%)重度退化3014 218 5822 52中度退化8581 652 8864 1輕度退化1791 511 0413 38功能良好2839 717 50合計(jì)16627100100

3.2人工防護(hù)林退化因素

大量研究結(jié)果表明，森林退化是多種因素綜合作用的結(jié)果[5-9]。通過調(diào)查，桃江縣人工防護(hù)林退化有管護(hù)措施不到位、造林技術(shù)缺陷、自然災(zāi)害、生理老化、環(huán)境污染五個(gè)方面的原因。

管護(hù)措施不到位是桃江縣人工防護(hù)林退化的最主要原因。人工造林后，頭三年是成林的關(guān)鍵時(shí)期。桃江縣春夏季節(jié)雨水多，高溫高濕，雜草瘋長，苗木藏匿于雜草中，若不及時(shí)撫育除草，苗木就會死亡，影響成活率和保存率；林分郁閉后不及時(shí)進(jìn)行撫育間伐，林木分級明顯，造成除霸王木、優(yōu)勢木外的其他林木枯萎退化；病蟲防治不到位，引起林木退化，如資江兩岸楊樹防護(hù)林受天牛危害后出現(xiàn)的退化。

造林技術(shù)缺陷是桃江縣人工防護(hù)林退化的重要原因。 桃江縣人工防護(hù)林營造由于受當(dāng)時(shí)社會經(jīng)濟(jì)條件制約，90%為人工純林，以杉木、毛竹、楊樹、濕地松純林為主，樹種單一，結(jié)構(gòu)簡單，森林生物鏈脆弱，生態(tài)平衡容易遭到破壞，一旦發(fā)生病蟲害，往往大面積爆發(fā)成災(zāi)；另一方面，樹種單一，會造成對某幾種養(yǎng)分元素大量消耗，致使土壤肥力下降。何友軍等[10]研究發(fā)現(xiàn)，在0～10 cm和10～20 cm土層內(nèi)，杉木人工林取代常綠闊葉林和杉木栽植代數(shù)增加后，土壤全氮、全鉀、銨態(tài)氮和速效鉀含量均明顯降低。初植密度過大，沒有及時(shí)進(jìn)行撫育間伐，樹木沒有足夠的生長空間，養(yǎng)分供應(yīng)不足，引起林木衰退。沒有適地適樹，造林成活率低，樹木長勢衰弱，林分郁閉度低，容易退化成疏林或荒山。非良種壯苗造林，利用萌芽更新，都會形成“小老頭”林。

自然災(zāi)害是桃江縣人工防護(hù)林退化的天象原因。引起人工防護(hù)林退化的自然災(zāi)害主要有冰凍雪災(zāi)和干旱天氣。冰凍雪災(zāi)造成樹干彎曲、斷枝、斷梢、劈裂、倒伏等；長時(shí)間冰凍天氣可使樹木細(xì)胞間的水分凝固，樹木凍傷或凍死。2008年冰凍災(zāi)害，桃江縣人工防護(hù)林都遭受了不同程度的損害；2013年6—8月連續(xù)干旱，桃江縣的毛竹林、杉木幼林受災(zāi)干枯面積達(dá)2 666.67 hm2以上。

生理老化是桃江縣人工防護(hù)林退化的生理原因。 受公益林采伐指標(biāo)限制，一些已達(dá)成熟年齡的人工防護(hù)林，不能及時(shí)進(jìn)行更新采伐，林木出現(xiàn)衰老、退化。如桃江縣四個(gè)國有林場人工防護(hù)林的退化。

環(huán)境污染是桃江縣人工防護(hù)林退化的生態(tài)原因。桃江縣環(huán)境污染來自采礦、礦石煅燒、建材生產(chǎn)(水泥、石灰燒制)、磚廠制磚過程中的廢氣排放，污水未經(jīng)處理排放。廢氣使林木葉片失綠，煤污覆蓋，光合作用減弱，嫩枝嫩葉枯死；采礦破壞山體，引起水土流失，土壤水肥條件變化，干旱季節(jié)樹木容易枯死。礦區(qū)污水未經(jīng)處理排入河流，改變水土酸堿平衡，浸蝕樹根，引起生長衰退。

4 結(jié)論與討論

(1) 在多種退化因素綜合作用下，桃江縣人工防護(hù)林退化率達(dá)71.4%，導(dǎo)致生態(tài)功能下降，修復(fù)任務(wù)大。首先應(yīng)根據(jù)人工防護(hù)林退化類型和退化程度，分年度開展退化防護(hù)林植被恢復(fù)。其次應(yīng)優(yōu)先治理和恢復(fù)生態(tài)區(qū)位重要、退化嚴(yán)重、遭受重大危險(xiǎn)性林業(yè)有害生物和森林火災(zāi)危害的人工防護(hù)林。針對重度退化的人工防護(hù)林植被恢復(fù)區(qū)，實(shí)施更替修復(fù)(主要方式)和擇伐補(bǔ)造相結(jié)合；針對中度退化的人工防護(hù)林植被恢復(fù)區(qū)，采取擇伐補(bǔ)造(主要方式)和撫育措施相結(jié)合；針對輕度退化的人工防護(hù)林植被恢復(fù)區(qū)，采取以補(bǔ)帶撫的經(jīng)營方式，促進(jìn)森林健康生長。

(2) 據(jù)觀測，人工防護(hù)林生理老化90%的原因是到了生理衰竭期，是一種自然老化現(xiàn)象[14]。我們把防護(hù)林生理老化分成3個(gè)類別：一類是死的，將來完全把它伐掉重來；一類是生長不良的，將通過加強(qiáng)森林經(jīng)營撫育等措施來煥發(fā)它的生機(jī)活力，提高生態(tài)防護(hù)功能；還有一部分要通過補(bǔ)植補(bǔ)造的辦法，維持穩(wěn)定這些林木生長空間，讓它更多發(fā)揮效益。

(3) 工礦區(qū)環(huán)境污染影響林木的正常生長發(fā)育[15]。在調(diào)查中不難看出，人工防護(hù)林退化的一方面原因來自環(huán)境污染，而它的治理是一項(xiàng)社會工程，要有全社會的參與才能實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧。

[1] 蔣麗娟.國內(nèi)外防護(hù)林研究綜述[J].湖南林業(yè)科技，2000，27(3):21-27.

[2] 北湖區(qū)林業(yè)局.北湖區(qū)退化防護(hù)林改造規(guī)劃工作全面完成[EB/OL].(2015-10-28).http://www.hnforestry.gov.cn/MoreList_Infoshow.aspx?ID=433512.

[3] 張莉莉.芻議東北退化防護(hù)林的修復(fù)[J].防護(hù)林科技, 2015(11):67-68.

[4] 公延明，胡玉昆, 阿德力·麥地, 等.巴音布魯克高寒草地退化演替階段植物群落特性研究[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2010，24(6)：149-152.

[5] 霍對對.淺談森林群落衰退的原因[J].河北林業(yè)科技, 2013 (3):84.

[6] 高倩, 張合平，田紅燈,等.廣西退化生態(tài)公益林恢復(fù)對策探討[J].湖南林業(yè)科技，2013，40(1):115-118.

[7] 陳靈芝，陳偉烈.中國退化生態(tài)系統(tǒng)研究[M].北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社, 1995.

[8] 張純, 劉愉.國內(nèi)人工林土壤退化及調(diào)控研究概況[J].防護(hù)林科技，2014(5): 48-50.

[9] 朱教君, 李鳳芹.森林退化/衰退的研究與實(shí)踐[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2007，18(7):1601-1609.

[10] 何友軍, 王清奎，汪思龍,等.杉木人工林土壤微生物生物量碳氮特征及其與土壤養(yǎng)分的關(guān)系[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，17(12):2292-2296.

[11] 何得良, 馬放明.半干旱地區(qū)鄉(xiāng)土樹種造林方式試驗(yàn)[J].甘肅林業(yè)科技，2008(8):14.

[12] 孫冰, 瘳紹波，曾培賢,等.京九長廊深圳段綠化模式及其生態(tài)學(xué)意義[J] .林業(yè)科學(xué)研究，2001，14(4):369-375.

[13] 陳勇, 孫冰，瘳紹波, 等.廣州市沿海防護(hù)林空間布局研究[J].世界林業(yè)研究，2009， 22(特刊): 67-70.

[14] 張永利.張家口百萬防護(hù)林瀕臨衰死大部分屬于自然老化-中新網(wǎng)[EB/OL].http://www.chinanews.com/sh/2014/01-14/5733835.shtml

[15] 李福源，嚴(yán)芝銀，田成繼，等.大通二十八工業(yè)區(qū)環(huán)境污染對林木生長影響研究[J].青海農(nóng)林科技，2007(2)：79-80.

Analysisofdegenerationcausesofplantedprotectionforestsinhillyland

HE Guoliang1, ZHANG Weidong2, ZOU Hequn2,ZHAO Yong2, ZHAN Yanhong3

(1.Forestry Bureau of Taojiang County, Taojiang 413400, China;2.Taohuajiang State-owned Forest Farms of Taojiang County, Taojiang 413400, China;3.Nursery Garden of Taojiang County, Taojiang 413400, China)

Based on planted protection forests in Taojiang County, the degeneration causes of planted protection forest was analyzed.The causes included the defective management measures,afforestation technical flaws, natural disasters, physiologic aging and environmental pollution.For these reasons, the related transforming methods were presented.

hilly land; planted protection forest; degeneration; cause

2015-10-09

國家林木種質(zhì)資源平臺運(yùn)行服務(wù)(2014-A-13)。

S 727.2

A

1003-5710(2016)01-0125-03

10.3969/j.issn.1003-5710.2016.01.000

(文字編校：張 珉)