次生林下栽植紅松經(jīng)營(yíng)研究進(jìn)展

叢 健

(遼寧省林業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，遼寧 沈陽(yáng) 110036)

1 引言

我國(guó)紅松闊葉混交林是中溫帶濕潤(rùn)地區(qū)地帶性植被類型，也是東北東部山地的頂級(jí)群落[1]，主要分布在我國(guó)東北的東部山區(qū)以及俄羅斯的遠(yuǎn)東地區(qū)[2]，經(jīng)過(guò)幾輪的破壞和大面積皆伐后，原始林瀕臨滅絕，逐漸退化為次生林。因此，如何促進(jìn)次生林的演替，使其盡快恢復(fù)為原始的紅松闊葉混交林已經(jīng)成為當(dāng)前林業(yè)研究者的首要工作。

次生林冠下栽植針葉樹種是“栽針保闊”體系中的主要技術(shù)環(huán)節(jié)，通過(guò)在次生林中人工栽植針葉樹，保留天然更新闊葉樹種的方式，以促進(jìn)符合當(dāng)前地帶性特征的針闊混交林地形成[3，4]，遵循自然演替規(guī)律，促進(jìn)森林演替的進(jìn)度[5]，達(dá)到恢復(fù)地帶性頂極群落的目的。如何經(jīng)營(yíng)管理次生林冠下栽植的紅松，促進(jìn)頂級(jí)群落的演替是當(dāng)前面臨的主要問題。

2 紅松生長(zhǎng)影響因子

影響紅松生長(zhǎng)小環(huán)境的直接或間接因子包括光照條件、直射光、相鄰木及上層樹種。其中，光照是最主要的影響因子[6]，光照是紅松幼樹生長(zhǎng)和存活的關(guān)鍵因素[7]，紅松幼苗生長(zhǎng)與林冠透光度呈正相關(guān)[8]。筆者前期對(duì)次生林冠下紅松幼樹的適宜生境進(jìn)行過(guò)研究，結(jié)果表明：通過(guò)適當(dāng)?shù)耐腹夥?lái)調(diào)整不同生長(zhǎng)階段的紅松的林分空間結(jié)構(gòu)，有利于促進(jìn)紅松幼樹地生長(zhǎng)[2]；張群[9]對(duì)紅松幼樹生長(zhǎng)環(huán)境的研究也認(rèn)為，對(duì)林下更新紅松幼樹生長(zhǎng)影響最大的因素是光照[2]。

3 林分空間結(jié)構(gòu)

林分結(jié)構(gòu)研究是森林經(jīng)營(yíng)的理論基礎(chǔ)，林分的空間結(jié)構(gòu)是指林木在水平地域上的分布及其空間上的排列[2]，主要是描述林分空間結(jié)構(gòu)狀態(tài)[10]。林分結(jié)構(gòu)包括空間結(jié)構(gòu)和非空間結(jié)構(gòu)，其中，空間結(jié)構(gòu)包括林木空間分布格局、樹種的混交程度以及林木的大小分化程度[11]，決定了樹木之間的競(jìng)爭(zhēng)勢(shì)及其空間生態(tài)位,它在很大的程度上決定了林分的穩(wěn)定性、發(fā)展的可能性和經(jīng)營(yíng)空間的大小。非空間結(jié)構(gòu)包括生長(zhǎng)量、徑級(jí)結(jié)構(gòu)、林分組成和樹種多樣性等。非空間結(jié)構(gòu)受空間結(jié)構(gòu)的直接影響，對(duì)林分生長(zhǎng)的影響更加具體和重要[12]。

由于上層林分的作用，紅松樹高的生長(zhǎng)主要取決于上層次生林林隙作用。當(dāng)紅松生長(zhǎng)到一定階段，進(jìn)入上層林分后，光照條件隨之得到改善，受強(qiáng)光照影響，主干開始分杈結(jié)實(shí)，冠幅逐漸增大，樹高生長(zhǎng)放緩，徑向生長(zhǎng)加速。其后，伴隨著紅松的衰老又逐漸形成新的林隙，如此往復(fù)循環(huán)。因此，紅松的高、徑生長(zhǎng)持續(xù)受上層林分空間結(jié)構(gòu)的作用[6]。在紅松幼樹階段，競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系主要表現(xiàn)在垂直方向上，當(dāng)其進(jìn)入上層林分后，競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系則更多地表現(xiàn)在水平方向上[13]。研究表明：對(duì)紅松幼樹的生長(zhǎng)影響較大的群落結(jié)構(gòu)因子的排序?yàn)椋鹤罱忬w的方位>樹種>相鄰木的平均樹冠面積>草本和灌木的蓋度，而適宜紅松幼樹生長(zhǎng)的主要群落結(jié)構(gòu)因子的排序?yàn)椋荷蠈庸诿娣e較小>最近鄰體是闊葉樹并處于樣木的陰面>草本層和灌木層不發(fā)達(dá)[13]。有研究者認(rèn)為原始紅松林中，紅松上層林分結(jié)構(gòu)對(duì)其生長(zhǎng)影響顯著，紅松生長(zhǎng)是受到上層林冠結(jié)構(gòu)制約的[14]。但對(duì)楊樺次生林下紅松幼樹更新情況的研究表明，紅松幼樹更新的最適條件為：林下無(wú)或少灌木、距離紅松1.5 m以外、林冠郁閉度為0.5～0.6[15]。胡艷波等[16]利用混交度、大小比數(shù)和角尺度等三種結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)吉林蛟河紅松闊葉天然林的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并建立了結(jié)構(gòu)模型。有學(xué)者應(yīng)用混角度和角尺度描述闊葉紅松林不同生長(zhǎng)發(fā)育階段的空間結(jié)構(gòu)，隨著群落的正向演替，林分的混交度不斷提高[15]。

對(duì)現(xiàn)有的林分空間結(jié)構(gòu)的調(diào)整有利于林分的長(zhǎng)期穩(wěn)定和高產(chǎn)[8]，更有利于次生林冠下栽植紅松幼樹的生長(zhǎng)發(fā)育。

4 經(jīng)營(yíng)現(xiàn)狀

“栽針保闊”經(jīng)營(yíng)理念提出后，可以將冠下栽植紅松的林分劃分為撫育型、封護(hù)型、補(bǔ)植型、人促型4種經(jīng)營(yíng)類型，有利于探索可行的森林經(jīng)營(yíng)途徑[16]。林代斌等[17]對(duì)栽針保闊途徑進(jìn)行補(bǔ)充，通過(guò)有目的地調(diào)整林木空間結(jié)構(gòu)組成，調(diào)整上層林冠，釋放演替層林木生長(zhǎng)空間，保留珍貴和瀕危的幼樹，人為地加快演替進(jìn)程。有研究認(rèn)為栽針保闊是遵循森林自然規(guī)律經(jīng)營(yíng)次生林[18]。在遼寧東部山區(qū)，通過(guò)對(duì)低產(chǎn)、低質(zhì)的天然次生林采取栽針保闊等人工誘導(dǎo)經(jīng)營(yíng)途徑，能夠促進(jìn)垂直結(jié)構(gòu)更加合理，空間利用更加充分的針闊混交林的形成[19]。有研究表明，對(duì)通過(guò)栽針保闊措施形成的異齡、復(fù)層闊葉紅松林進(jìn)行適時(shí)的上層林木間伐，能夠形成更加合理的林分空間結(jié)構(gòu)以及更適宜的針闊樹種比例，從而促進(jìn)上層林木和演替層林木的生長(zhǎng)，提高林地生產(chǎn)力。在紅松幼樹生長(zhǎng)的不同階段對(duì)通過(guò)適度的透光伐來(lái)調(diào)整林分結(jié)構(gòu)，能夠促進(jìn)紅松的生長(zhǎng)發(fā)育[20]，改善林分整體質(zhì)量，優(yōu)化林分樹種和年齡組成，從而實(shí)現(xiàn)森林永續(xù)利用的良性循環(huán)[21，22]。目前，“栽針保闊”這種經(jīng)營(yíng)方式已被廣泛接受，但也存在一些問題，如在紅松不同生長(zhǎng)階段的具體調(diào)整方式描述比較模糊，僅限于調(diào)整百分比、全透光或半透光采伐等[4]，沒能提出量化指標(biāo)來(lái)衡量。

5 討論與建議

在“栽針保闊”經(jīng)營(yíng)理念的指導(dǎo)下，東北地區(qū)營(yíng)造了大量紅松人工林，但由于紅松的生長(zhǎng)周期較長(zhǎng)，當(dāng)前的研究仍處于經(jīng)營(yíng)效果檢驗(yàn)階段，對(duì)于栽后撫育、經(jīng)營(yíng)管理方面的報(bào)道不多。因此，應(yīng)以單株定向培育理論和空間結(jié)構(gòu)量化調(diào)整等研究為基礎(chǔ)，采用開敞度、大小比數(shù)、混交度和角尺度4個(gè)先進(jìn)的空間結(jié)構(gòu)調(diào)整的量化指標(biāo)，通過(guò)對(duì)林分結(jié)構(gòu)優(yōu)化、適宜環(huán)境及光合生理指標(biāo)變化的研究，解決次生林冠下栽植紅松生長(zhǎng)發(fā)育緩慢等問題。同時(shí)，應(yīng)進(jìn)一步研究上層闊葉樹種對(duì)紅松幼樹生長(zhǎng)發(fā)育的影響，提高林分結(jié)構(gòu)調(diào)整的精準(zhǔn)性和可操作性，為實(shí)現(xiàn)優(yōu)化紅松闊葉混交林的林分空間結(jié)構(gòu)、促進(jìn)冠下栽植紅松幼樹生長(zhǎng)發(fā)育奠定理論基礎(chǔ)。