遼東山區(qū)蒙古櫟高效培育及利用

張慧東，毛沂新

(遼寧省林業(yè)科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110032)

遼寧地處我國北方暖溫帶與中溫帶過渡區(qū)，植物區(qū)系屬于長白、蒙古和華北植物區(qū)交錯(cuò)地帶，櫟類資源較豐富，有蒙古櫟Quercusmongolica、遼東櫟Q.liaotungensis、麻櫟Q.acutissima、栓皮櫟Q.variabilis和槲櫟Q.aliena等10種[1]，其中蒙古櫟最多。蒙古櫟，又稱柞樹，屬殼斗科、櫟屬，落葉喬木，高可達(dá)30 m，樹皮灰褐色，深縱裂。樹冠卵圓形。單葉互生、葉片倒卵形，葉波狀齒緣，葉表面深綠色，背面淡綠色，花單性，雌雄同株，堅(jiān)果卵形或橢圓形，種子具肉質(zhì)子葉[1]。蒙古櫟是東亞—東西伯利亞分布種，主要分布在中國、俄羅斯，日本、蒙古及朝鮮半島也有分布[2]。在我國主要分布于東北地區(qū)的黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古東部，華北地區(qū)的北京、天津、河北中北部、山東中部、山西大部分地區(qū)，西北地區(qū)的陜西東北部，華中地區(qū)亦少量分布，是我國溫帶地區(qū)落葉闊葉林及針闊混交林的主要樹種，具有較強(qiáng)的保持水土、培肥土壤、防火抗風(fēng)、凈化空氣、綠化環(huán)境等生態(tài)作用，是食用菌、藥材、淀粉、栲膠等重要的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)原料，具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值。蒙古櫟是優(yōu)質(zhì)用材樹種，國家二級(jí)珍貴樹種。遼寧省櫟林面積106.1萬hm2，占該省森林資源總面積的43.5%，蓄積4 080萬m3，占總蓄積的49.1%[3-4]。遼寧省現(xiàn)有蒙古櫟資源的儲(chǔ)量和質(zhì)量成為限制蒙古櫟資源開發(fā)、利用的重要因素，因此培育好、利用好遼東山區(qū)的蒙古櫟資源，對(duì)促進(jìn)遼東山區(qū)林業(yè)產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展、推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和扶貧開發(fā)具有重要意義。

1 蒙古櫟個(gè)體生長發(fā)育與種群特征

蒙古櫟是溫帶地區(qū)生物量大、生產(chǎn)力高的樹種之一，其目標(biāo)胸徑可達(dá)40～50 cm、目標(biāo)樹高18～23 m，主根明顯、側(cè)根粗大，根系范圍可達(dá) 6～7 m[4-5]。遼東山區(qū)蒙古櫟個(gè)體速生期在10～40 a，胸徑速生期為20～50 a，連年生長量高峰值出現(xiàn)在15 a，平均生長量高峰值出現(xiàn)在20 a；樹高連年生長量高峰值出現(xiàn)在15 a，平均生長量高峰值出現(xiàn)在15～20 a；材積速生期為20～50 a，連年生長量和平均生長量在35 a前增長較快，45 a后有所減緩，60 a左右進(jìn)入數(shù)量成熟[6]。蒙古櫟具有較強(qiáng)的耐旱性，萌生能力強(qiáng)，可持續(xù)長達(dá) 350 a，葉角質(zhì)層(3.45 μm)和葉片(254.8 μm)較厚，柵欄組織較發(fā)達(dá)，初始致死含水率為29.66%，零膨壓滲透勢(shì)為-2.80[7-9]。

遼東山區(qū)蒙古櫟天然次生混交林的水平結(jié)構(gòu)呈隨機(jī)分布，角尺度0.475≤W≤0.517；樹種的空間配置屬強(qiáng)度混交(混交度0.704)，樹木個(gè)體間的水平競(jìng)爭力處于中庸水平(胸徑大小比數(shù)0.47)，樹木高生長競(jìng)爭力處于亞優(yōu)勢(shì)地位，大小比數(shù)均值為0.36。蒙古櫟林木直徑分布呈正態(tài)分布偏左，偏度系數(shù)0.799，峰度系數(shù)0.506。林分總體呈正向演替，但是林分的樹種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、競(jìng)爭力等林分空間分化差異較大，目的樹種的胸徑大小比數(shù)和樹高大小比數(shù)不合理[10]。遼東山區(qū)蒙古櫟林具有較高的生物量和生產(chǎn)力，喬木層平均凈生產(chǎn)力為8.7～10.71 t·hm-2·a-1，中齡林最大(12.13 t·hm-2·a-1)，比幼齡林和近熟林分別高3.43 t·hm-2·a-1和1.42 t·hm-2·a-1；幼齡林喬木層的生物量112.09 t·hm-2、中齡林224.92 t·hm-2和近熟林276.18 t·hm-2，地上生物量占比隨林齡的增加而增大，根系生物量占比則逐漸降低，由幼齡林的36%下降到近成熟林的28%[11]。櫟類種群5～8年生開始結(jié)實(shí)，成年個(gè)體結(jié)實(shí)量大，林下實(shí)生幼苗豐富，種群天然更新和森林持續(xù)發(fā)育基礎(chǔ)良好，但幼苗0～2年生死亡率達(dá)80%[12]。蒙古櫟凋落葉中N、P、K元素豐富，其凋落樹葉N素的年歸還量可達(dá)8 .85 kg·hm-2，對(duì)改善土壤養(yǎng)分具有重要作用[13]。

2 蒙古櫟林高效培育

遼東山區(qū)的蒙古櫟林可通過高效培育技術(shù)措施，在提高林地生態(tài)防護(hù)功能基礎(chǔ)上，培育具有大徑木材和優(yōu)質(zhì)林產(chǎn)品供給的優(yōu)質(zhì)森林[14]。遼東山區(qū)優(yōu)質(zhì)蒙古櫟林應(yīng)以天然更新為主，應(yīng)該適當(dāng)發(fā)展人工林，優(yōu)質(zhì)蒙古櫟林的培育分為以下幾個(gè)培養(yǎng)階段：

①幼林的建立。首先選擇立地條件良好的半陽坡、半陰坡或陽坡中下部，土層厚度≥30 cm，枯落物層厚>2 cm的棕壤或暗棕壤，林地里有少量、比較好的蒙古櫟母樹。在樹木結(jié)實(shí)不足的地塊可采用人工播種促進(jìn)更新。人工播種以秋季為主，采用條播方式，行距2 m，播種量200～400 kg·hm-2；也可選擇人工植苗造林，株行距應(yīng)以1 m×1.5 m或1.5 m×1.5 m為宜，造林密度5 700～6 667株·hm-2。

②幼林的管護(hù)(1～5 a)。造林后前5年進(jìn)行幼林地?fù)嵊?，栽植?dāng)年開始割草、割灌，前3年每年2次，后2年每年1次。時(shí)間在6月中上旬至7月上旬。將林地上的雜草灌木全部割除或穴狀(穴徑1.0 m)割除，留茬高度在5 cm以下，割除的雜草灌木放在距幼樹50 cm以外，不得壓苗。同時(shí)進(jìn)行定株撫育。造林當(dāng)年選留一個(gè)主干良好的幼苗進(jìn)行培養(yǎng)，其余萌枝全部剪除；造林第2年每株樹保留2～3輪側(cè)枝，促進(jìn)苗木徑生長。以生產(chǎn)食用菌、藥材原料為主要目標(biāo)培育的小徑材(胸徑10～15 cm)林木，伐樁萌苗2年后定株，每伐樁保留1～2株。

③競(jìng)爭生長階段(6～20 a)。當(dāng)林分郁閉達(dá)到0.9以上、活枝下高≤1/3時(shí)進(jìn)行透光撫育，采伐樹干彎曲、多叉、偏冠、外傷、受害和生長衰弱的干擾樹。結(jié)合透光撫育進(jìn)行修枝撫育，修枝時(shí)選擇生長旺盛、樹干及樹冠沒有缺陷、樹冠下部出現(xiàn)2～3輪枯死或?yàn)l死枝、胸徑達(dá)到10 cm左右的樹木。修枝后高冠比保持在3∶2或2∶1。

④質(zhì)量選擇階段(21～40 a)。依據(jù)培育目標(biāo)，在造林第21年選擇胸徑10～15 cm、樹干通直、樹冠豐滿、活力旺盛的樹木作為未來重點(diǎn)培育的目標(biāo)樹，初選目標(biāo)樹的密度為400株·hm-2；初選目標(biāo)樹應(yīng)盡量在林分中均勻分布。采用自然整枝和人工整枝相結(jié)合的方式對(duì)選定的目標(biāo)樹進(jìn)行修枝，修枝高度不超過樹高的1/2；進(jìn)入中齡林階段后樹冠的人工整枝強(qiáng)度不超過該地區(qū)該樹種終極生長高度的1/3。以生產(chǎn)食用菌、藥材原料為主要目標(biāo)培育的小徑材(胸徑10～15 cm)林木，林分保留密度500～1 000株·hm-2，中度間伐最有利于提高林分生產(chǎn)力。

⑤近自然林培育階段(41～60 a)。培育中、大徑材(胸徑≥18 cm)，需加大間伐強(qiáng)度，極強(qiáng)度間伐效果最好，林木保留密度在670株·hm-2左右，在初選的目標(biāo)樹中選擇樹干通直、樹冠豐滿、活力旺盛的樹木確定為目標(biāo)樹，目標(biāo)樹密度隨年齡增加而減少，保留密度50～200株·hm-2。對(duì)林分中處于亞林層的輔助木按照不同發(fā)育階段及時(shí)采取相應(yīng)的撫育措施，降低輔助木對(duì)目標(biāo)樹生長的影響，伐除干擾樹(劣質(zhì)木、病蟲木、藤本)，保護(hù)特殊目標(biāo)樹，保留郁閉度0.6以上。

⑥近自然林階段(≥61 a)。蒙古櫟人工林主伐年齡為60 a，根據(jù)地區(qū)立地條件和市場(chǎng)價(jià)格，當(dāng)達(dá)到目標(biāo)直徑，可皆伐或擇伐。

3 蒙古櫟的高效利用

遼東山區(qū)雖然具有豐富的蒙古櫟資源，但是嚴(yán)格意義上說我們對(duì)蒙古櫟的發(fā)展還是重視不夠。蒙古櫟是一個(gè)生態(tài)功能強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高的樹種，但是目前關(guān)于蒙古櫟的培育、保護(hù)與開發(fā)利用嚴(yán)重不足。關(guān)于蒙古櫟資源的高效利用，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

①優(yōu)質(zhì)大徑材。蒙古櫟木材紋理美觀，具有耐腐蝕、強(qiáng)度大、抗沖擊等優(yōu)點(diǎn)。木材氣干比0.67～0.78，靜曲強(qiáng)度1 201～1 700 kg·cm-2、抗壓強(qiáng)度150 kg·cm-2，是船舶、家具、建筑、車輛、礦柱、枕木、地板等重要的材料來源[3]。目前市場(chǎng)上蒙古櫟大徑木稀缺，東北櫟木大徑材價(jià)格已達(dá)到3 500元·m-3左右，是目前市場(chǎng)上十分暢銷的木材品種。因此培育大徑材蒙古櫟林可提高森林質(zhì)量，增加地區(qū)經(jīng)濟(jì)收入。

②農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)原料。蒙古櫟的采伐剩余物(枝梢、樹樁等)是香菇、木耳等食用菌，以及天麻、靈芝等珍貴中藥材生長的重要基質(zhì)。目前遼東山區(qū)大力發(fā)展香菇、木耳等食用菌產(chǎn)業(yè)，截止2017年底，遼寧食用菌年產(chǎn)量107.70萬t，比2016年增長7.21%，僅香菇就增產(chǎn)約3萬t。僅寬甸、西豐、海城等香菇重點(diǎn)縣，每年消耗菌棒4 200萬袋，每年約需要消耗木材原料4.2萬t。因此，有必要根據(jù)生產(chǎn)需要培育一些以供應(yīng)食用菌、藥材生產(chǎn)原料為主要目標(biāo)的小徑材林木，促進(jìn)食用菌和藥材產(chǎn)業(yè)的原材料供給能力，促進(jìn)區(qū)域食用菌和藥材產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

③食品、工業(yè)品開發(fā)利用。蒙古櫟果實(shí)具有較高的營養(yǎng)成分，其淀粉含量44%～68.6%，橡子粉去單寧后可做成橡子掛面、豆腐、粉絲、橡子羹、橡子蒸餃、橡子凍等具有抵抗、緩解、預(yù)防鉛等重金屬對(duì)人體毒害的保健食品[15-16]，還可用于釀酒或制造工業(yè)酒精，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為新一代清潔環(huán)保型車用變性燃料乙醇，韓國、日本等國家精制淀粉價(jià)值可達(dá)1.6萬元·t-1，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化和增值的重要途徑。其脂肪含量2%～12%、粗蛋白含量4%～8%，維生素含量VB10.072 5 mg/100 g、VB20.095 0 mg/100 g、VC 14.15 mg/100 g和VA 1.039 mg/100 g，亞油酸、亞麻酸等不飽和脂肪酸相對(duì)含量達(dá)51.6%，可作為必需脂肪酸的來源[17]。蒙古櫟樹葉含有糖分、蛋白質(zhì)、脂肪、單寧、灰分、維生素、果膠等，其中蛋白質(zhì)含量達(dá)20%左右，可用于生產(chǎn)飼料或飼料添加劑。櫟葉含有17種氨基酸和各種微量元素，其中人體必須從食物中攝取的氨基酸有8種。蒙古櫟的樹皮和果殼含單寧9%左右，可用于提取栲膠和黑色染料[18]。

4 存在問題與建議

4.1 資源破壞嚴(yán)重，優(yōu)質(zhì)蒙古櫟林資源蘊(yùn)藏量減少

現(xiàn)有蒙古櫟資源主要以中、幼齡林為主，據(jù)第八次森林資源清查結(jié)果，大徑優(yōu)質(zhì)櫟木資源嚴(yán)重短缺。建議緊緊圍繞國家儲(chǔ)備林、森林撫育補(bǔ)貼等項(xiàng)目，開展優(yōu)質(zhì)蒙古櫟林定向培育，提高區(qū)域蒙古櫟優(yōu)質(zhì)用材林質(zhì)量。

4.2 加工利用粗放，深度開發(fā)利用不足

蒙古櫟大量被用于原木和食用菌生產(chǎn)，蒙古櫟的綜合價(jià)值還沒有得到應(yīng)有的重視，目前對(duì)櫟樹產(chǎn)品的開發(fā)與國內(nèi)外先進(jìn)地區(qū)仍然有較大差距，多停留在傳統(tǒng)的用材、薪炭和食用菌棒生產(chǎn)上，特別是缺乏橡實(shí)淀粉為原料的深加工產(chǎn)品研發(fā)，造成資源浪費(fèi)嚴(yán)重。建議加強(qiáng)蒙古櫟副產(chǎn)品的深度開發(fā)利用研究，引進(jìn)橡實(shí)淀粉生產(chǎn)、深加工企業(yè)，增加蒙古櫟副產(chǎn)品附加值。

4.3 堅(jiān)持資源保護(hù)為重點(diǎn)，保障區(qū)域生態(tài)環(huán)境安全

遼東山區(qū)蒙古櫟多分布立地條件較差的生態(tài)脆弱區(qū)，在涵養(yǎng)水源、保持水土等方面具有重要的生態(tài)功能，因此對(duì)蒙古櫟資源首先是保護(hù)，有計(jì)劃地適度開發(fā)。建議對(duì)蒙古櫟主要以橡實(shí)淀粉及其衍生產(chǎn)品進(jìn)行深度開發(fā)利用，既實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，又促進(jìn)蒙古櫟資源的利用開發(fā)。