基于樹冠連續(xù)覆蓋的火炬松林更新改造探討

陳興國 陳明泉 陳興紅 周瑜 史帥 高濤

摘 要 在加強生態(tài)文明建設的新形勢下，采取大面積皆伐的方式實施林分更新改造被嚴格禁止。湖北省鐘祥市盤石嶺林場現(xiàn)有火炬松林出現(xiàn)了林下生物多樣性減退、冰凍災害應對能力差、松材線蟲病害威脅等問題，需要進行大面積采伐并更換樹種。基于此，以近自然森林經(jīng)營理念和目標樹經(jīng)營方法為指導，探討了樹冠連續(xù)覆蓋下火炬松林更新改造的4種模式，以期為生態(tài)林樹種更新和低產(chǎn)低效林改造提供參考和借鑒。

關鍵詞 近自然森林經(jīng)營;目標樹經(jīng)營法;更新改造;經(jīng)營模式;火炬松

中圖分類號：S75文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.22.029

火炬松（Pinus taeda）原產(chǎn)于美國東南部，20世紀30年代引入我國[1]。湖北省最早于1947年由武昌林場引種，1948年分別在卓刀泉、九峰兩地育苗，1949年和1950年在兩地造林35 hm2[2]。湖北省鐘祥市盤石嶺林場2000年開始大規(guī)模營造火炬松，現(xiàn)已成為該場保有面積最大的造林樹種。目前，該場火炬松林下基本沒有闊葉樹種的天然更新，2008年和2018年的雨雪冰凍災害造成了大面積的雪折，同時該場火炬松林還面臨松材線蟲病威脅，早期種植的火炬松已經(jīng)開始出現(xiàn)衰退的跡象。如何在不采取皆伐措施的情況下實現(xiàn)樹種的替換，并最終形成多樹種組成的復層異齡混交林[3]，是該場需要研究的一項重要課題。本文將以近自然理論[4-5]和目標樹經(jīng)營方法[6]為指導，在確保樹冠連續(xù)覆蓋的前提下，探討火炬松林更新改造的具體措施和實現(xiàn)路徑。

1? 研究區(qū)概況

鐘祥市盤石嶺林場地處湖北省中部，位于東徑112°41′30″～112°45′32″，北緯31°07′56″～31°19′51″。地形以丘陵崗地為主，屬北亞熱帶季風氣候，土壤主要是由頁巖、礫巖、砂巖和第四紀粘土母質(zhì)形成的黃棕壤和黃褐色土。

該場于1956年10月建場，土地總面積4 514.63 hm2，其中有林地面積4 142.02 hm2，占經(jīng)營總面積的91.7%，活立木總蓄積量39萬立方米，森林覆蓋率92%。林分類型主要有火炬松純林、馬尾松（Pinus massoniana）純林和馬尾松櫟類（Quercus）混交林，其中火炬松純林面積最大。

2? 火炬松林存在的主要問題

盤石嶺林場現(xiàn)有火炬松林初植密度均為167株/hm2，株行距2 m×2 m。該場火炬松前期生長良好，其樹高、胸徑和蓄積生長量都遠高于本地鄉(xiāng)土樹種馬尾松。但造林15年后，該場火炬松開始顯現(xiàn)衰退的跡象，后期發(fā)展趨勢不如馬尾松。目前，該場火炬松林主要存在以下問題。

2.1? 林下生物多樣性減退

由于火炬松初植密度較大，林分郁閉后，林內(nèi)光照減弱，林下天然更新幼苗、灌木、草本較少。有的小班土壤瘠薄，林下基本上沒有植被，只有少量松針。有的小班土壤深厚肥沃，也沒有更新的喬木幼樹幼苗，只有小灌木和草本。

2.2? 冰凍災害應對能力差

2008年春，湖北省遭受了百年不遇的雨雪冰凍災害，盤石嶺林場的火炬松出現(xiàn)了不同程度的雪折和積雪彎曲現(xiàn)象，損失較大。2018年春，湖北省再遇雨雪冰凍災害，該場的火炬松再次出現(xiàn)大面積雪折，由于雪折樹木較大，損失慘重。2019年春，該場火炬松再次出現(xiàn)了雪折的情況。但同樣年份，該場馬尾松和栓皮櫟等樹種都沒有發(fā)生雪折。

2.3? 松材線蟲病害威脅

2018年，松材線蟲病開始傳入盤石嶺林場，該場馬尾松林不同程度感染。雖然經(jīng)過3年除治，但尚未撥除。該場馬尾松純林較少，絕大部分為馬尾松和櫟類、紅果冬青等闊葉樹組成的混交林。在除治的過程中，由于疫木的伐除，很多小班變成了闊葉混交林或以闊葉樹為主組成的針闊混交林，這些林分不會對林相和其生態(tài)功能產(chǎn)生大的影響。但火炬松林由于栽植面積大，主要為純林，且林下喬木樹種少見，如果感染松材線蟲病，那將是毀滅性的。這種擔心不是杞人憂天，我國部分地區(qū)已經(jīng)有火炬松感染松材線蟲的報告[7]。因此，該場目前最好的辦法是在加快撥除馬尾松疫木的同時，探索實施火炬松林更新改造。

3? 火炬松林主要更新改造模式

盤石嶺林場現(xiàn)有火炬松林齡已達15～20年?？偟母赂脑焖悸肥怯?0年左右的時間逐步實現(xiàn)火炬松樹種替換，并形成多樹種組成的復層異齡混交林。目前，近自然森林經(jīng)營已在林業(yè)發(fā)達國家推廣，德國的經(jīng)驗證明這是一種經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益都十分顯著的方法[8]。本文在該理念指導下進行火炬松林更新改造模式的探討。

3.1? 模式1：干擾木擇伐+栓皮櫟

采取目標樹經(jīng)營法[9-10]并適當補植，主要措施如下。

1）選擇并標注目標樹。在火炬松林中選擇樹干粗壯、下部無損傷、上部無分叉、樹冠飽滿、生活力強的樹木作為目標樹并進行標注，目標樹之間的距離控制在7～9 m，密度控制在每公頃150株左右。

2）選擇并采伐干擾木。首先將枯立木作為采伐木標注，然后將瀕死木作為采伐木標注，最后將影響目標樹生長的同冠層林木作為采伐木標注。一般每株目標樹選擇1～3棵干擾木，采伐強度控制在15%～20%，在標注完畢并檢查無誤后進行施工，施工時間安排在3月上旬。

3）在擇伐空地上補植栓皮櫟（Quercus variabilis），采用2年生容器苗，每公頃350株左右。

4）保護林地內(nèi)馬尾松、紅果冬青（llex purpuea）、栓皮櫟、麻櫟（Quercus acutissima）、黃檀（Dalbergia hupeana）等樹種的天然更新，并進行撫育。

5）間隔5～10年后，再進行1次干擾木擇伐，強度控制在15%～20%，如果前期補植的栓皮櫟生長不好或其他樹種天然更新不良，可在本次擇伐空地上補植栓皮櫟;如果更新的栓皮櫟和其他樹種將來足夠覆蓋林地，可不進行補植。

6）再過10～15年，當栓皮櫟或其他天然更新的樹種進入次林層后，開始選擇并標注第2代目標樹，每公頃控制在150株左右，并進行第2代目標樹的干擾木擇伐，同時對目標樹之間的火炬松進行適當疏伐。第2代目標樹以栓皮櫟為主，麻櫟、紅果冬青、黃檀如果達到目標樹標準，可優(yōu)先選擇作為目標樹。

7）再過10年，對火炬松全部進行收獲性擇伐。這樣通過25～35年的經(jīng)營，將現(xiàn)有火炬松純林改造形成以栓皮櫟為主、其他闊葉樹為輔組成的復層異齡闊葉混交林。

3.2? 模式2：干擾木擇伐+浙江楠

措施與模式1類似。在模式1的第“3）”步中，補植浙江楠（Phoebe chekiangensis）而不是栓皮櫟。浙江楠屬樟科楨楠屬高大常綠喬木，是中國特有珍稀樹種，木材堅韌，結構致密，具有光澤和香氣。浙江楠由緊鄰該場的湖北省太子山林管局1984年從浙江省引種成功，現(xiàn)長勢旺盛，干形通直圓滿。補植采用2年生容器苗，每公頃200株。在模式1的第“5）”步中，可在新?lián)穹サ目盏厣涎a植浙江楠每公頃50～100株。在模式1的第“6）”步中，第2代目標樹以浙江楠為主，適當輔以其他闊葉樹種。這樣經(jīng)過25～35年的經(jīng)營，將現(xiàn)有火炬松純林改造為以浙江楠為主，其他闊葉樹為輔組成的復層異齡闊葉混交林。

3.3? 模式3：干擾木擇伐+浙江楠+栓皮櫟

操作步驟與模式1、模式2類似，區(qū)別在于：第1次干擾木擇伐后，補植的樹種為浙江楠和栓皮櫟，補植數(shù)量每公頃300株，浙江楠、栓皮櫟各占一半;第2次干擾木擇伐后，可適當補植浙江楠;第2代目標樹以浙江楠為主，栓皮櫟和其他闊葉樹種為輔。

3.4? 模式4：干擾木擇伐+人工促進天然更新

在第1次干擾木擇伐后，將采伐剩余物、地被物、灌木和雜草全部清理出林地，為林下天然更新創(chuàng)造條件，如清理時已有天然更新喬木苗要保留。對小班內(nèi)土壤特別板結的地塊，要適當進行松土。在第2次干擾木擇伐后，采取同樣方法進行操作。在第2次干擾木擇伐時，如果發(fā)現(xiàn)前期天然更新不良，達不到預期的效果，可在第2次干擾木擇伐后補播橡子或其他林木種子，促進更新。這種模式和前3種模式相比，最終形成復層異齡混交林的時間可能更晚，但樹種可能更豐富。在選擇第2代目標樹時，要嚴格按照高質(zhì)量、高價值、高活力的標準進行，從而確保具備生態(tài)效益的同時，也兼顧經(jīng)濟效益。

4? 結語

國有林場是重要的森林資源基地，在全社會林業(yè)發(fā)展中起著骨干和示范作用。如何在確保不降低現(xiàn)有林分生態(tài)功能的前提下，實現(xiàn)火炬松林樹種替換并形成多樹種組成的復層異齡混交林，是擺在盤石嶺林場面前的一項重要任務。本研究以近自然理論為指導，采用目標樹經(jīng)營的方法，探討了4種樹冠連續(xù)覆蓋下的火炬松林更新改造模式，為盤石嶺林場林業(yè)發(fā)展提供了一個新的思路、探索了一條新的途徑。

參考文獻：

[1] 吳理安，薛樹青，湯之義，等.濕地松、火炬松引種試驗報告[J].河南林業(yè)科技，1985（1）：23-34.

[2] 湖北省林科所試驗林場.濕地松、火炬松引種情況報告[J].湖北林業(yè)科技，1980（1）：7-13.

[3] 白冬艷，張德成，翟印禮，等.恒續(xù)林經(jīng)營研究的3個關鍵問題[J].世界林業(yè)研究，2013，26（4）：18-24.

[4] 陸元昌.近自然森林經(jīng)營的理論與實踐[M].北京：科學出版社，2006.

[5] 孫白冰，陳曉波，張啟昌，等.我國紅松大徑級用材林近自然培育探討[J].世界林業(yè)研究，2021，34（1）：84-89.

[6] 郭詩宇，胡伯特·福斯特，陳幸良.目標樹經(jīng)營：德國經(jīng)驗與湖北實踐[J].世界林業(yè)研究，2021，34（2）：14-20.

[7] 熊大斌，馬閱，解春霞，等.火炬松自然條件下感染松材線蟲病初報[J].南京林業(yè)大學學報（自然科學版），2009，33（6）：159-161.

[8] 郭詩宇，周新玲，石林曌.德國巴伐利亞州近自然森林經(jīng)營成效研究[J].林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，2021，46（1）：129-134.

[9] 周錦北.目標樹擇伐林經(jīng)營技術[J].林業(yè)實用技術，2011（9）：11-13.

[10] 樊蘭英，鄭智禮，吳應建，等.目標樹作業(yè)法應用研究——以中村林場為例[J].林業(yè)科技，2020，45（1）：46-48.

（責任編輯：敬廷桃）