皖東丘陵地區(qū)退化刺槐人工林自然演替過程的研究

王懿君

（南譙區(qū)林業(yè)和園林局，安徽　滁州　239000）

皖東丘陵地區(qū)退化刺槐人工林自然演替過程的研究

王懿君

（南譙區(qū)林業(yè)和園林局，安徽滁州239000）

本文為探索衰退小老樹林和殘次林更新復(fù)壯的路徑、時(shí)間與可行性的措施，實(shí)現(xiàn)人工林的近自然經(jīng)營(yíng)和速生豐產(chǎn)的目標(biāo)，對(duì)退化的人工刺槐林分開展了10～15年封禁保護(hù)措施，并持續(xù)調(diào)查封禁后試驗(yàn)區(qū)內(nèi)的樹種生長(zhǎng)、種群數(shù)量和林木蓄積量。結(jié)果表明，刺槐人工林退化后，可以通過10～15年封禁保護(hù)措施，達(dá)到自然生態(tài)修復(fù)的目的。自然演替豐富了樹種，增加了種群數(shù)量，提升了林木蓄積量，其中樸樹、黃連木是值得重點(diǎn)保護(hù)和培育的樹種。

刺槐；人工林；自然演替；林地生產(chǎn)力

刺槐（Robinia pseudoacacia）俗稱洋槐，屬豆科落葉大喬木，原產(chǎn)北美地區(qū)的墨西哥，1877年引入我國(guó)；因其根系為淺根性，非常適合皖東丘陵土壤條件；因適應(yīng)性強(qiáng)、造林成活率高、生長(zhǎng)快、繁殖易、用途多而被廣泛推廣。二十世紀(jì)七八十年代成為我國(guó)主要造林樹種，目前仍然是華北、西北、東北及長(zhǎng)江中下游地區(qū)重要的荒山綠化和城市園林綠化樹種，是一個(gè)代表性的“鄉(xiāng)土化”樹種。刺槐是陽性喜光、固氮樹種，其側(cè)根發(fā)達(dá)、萌芽更新能力強(qiáng)、根瘤菌豐富，可有效提高地力。由于特殊的氣候、瘠薄的土壤和嚴(yán)重的病蟲害等原因，導(dǎo)致刺槐部分林分衰退，單位面積數(shù)量少，林木生長(zhǎng)量急劇下降，出現(xiàn)緩慢增長(zhǎng)或負(fù)增長(zhǎng)現(xiàn)象，從而使得林地生產(chǎn)力顯著下降，淪為衰退林地。筆者嘗試通過階段性封山育林和生態(tài)修復(fù)促進(jìn)人工林的近自然經(jīng)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)森林的樹種多樣性和自然更新復(fù)壯。

1　試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于安徽省東部丘陵地區(qū)的滁州市南譙區(qū)施集鎮(zhèn)龍?bào)创逦痕M，海拔110～160m，基巖為安山巖與變石英角斑巖過渡類型，土層厚度20～50 cm，呈微酸性至中性，土壤肥力中等。屬北亞熱帶向暖溫帶過渡氣候類型，年降水量1 031mm，年平均氣溫14.4～16.6℃，無霜期224 d，呈現(xiàn)出雨量充沛、四季分明的氣候特征。當(dāng)?shù)氐耐寥篮蜌夂驐l件適應(yīng)多種落葉闊葉樹種生長(zhǎng)。試地面積8 hm2。

2　試驗(yàn)材料和方法

試驗(yàn)材料為35年生人工刺槐林，林分郁閉度0.5；立木株數(shù)585株/hm2，其中刺槐300株/hm2。由于林木保留過于稀疏，導(dǎo)致樸樹、苦楝、臭椿等鄉(xiāng)土樹種自然侵入，為自然生態(tài)修復(fù)提供了可能性；除刺槐外，目的樹種還有4個(gè)，即黃連木、樸樹、苦楝、棠梨。自1999年起對(duì)試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行全面保護(hù)和封山育林，禁止森林采伐、放牧和人為樵采、開墾種植農(nóng)作物等；同時(shí)設(shè)置25.82m×25.82m的固定樣地進(jìn)行長(zhǎng)期跟蹤調(diào)查，定期調(diào)查樹種變化情況、立木數(shù)量、樹高、胸徑等因子，從1999年開始，每5年調(diào)查1次，持續(xù)至2014年。

3　結(jié)果與分析

3.1人工刺槐林自然演替對(duì)單位面積活立木株數(shù)的影響

從表1可以看出，35年刺槐林分單位面積立木株數(shù)呈現(xiàn)逐年下降趨勢(shì)。2004年調(diào)查時(shí)，刺槐數(shù)量由1999年的24株降低到12株，立木株數(shù)下降了50%，表現(xiàn)出極不適應(yīng)性；而其他鄉(xiāng)土樹種則呈現(xiàn)出增長(zhǎng)趨勢(shì)，4個(gè)目的樹種數(shù)量由15株增加到20株，立木株數(shù)增長(zhǎng)了33.3%，表現(xiàn)出較強(qiáng)的自然生態(tài)修復(fù)能力。

2009年調(diào)查時(shí)，立木總株數(shù)與1999年相近，但刺槐數(shù)量已減少至7株，立木株數(shù)下降了70.8%，逐步淪為次要樹種；而其他鄉(xiāng)土樹種則繼續(xù)呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，4個(gè)目的樹種數(shù)量增至31株，立木株數(shù)增長(zhǎng)了106.7%。

2014年調(diào)查，立木總株數(shù)達(dá)到78株，刺槐數(shù)量由7株增加到10株，與1999年調(diào)查相比，下降了58.3%，淪為伴生樹種；而其他鄉(xiāng)土樹種則繼續(xù)呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，4個(gè)目的樹種增加到68株，表現(xiàn)出階段性倍增，立木株數(shù)總體增長(zhǎng)353.3%，林分郁閉度達(dá)到0.9，林木生長(zhǎng)狀況穩(wěn)定、林相整齊。

總體變化趨勢(shì)分析：從1999年開始，每5年調(diào)查1次，林分總體立木數(shù)量增長(zhǎng)率為-17.9%、

-2.6%、102.6%，表明前10年處于鄉(xiāng)土樹種與原生樹種刺槐對(duì)抗競(jìng)爭(zhēng)階段，此消彼長(zhǎng)；而10年后，鄉(xiāng)土樹種種群數(shù)量劇增，并且迅速成為主要樹種，競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯，15年左右基本達(dá)到自然演替和近自然經(jīng)營(yíng)的目標(biāo)。

表1　刺槐自然演替對(duì)立木株數(shù)的影響調(diào)查

3.2刺槐林自然演替對(duì)目的樹種種群數(shù)量變化的影響

從表2可知，刺槐人工林通過15年近自然經(jīng)營(yíng)，鄉(xiāng)土樹種先后出現(xiàn)了5個(gè)，種群數(shù)量由15株增加到68株，其中樸樹表現(xiàn)最為活躍，是林分中增長(zhǎng)速度最快的樹種，從1999年開始實(shí)施近自然經(jīng)營(yíng)技術(shù)以來，呈現(xiàn)種群數(shù)量倍增趨勢(shì)，2014年其種群數(shù)量占到鄉(xiāng)土樹種總株樹的75%，說明了其是試驗(yàn)區(qū)重點(diǎn)保護(hù)和培育的目的樹種；黃連木也是皖東地區(qū)主要的鄉(xiāng)土樹種之一，種群數(shù)量由封育前的8株增加到14株，增長(zhǎng)幅度達(dá)到87.5%；而棠梨、苦楝、臭椿是皖東地區(qū)比較常見的鄉(xiāng)土樹種，因陽性樹種隨著林分郁閉度的增加而逐步死亡，他們成為階段性存在的伴生樹種。

表2　刺槐自然演替對(duì)入侵的主要鄉(xiāng)土樹種立木株數(shù)的影響

3.3刺槐林自然演替對(duì)林木胸徑增長(zhǎng)的影響

從表3可以看出，刺槐人工林通過15年近自然經(jīng)營(yíng)，林木總胸徑值一直在遞增，從1999年的325.1 cm逐步增加到344.7 cm、408.9 cm和741.1 cm，增長(zhǎng)幅度分別達(dá)到6.0%、25.5%和228.0%。這表明實(shí)行封山育林的前10年期間，林木生長(zhǎng)率維持緩慢增長(zhǎng)，10年后由于近自然林達(dá)到理想經(jīng)營(yíng)狀態(tài)，林木胸徑增長(zhǎng)達(dá)到2.28倍。具體樹種分析：原始樹種刺槐因自然衰退死亡和天然更新乏力，林木胸徑由183.1 cm逐步下降到119.1 cm、66.4 cm和87 cm，總體下降幅度達(dá)到47.5%，淪為次要樹種；黃連木雖然在種群數(shù)量上沒有明顯增加，但生長(zhǎng)量增長(zhǎng)較快，林木胸徑由80.8 cm逐步增加到107.0 cm、152.9 cm和194.1 cm，總體增長(zhǎng)幅度達(dá)到236.9%，成為兩個(gè)主要目的樹種之一；樸樹是表現(xiàn)最為活躍的鄉(xiāng)土樹種，種群數(shù)量呈現(xiàn)幾何數(shù)增長(zhǎng)，林木胸徑由40.3 cm迅速增加到93.7 cm、167.6 cm和439.4 cm，總體增長(zhǎng)幅度達(dá)到10.9倍，成為最有發(fā)展?jié)摿?、速生豐產(chǎn)性強(qiáng)的目的樹種。

3.4人工刺槐林自然演替對(duì)林分蓄積量增長(zhǎng)的影響

由表4可知，通過15年的近自然經(jīng)營(yíng)，刺槐林木總蓄積量從1999年的1.008 7 m3逐步增加到1.519 0m3、1.935 4m3和3.159 4m3，增長(zhǎng)幅度分別達(dá)到59.7%、91.9%和213.2%。表明封山育林后，林分蓄積量實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)步增長(zhǎng)，逐步實(shí)現(xiàn)了近自然林經(jīng)營(yíng)目標(biāo)。具體樹種分析：原始樹種刺槐因自然衰退死亡和天然更新乏力，總蓄積量由0.595 6m3逐步下降到0.389 9m3、0.213 8m3和0.228 8m3，總體下降幅度達(dá)到61.6%，淪為次要樹種；黃連木種群數(shù)量緩慢增長(zhǎng)，但林木生長(zhǎng)速度進(jìn)一步加快，蓄積量由0.210 6 m3逐步增加到 0.622 9 m3、0.959 4 m3和1.255 6m3，總體增長(zhǎng)幅度達(dá)到496.2%；樸樹作為最為活躍的目的樹種，種群數(shù)量呈現(xiàn)劇增，總蓄積量由0.107 8m3逐步增加到0.381 6m3、0.699 8m3和1.606 0m3，總體增長(zhǎng)幅度達(dá)到13.9倍，成為目的樹種的首選。

表3　刺槐自然演替對(duì)林分胸徑生長(zhǎng)的影響調(diào)查

3.5刺槐人工林自然演替對(duì)各樹種種群結(jié)構(gòu)的影響

從表5可以看出，經(jīng)過15年的封山育林，刺槐種群數(shù)量由24株下降到10株，人工林主體地位得到徹底顛覆，種群結(jié)構(gòu)由占主導(dǎo)地位的61.4%下降到12.8%，成為次要樹種；樸樹、黃連木等天然自生的鄉(xiāng)土樹種種群數(shù)量達(dá)到68株，結(jié)構(gòu)比例由38.6%提升到87.2%，完成了刺槐人工林的自然演替過程。

綜上所述，經(jīng)過15年的封山育林，刺槐胸徑總和、林分蓄積量一直在下降，說明其已成為逐步淘汰的樹種。而天然生態(tài)修復(fù)的闊葉樹種胸徑總和、林分蓄積量一直在增加，說明其漸變成為森林頂級(jí)群落。其中樸樹表現(xiàn)最好，為第一目的樹種；黃連木次之，其與樸樹共同組成森林演替的重點(diǎn)目的樹種。

表4　刺槐自然演替對(duì)林分蓄積量的影響調(diào)查

表5　刺槐自然演替對(duì)各樹種種群數(shù)量結(jié)構(gòu)的影響分析

4　結(jié)論

（1）刺槐人工林退化后，可以不采取人工干預(yù)方式進(jìn)行重新造林，通過10～15年封禁保護(hù)措施，完全可以達(dá)到自然生態(tài)修復(fù)目的，是衰退小老樹林和殘次林更新復(fù)壯的有效方式。

（2）皖東丘陵鄉(xiāng)土樹種資源豐富，對(duì)于土壤瘠薄的安山巖、玄武巖、紫砂巖上的人工林，實(shí)施近自然經(jīng)營(yíng)方式進(jìn)行天然更新技術(shù)是可行的。通過限制性措施，不僅使現(xiàn)有林分得到生態(tài)修復(fù)，而且能使樹種更豐富、種群數(shù)量大幅增加、林木蓄積量迅速提升，達(dá)到速生豐產(chǎn)的目標(biāo)，提高了林地利用率。

（3）樸樹、黃連木是皖東丘陵最具代表性的鄉(xiāng)土闊葉樹種，具有生態(tài)修復(fù)能力強(qiáng)、種群數(shù)量發(fā)展快、林分速生豐產(chǎn)性穩(wěn)定、有效改善林分土壤和小氣候環(huán)境等特點(diǎn)，是生態(tài)修復(fù)中值得重點(diǎn)保護(hù)和培育的樹種，通過自然演替，逐步恢復(fù)皖東丘陵落葉闊葉林頂級(jí)森林群落。

（責(zé)任編輯：楊婷婷）

Study on NaturalSuccession Processof Degraded Robinia pseudoacacia Plantations

WANGYijun
（Nanqiao District Forestry and Landscaping Bureau，Chuzhou 239000，Anhui，China）

In this paper，in order to exploreways，time and feasiblemeasures for regenerating and invigorating degraded small-old trees and remnant forests and achieve the goalof close-to-naturemanagementand fastgrowing and high yields，a 10 to 15-year-long hillclosuremeasure was adopted for degraded Robinia pseudoacacia plantations and continual surveys weremade on the growth of tree species，population quantity and stand volume in the test area after hill-closure.The results showed that a 10 to 15-year-long hillclosure measure could achieve the goal of natural ecological restoration for degraded Robinia pseudoacacia plantations.Natural succession enriches tree speciesand increases the stand volume，and Celtis sinensis and Pistacia chinensisare the speciesworthy ofkey protection and cultivation.

Robinia pseudoacacia；Plantations；Naturalsuccession；Woodland productivity

S792.27

A

2095-0152（2016）05-0022-03

2016-05-26

2016-06-29

王懿君（1974-），男，林業(yè)工程師，主要從事人工林栽培與天然林生態(tài)修復(fù)方面工作。E-mail:nqlywyj@163.com