人工栽植闊葉樹近自然恢復(fù)人工林采伐跡地探析

李桂盛 劉國梅 江立秋

摘要? ? 我國是世界上人工林面積最大的國家。近自然林是實(shí)現(xiàn)我國人工林經(jīng)營由數(shù)量上的擴(kuò)張轉(zhuǎn)向生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的質(zhì)量和效益提升的有效途徑。本文結(jié)合婺源縣生態(tài)林場(chǎng)人工林更新的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出闊葉樹特別是鄉(xiāng)土珍貴闊葉樹造林成活率低是影響當(dāng)前社會(huì)營造闊葉樹特別是鄉(xiāng)土珍貴闊葉樹積極性的根本原因。介紹了人工林煉山更新、不煉山更新及近自然林業(yè)、近自然恢復(fù)、人工林近自然改造結(jié)果。在借鑒婺源縣天然闊葉林天然更新、刨花楠天然更新的基礎(chǔ)上，提出人工栽植闊葉樹近自然恢復(fù)人工林采伐跡地的更新方法，并以婺源縣生態(tài)林場(chǎng)人工栽植刨花楠近自然恢復(fù)杉木人工林采伐跡地為例，指出了人工栽植闊葉樹近自然恢復(fù)人工林采伐跡地為人工純林向鄉(xiāng)土珍貴闊葉樹近自然林的轉(zhuǎn)變提供了簡(jiǎn)易有效的途徑。

關(guān)鍵詞? ? 近自然恢復(fù);采伐跡地;闊葉樹;更新;人工栽植

中圖分類號(hào)? ? S754.1? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A

Abstract? ? China has the most large proportion of artificial forest in the world.Nature-approximate forestry is an effective way to change the mana-gement of artificial planting from simply quantity expansion to the increase of ecosystem′s quality and efficiency.Based on the practical experience of artificial planting regeneration in Wuyuan Ecological Forest Farm，this paper summarized that the survival rate of broad-leaved trees was low，especially local precious broad-leaved trees，which was the fundamental reason that affected the enthusiasm of planting broad-leaved trees，especially local precious broad-leaved trees.This paper introduced the results of the regeneration of artificial forest refined mountain，the regeneration of unrefined mountain，the regeneration of nature-approximate forest，the restoration of nature-approximate forest and the natural transformation of artificial forest.Based on the natural regeneration of the natural broad-leaved forest and the natural regeneration of Machilus pauhoi in Wuyuan County，this paper put forward the regeneration method of planting the broad-leaved trees nature-approximate restoration of the the cutover land.Taking nature-approximate restoration of cutover fir forest land by artificial planting Machilus pauhoi in Wuyuan Ecological Forest Farm as an example，it gave a guidance to transform the entire artificial plantation to broad-leaved nature-approximate forest.

Key words? ? nature-approximate restoration;cutover land;broad-leaved forest;regeneration;artificial plantation

我國人工林存在質(zhì)量較差、結(jié)構(gòu)不合理、生產(chǎn)力不高、生態(tài)功能較弱和生態(tài)穩(wěn)定性下降等問題[1-2]。煉山造林是我國南方普遍采用的造林方式[3-4]。煉山容易引起水土流失、地力衰退、生物多樣性減少等問題，逐漸為人們所認(rèn)識(shí)[5-6]。關(guān)于人工林改造和質(zhì)量提升，林業(yè)學(xué)者們開展了許多富有成效的研究和探索。1987年，福建省林學(xué)院在福建尤溪開展了煉山與不煉山2種造林方式的研究探索。2007年開始，中國林業(yè)科學(xué)院熱林中心開展了一系列人工林近自然改造模式的研究探索。

婺源是全國首次以建設(shè)全國著名的文化與生態(tài)旅游示范區(qū)為目標(biāo)的國家級(jí)生態(tài)旅游縣[7]。生態(tài)旅游的“情景教育”，深遠(yuǎn)地影響了旅游者和當(dāng)?shù)鼐用裆鷳B(tài)保護(hù)與生態(tài)憂患意識(shí)的形成，促進(jìn)了全社會(huì)人與自然的和諧發(fā)展，對(duì)林業(yè)生態(tài)保護(hù)與建設(shè)提出了更高、更嚴(yán)的要求[8]。婺源主要旅游公路沿線、景區(qū)周邊的杉木人工林，林層單一、色彩暗淡、生機(jī)衰退，其森林景觀與旅游產(chǎn)業(yè)之間的矛盾日顯突出。如何快速提升與改造人工林森林質(zhì)量已顯得尤為迫切。2009年由原來5個(gè)國有林場(chǎng)整合而成的婺源縣生態(tài)林場(chǎng)成為婺源人工林森林質(zhì)量改造與提升的探索者與實(shí)踐者。

1? ? 婺源縣生態(tài)林場(chǎng)營林現(xiàn)狀

1.1? ? 自然概況

婺源縣地跨東經(jīng)117°22′～118°12′、北緯29°01′～29°34′，為中低山與丘陵區(qū)地貌。婺源縣屬中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，溫和多雨，四季分明。歷年平均氣溫為16.8 ℃，年總降水平均1 962.3 mm，日照率46%。婺源縣生態(tài)林場(chǎng)總經(jīng)營面積達(dá)6 800 hm2 [9]，活立木蓄積14.1萬m3，其中以杉、松為主要樹種的人工林面積4 534 hm2。位于主要公路沿線或景區(qū)、景點(diǎn)面積達(dá)1 600 hm2（商品林800 hm2）的杉木人工林，一直未進(jìn)行撫育間伐，其密度已達(dá)2 100株/hm2以上，林分密度基本在0.9以上，林下長期光照度低、植被稀疏。

1.2? ? 營林概述

2010年，婺源縣生態(tài)林場(chǎng)采取空氣截根輕基質(zhì)容器苗全面上山造林，成為江西省首家采取國家財(cái)政扶持推廣的中國林業(yè)科學(xué)院空氣截根輕基質(zhì)容器苗全面上山造林的單位。截至目前，造林面積達(dá)1 353 hm2（其中煉山造林面積為1 233.4 hm2，免煉山造林39.6 hm2），以濕地松為主要樹種的松脂林面積達(dá)1 071 hm2、珍貴闊葉林面積達(dá)142 hm2、杉木用材林面積達(dá)33 hm2、香榧果樹林面積達(dá)107 hm2。

1.3? ? 婺源縣天然闊葉林現(xiàn)狀

婺源縣全縣活立木蓄積量為1 819.6萬m3，森林面積為23.3萬hm2，森林蓄積量為1 815.5萬m3。天然闊葉林面積為10.7萬hm2，蓄積量為1 033.9萬m3[7]。天然闊葉林皆伐后，大量的采伐剩余物遺棄在采伐山場(chǎng)。天然闊葉林皆伐后翌年或第3年春季，大量有伐蔸強(qiáng)大的萌發(fā)能力、天然下種及各種途徑傳播的種子發(fā)芽。幼苗經(jīng)過不斷的自然競(jìng)爭(zhēng)、枯死，直到保存量為1 500～3 000株/hm2。刨花楠為我國嫩葉鮮紅的亞熱帶珍貴常綠闊葉鄉(xiāng)土喬木樹種，在婺源縣珍珠山鄉(xiāng)董家山分場(chǎng)浪山村約120 hm2的山場(chǎng)中存在大量的成片野生群落。該山場(chǎng)是2001年皆伐后恢復(fù)的天然闊葉林，林分郁閉度均在0.9以上。有的刨花楠樹下每平方米分布有幾十到幾百株自然萌發(fā)的刨花楠幼苗，苗高基本上低于 30 cm。

2? ? 營林措施分析

2.1? ? 煉山與不煉山造林

我國南方林區(qū)，水熱適宜，植被茂密，跡地采伐剩余物多，栽植撫育困難。煉山成為一種經(jīng)濟(jì)、方便的林地清理并采伐剩余物的方式，也是林業(yè)生產(chǎn)普遍采用的傳統(tǒng)造林方式，流程為皆伐、劈灌草煉山、整地挖穴、栽植、全面鋤草撫育。不煉山造林是一項(xiàng)改革傳統(tǒng)造林方式的營林措施[10]，流程為皆伐、劈灌草打條帶、整地挖穴、栽植、全面鋤草撫育。

從婺源縣生態(tài)林場(chǎng)1 353 hm2造林成效調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析，利用輕基質(zhì)容器苗栽植的濕地松（Pinus elliottii）、杉木（Cun-ninghamia lanceolata（Lamb.）Hook.）、木荷（Schima superba Ga-rdn. et Champ.）等不煉山造林與煉山造林苗木成活率都能達(dá)90%以上，但滇楠（Phoebe nanmu（Oliv.）Gamble）、紅楠（Mac-hilus thunbergii Sieb.etZucc.）、閩楠（Phoebe bournei（Hemsl.）Yang）、刨花楠（Machilus pauhoi）等珍貴闊葉樹種，成活率均達(dá)不到85%，直接影響婺源縣生態(tài)林場(chǎng)營造闊葉樹特別是鄉(xiāng)土珍貴闊葉樹的積極性。

2.2? ? 近自然恢復(fù)

2.2.1? ? 理論。1898年德國林學(xué)家Gayer提出近自然林理論，指出“生產(chǎn)的奧秘在于森林于一切起作用的力量的和諧”[2]。他在反思人工林中提出，人類應(yīng)盡可能地按照森林的自然規(guī)律來從事林業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)?！敖咏匀弧笔侵冈诮?jīng)營目的類型計(jì)劃中使地區(qū)群落主要的來源樹種得到一致表現(xiàn)。它并不是回歸到天然的森林類型，而是盡可能使林分建立、撫育、采伐的方式同“潛在的自然植被”的關(guān)系相接近。使林分接近自發(fā)生產(chǎn)，達(dá)到森林生物群落的動(dòng)態(tài)平衡，并在人工輔助下使天然物質(zhì)得到復(fù)蘇[11-12]。

2.2.2? ? 概念。近自然恢復(fù)實(shí)質(zhì)上是指通過人工措施，將鄉(xiāng)土物種和潛在自然植被用于植被恢復(fù)，構(gòu)建目標(biāo)群落模式。與普通植被恢復(fù)相比，這種途徑保護(hù)了區(qū)域內(nèi)的原有特有物種的多樣性，群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性且物種多樣性增加，有效防止了外來物種的入侵，同時(shí)后期維護(hù)少、管理少，經(jīng)濟(jì)成本低，能在有限的土地上獲取最大的生態(tài)效益。

2.2.3? ? 自然化改造。人工林的近自然經(jīng)營目標(biāo)是通過自然改造將人工林最終改造形成異齡、與鄉(xiāng)土樹種混交、多林層結(jié)構(gòu)的森林[5]。近自然改造是通過持續(xù)的采伐，在林分中留下林窗，使天然更新的幼樹得到生長的機(jī)會(huì)從而實(shí)現(xiàn)森林的更新與演替，南方地區(qū)20年即可改造完成[13]。針葉同齡純林缺乏基本的機(jī)械穩(wěn)定性，首先需要進(jìn)行提高穩(wěn)定性的前期作業(yè)，使部分優(yōu)秀個(gè)體林木的高徑比變化達(dá)到能抵抗風(fēng)倒的程度，再執(zhí)行其它的改造作業(yè)。近自然經(jīng)營是長期的漸漸的改造經(jīng)營過程，而不是人工林皆伐跡地恢復(fù)的“近自然”作業(yè)。

3? ? 人工栽植闊葉樹近自然恢復(fù)人工林采伐跡地的構(gòu)想與實(shí)踐

人工栽植闊葉樹近自然恢復(fù)人工林采伐跡地，是將人工林一次性皆伐，調(diào)整為連續(xù)2年分2次完成皆伐，利用2 次采伐間的生長季，為人工栽植闊葉樹幼苗搭建近自然的生長環(huán)境，從而提高闊葉樹特別是珍貴鄉(xiāng)土闊葉樹幼苗的造林成活率，實(shí)現(xiàn)人工純林向鄉(xiāng)土珍貴闊葉樹近自然林的轉(zhuǎn)變[14]。對(duì)象為林分郁閉度在0.7以上或林下雜灌較少的人工成熟或過熟純林。通過在林下栽植鄉(xiāng)土珍貴闊葉樹，采取采伐、撫育、施肥等措施，為人工栽植闊葉樹營造近自然的生境，最終形成異齡、鄉(xiāng)土珍貴闊葉樹混交、多林層結(jié)構(gòu)的森林。

3.1? ? 具體措施

首先，對(duì)現(xiàn)有人工林進(jìn)行擇伐，伐后郁閉度為0.4～0.6。在擇伐后翌年的10—12月，完成剩余林木的皆伐。2次采伐都要將采伐木的枝椏打到梢頭，使采伐剩余物落到實(shí)地，以促進(jìn)采伐剩余物盡早腐爛。2次采伐能有效降低一次性皆伐采伐剩余物的厚度，為營林生產(chǎn)活動(dòng)的開展提供了方便。根據(jù)珍貴闊葉樹的培育用途確定苗木的栽植密度，如以培育珍貴闊葉樹大徑材目的，建議栽植密度為750～1 125株/hm2;以培育珍貴闊葉樹景觀林為目的，建議栽植密度為1 500～1 800株/hm2。栽植時(shí)間為擇伐后翌年的3月。皆伐后，將覆蓋在闊葉樹幼苗上采伐剩余物向外扒開，扶正歪倒的幼苗，將打斷的幼苗在地面上的部分進(jìn)行截干。對(duì)苗木1 m×1 m的周邊進(jìn)行擴(kuò)穴培土撫育，保證幼苗生長享有足夠的陽光雨露，同時(shí)使得林地上幼樹、幼苗得到很好的保存，為闊葉樹幼苗提供天然闊葉林皆伐跡地自然更新的近自然生長環(huán)境，提高苗木的保存率、生長量。在幼苗栽植后的第2、3年，結(jié)合擴(kuò)穴撫育進(jìn)行施肥作業(yè)，提高闊葉樹幼苗前期的生長量，確保珍貴闊葉樹成為主林層。憑借著保存的天然更新闊葉幼樹，大量伐蔸具有強(qiáng)大的萌發(fā)能力、天然下種種子及經(jīng)各種途徑傳播而來種子的發(fā)芽，皆伐后翌年春天，林地上可能又萌生很多植物。這些天然生長的各種植物成為珍貴闊葉樹下層的物種，促進(jìn)珍貴闊葉樹的高生長和天然整枝。對(duì)于以培育珍貴闊葉樹大徑材目的的林分，整個(gè)林分間伐的過程只對(duì)其他樹種進(jìn)行采伐，最后培育成密度為450～600株/hm2、干形通直、枝下高、無枝節(jié)的珍貴特種大徑材。

3.2? ? 影響條件

對(duì)擇伐后的林下栽植闊葉樹與裸地上栽植闊葉樹進(jìn)行對(duì)比，判定成活率是否有明顯提高、成活率是能否達(dá)到85%以上、覆蓋皆伐后的采伐剩余物的闊葉樹幼苗能否找到、皆伐對(duì)闊葉樹幼苗是否會(huì)造成毀滅性損壞、打斷的幼苗截干后自我修復(fù)情況等都將直接影響人工栽植闊葉樹近自然恢復(fù)人工林采伐跡地的成敗。

3.3? ? 婺源縣生態(tài)林場(chǎng)實(shí)踐

3.3.1? ? 試驗(yàn)地概況。2016年起，婺源縣生態(tài)林場(chǎng)開始以近自然林業(yè)和近自然恢復(fù)理論為依據(jù)，采用1.5年刨花楠輕基質(zhì)容器苗，在西沖分場(chǎng)長灘林班14、37小班，開展近自然恢復(fù)杉木人工林采伐跡地的實(shí)踐探索。同時(shí)在太白分場(chǎng)中平林班54小班，采用1.5年刨花楠輕基質(zhì)容器苗，開展杉木人工林采伐跡地?zé)捝皆炝謱?duì)比試驗(yàn)。西沖分場(chǎng)長灘林班14、37 小班屬于杉木人工林，地貌為丘陵，海拔100～165 m，東南向，全坡長;土壤為黃紅壤，土層厚度100 cm以上。太白分場(chǎng)中平林班54小班是杉木人工林采伐跡地，地貌為丘陵，海拔51～147 m，南坡，全坡長;黃紅壤，土層厚度100 cm以上。

3.3.2? ? 樣地設(shè)置與調(diào)查。在西沖分場(chǎng)長灘林班14、37小班，太白分場(chǎng)中平林班54小班各隨機(jī)設(shè)置5個(gè)20 m×20 m的小樣方，于2018年4月調(diào)查栽植株數(shù)，10月調(diào)查苗木成活株數(shù)，調(diào)查近自然恢復(fù)采伐跡地與跡地?zé)捝皆炝謽拥赜酌绯苫顮顩r（表1）;2019年3—4月，對(duì)西沖分場(chǎng)長灘林班14、37小班隨機(jī)設(shè)置的5個(gè)樣地，調(diào)查幼苗（不含截干苗）的完好株數(shù)與截干株數(shù)、截干后萌發(fā)株數(shù)，調(diào)查近自然恢復(fù)采伐跡地樣地幼苗保存狀況（表2）。

3.3.3? ? 對(duì)比分析。①近自然恢復(fù)與跡地?zé)捝皆炝殖苫盥蕦?duì)比。采用小樣本t分布一尾檢測(cè)，計(jì)算近自然恢復(fù)H樣本的成活率平均數(shù)x1為0.968，跡地?zé)捝絃樣本造林成活率x2為0.488，t=8.555>t0.05=1.86，近自然恢復(fù)造林成活率顯著大于跡地?zé)捝皆炝殖苫盥?。②保留木皆伐?duì)幼苗造成損害。采用小樣本t分布一尾檢測(cè)，計(jì)算近自然恢復(fù)H樣本采伐前幼苗成活平均株數(shù)x1為58.6，自然恢復(fù)H樣本皆伐后幼苗完好株數(shù)平均數(shù)x2為56.6，t=1.525

3.3.4? ? 原因分析。①跡地?zé)捝皆炝殖苫盥实?。苗圃?nèi)的刨花楠苗木被1層遮蔭網(wǎng)覆蓋遮蔭，而跡地?zé)捝皆炝衷灾驳呐倩ㄩ酌缡侵苯悠芈对陉柟庀?2018年造林栽植后，婺源遇到持續(xù)20 d晴天且無有效降雨的天氣，造林地上刨花楠幼苗所需水分得不到有效補(bǔ)充。②近自然恢復(fù)造林成活率高?？赡苡捎诿缒臼窃谟糸]度為0.4～0.6的林下栽植，其幼苗生長環(huán)境的遮光情況好于苗圃;林地上覆蓋大量的采伐剩余物，不僅減少了林地水分蒸騰，同時(shí)大量的采伐剩余物吸收了大量水分，提高了林地墑情，能為造林地上刨花楠幼苗提供一定的水分補(bǔ)充。③近自然恢復(fù)保留木皆伐沒有對(duì)幼苗造成損害?？赡芤?yàn)閿U(kuò)穴撫育翻動(dòng)了幼苗植株周邊的土壤，為施工人員找到被采伐剩余物壓住的幼苗供了定位;一年生的柔軟幼苗與伐倒的林木是柔性碰撞，加之截干的幼苗能全部萌發(fā)，因而近自然恢復(fù)保留木皆伐對(duì)幼苗造成的損害無需考慮。

4? ? 結(jié)語

人工栽植闊葉樹近自然恢復(fù)人工林采伐跡地，既能夠解決鄉(xiāng)土珍貴闊葉樹輕基質(zhì)苗造林成活率低和跡地不煉山造林保存率低的問題，又能在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)人工林近自然化改造目標(biāo)，故能為人工純林向鄉(xiāng)土珍貴闊葉樹近自然林的轉(zhuǎn)變提供簡(jiǎn)易有效的途徑。

5? ? 參考文獻(xiàn)

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