長白落葉松人工林可持續(xù)經(jīng)營技術(shù)研究現(xiàn)狀

李 芬， 王曉丹， 李 偉， 王 戩， 韓 姣， 趙曉璐

(1. 露水河林業(yè)局， 吉林 白山 134506; 2. 長春市綠園區(qū)林業(yè)水利管理服務(wù)站， 吉林 長春 130000; 3. 吉林省林業(yè)科學(xué)研究院， 吉林 長春 130033; 4. 吉林省重點國有林技術(shù)服務(wù)中心， 吉林 長春 130022)

目前，天然林蓄積量與人類對木材和林產(chǎn)品的消耗之間的差距已經(jīng)越來越大，致使全球范圍內(nèi)大面積營造人工林。盡管不同國家、地區(qū)的造林目的不同，開始實施的時間也存在差異，但是大規(guī)模人工林營造為人類提供了大量的木材和林產(chǎn)品，彌補(bǔ)了天然林資源的不足，更重要的是提升了森林覆蓋率。人工林的出現(xiàn)在林業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)中扮演著非常重要的角色。

長白落葉松(LarixolgensisHenry)為松科落葉松屬高大喬木，自然分布于我國長白山和小興安嶺林區(qū)，其樹干通直，生長迅速，同時該樹種具有耐寒、耐光、耐旱、耐貧瘠等特性，喜寒涼氣候，對土壤適應(yīng)性強(qiáng)，具有一定的耐水保濕能力[1，2]。因此，從20世紀(jì)60年代開始成為東北林區(qū)人工林主要造林樹種，通常形成純林，有時與冷杉、云杉和耐寒的松樹或闊葉樹形成人天混林相。但其為人類提供木材的同時，也出現(xiàn)一些負(fù)面效應(yīng)，如：在土壤水分不足或過高、通風(fēng)不良的立地條件下，不能正常生長，甚至死亡；密度過大，郁閉度高，生產(chǎn)力低下，病蟲害頻發(fā)，地力減退，這些問題與人工林的管理不當(dāng)密切相關(guān)；此外，其人工純林帶來了林地土壤板結(jié)、酸化、生物多樣性銳減等一系列生態(tài)問題。諸多學(xué)者對其經(jīng)營技術(shù)等展開了大量研究[3-5]，本文對長白落葉松現(xiàn)有人工林的撫育管理、目標(biāo)樹經(jīng)營和可持續(xù)經(jīng)營模式等方面研究綜述如下。

1 撫育管理

在樹木的自然生長過程中，隨著樹木的生長，對自然光、土壤水分和養(yǎng)分的需求不斷增加，樹木之間的競爭也越來越激烈。為了爭奪更多的養(yǎng)分和生長空間，自然稀疏現(xiàn)象應(yīng)運(yùn)而生[3，6]。為了縮短林分自然間伐時間，優(yōu)化林分空間布局，提高林分質(zhì)量，林業(yè)工作者一般會采取人工撫育措施來加快這一過程，撫育管理主要包括幼林撫育、土壤管理和修枝等。

1.1 幼林撫育

幼林撫育要堅持除早、除小、除了、適時撫育的原則，采取連續(xù)3年或者5年撫育期。5年期，第1～3年每年撫育2次，第4～5年，每年撫育1次。造林前3年，根據(jù)不同的整地方式分別采用帶狀或穴狀除草、松土，后2年，須在造林地進(jìn)行全面的割草、割灌。3年期，每年應(yīng)按照3、2、1次進(jìn)行，第1年的首次撫育應(yīng)在造林后立即進(jìn)行，第二次撫育在7月末前完成。幼林撫育前2年主要是擴(kuò)穴培土，扶正踏實，后1年主要任務(wù)是帶狀割草、割灌。除草松土、培土正苗要結(jié)合進(jìn)行，松土深度要達(dá)到5 cm，注意里淺外深，并在根徑周圍培土2～3 cm，不得損傷幼樹。

1.2 土壤管理

落葉松有嗜氮特性，長白落葉松亦是如此，在幼林期每株施磷酸二銨50 g，高生長比對照增加29.6 %，中齡至皆伐前4～5年，最佳施N量為每株200 g，對樹高和胸徑生長的效果最為明顯，分別提高13 %和25 %。施肥時間以6月初為最優(yōu)。

中齡林林地翻土可改善土壤理化性質(zhì)。翻土與不翻土相比，土壤容重下降16.10 %、總孔隙度提高6.0 %。翻土深度以深翻效果更為明顯，翻土20 cm比翻土10 cm降低土壤容重6.77 %、提高土壤總孔隙度3.33 %。與不翻土對照，翻土使土壤有機(jī)質(zhì)含量增加87.50 %，速效氮含量提高79 %，林木胸徑生長提高27.5 %以上。

中齡林林地埋壓針葉可提高林地土壤肥力。與對照相比，埋壓針葉的速效N含量提高1.53倍，速效P含量提高6.65倍，速效K含量提高2.69倍，以埋壓15 cm深為宜。中齡林林地施入石灰，可以降低土壤酸度。每公頃施入1 t石灰，可使0～20 cm土層內(nèi)的土壤酸度下降0.50，每公頃施入2 t石灰，土壤酸度下降0.73，pH由5.70提高到6.43，接近中性[7，8]。

1.3 修枝

自然狀態(tài)下，林木的下部枝條隨著年齡的增長，逐漸自行枯死脫落，稱為自然整枝。人為除去樹冠下部枯死及部分活枝的森林撫育措施，稱為人工整枝，又叫修枝。人工修枝的目的在于培育干形通直、圓滿、少節(jié)或無節(jié)良材，同時改善林分衛(wèi)生狀況，有利于護(hù)林防火和減少森林病蟲害的發(fā)生。修枝對象：針對林分中生長良好、樹冠均勻、干型飽滿、無病腐、有培育前途的最終保留木修枝，不需對所有的林木修枝。

一般選擇在晚秋或早春進(jìn)行修枝，此時樹液停止流動或尚未流動，不會因修枝作業(yè)影響林木生長，并且能減少木材變色現(xiàn)象的發(fā)生。早春修枝后，即進(jìn)入生長季節(jié)，切口容易愈合。冬季林木養(yǎng)分大部分貯存在根部，修除一部分枝條，林木營養(yǎng)損失不多。生產(chǎn)實踐中，早春修枝比晚秋修枝效果更好，因為晚秋修枝會使傷口長期暴露在寒冷的氣候條件下，切口附近的皮層和形成層就可能受到損傷。

林分充分郁閉，林冠下部出現(xiàn)枯死枝時，開始修枝。應(yīng)選擇在第一次修枝后又出現(xiàn)2～3輪新枝時進(jìn)行第二次修枝。間隔期以2～3年為宜。修枝高度：以修枝高度與樹高之比作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，修枝強(qiáng)度方面，一般幼齡林修枝不超過樹高的1/3，中齡林不超過樹高的1/2。修枝方法：修枝工具要鋒利，切口要平滑，不要中切，不要平切，不要撕壞樹皮。將修下的枝條及林內(nèi)病、枯木等一律清出林外，以改善林內(nèi)衛(wèi)生，增強(qiáng)林分通透性和穩(wěn)定性。幼齡林第一次修枝可以結(jié)合第一次撫育間伐一同進(jìn)行，以減少工作量[9]。

2 目標(biāo)樹經(jīng)營

2.1 目標(biāo)樹選擇

目標(biāo)樹是處于優(yōu)勢木或主林層的個體(實生鄉(xiāng)土頂級群落樹種)，且生活力旺盛(有良好生長趨勢的冠型)，干形通直完滿(樹冠高度應(yīng)至少達(dá)到1/4樹高)，沒有明顯的損傷和病蟲害痕跡，特別是在樹干的基部不能出現(xiàn)各種因素導(dǎo)致的損傷情況等。而干擾樹是直接影響目標(biāo)樹生長的、需要采伐的林木，一般也是生長勢頭較強(qiáng)的林木。長白落葉松人工林目標(biāo)樹經(jīng)營的判斷標(biāo)準(zhǔn)為樹高達(dá)到終高的1/2、自然整枝超過當(dāng)前樹高的1/2時，以目標(biāo)樹為中心，對目標(biāo)樹周圍20倍胸徑的樹木進(jìn)行伐除。目標(biāo)樹株數(shù)一般為100～200株·hm-2[10]。

2.2 保留密度

間伐開始期的確定，當(dāng)林分自然整枝明顯加強(qiáng)、分化強(qiáng)烈、小徑木數(shù)量增多，冠高比達(dá)到三分之一以下，郁閉度達(dá)到0.8以上時，可以作為第一次撫育間伐的時間。一般根據(jù)連年生長量、林分密度控制圖、林木分化程度和自然整枝高度確定撫育間伐的開始期。結(jié)合初植密度、立地條件和集約程度等因素調(diào)整間伐的起始時間，初植密度2 500～4 400株·hm-2的林分，一般在10～15年開始間伐。間伐強(qiáng)度與間隔期的確定方法參考胸高直徑與冠幅的相關(guān)規(guī)律、樹高、經(jīng)營密度表。第一次間伐強(qiáng)度20 %～30 %，間隔期5～10年，間伐方式采用下層法。

第二次間伐宜在22～24年間進(jìn)行，第三次間伐在27～29年間進(jìn)行，第四次間伐在33～36年進(jìn)行。間伐原則是留優(yōu)去劣，間密留稀，留大去小。具體的間伐實施技術(shù)要素可參考密度經(jīng)營表(表1)[11-14]。

表1 長白落葉松經(jīng)營密度

3 可持續(xù)經(jīng)營模式

在長白落葉松經(jīng)過目標(biāo)樹經(jīng)營管理后，應(yīng)建立其可持續(xù)經(jīng)營模式，形成異齡復(fù)層混交林，并促進(jìn)其正向演替，提高林地生產(chǎn)力，提升生態(tài)服務(wù)功能。目前，現(xiàn)有長白落葉松人工林可持續(xù)經(jīng)營模式有2種，即落葉松-闊葉樹混交林模式和落葉松-紅松混交林模式。

3.1 落葉松-闊葉樹混交林模式

在林分進(jìn)入31～40年階段時，林分進(jìn)入冠下更新階段。對落葉松實施目標(biāo)樹經(jīng)營(如上所述)。伐后林下營造水曲柳、核桃楸、黃檗等珍貴闊葉樹，栽植密度為1 600～2 000株·hm-2。林下更新后1～5年，連續(xù)割草、割灌、擴(kuò)穴3年5次，未達(dá)到最低保留株數(shù)密度的進(jìn)行補(bǔ)植，注意保留天然萌生的水曲柳等闊葉幼樹、幼苗；6～10年，割除影響更新幼樹生長的非目的樹種和灌木、藤本，去除枯死枝，促進(jìn)林木個體生長，改善林木質(zhì)量和森林健康，上層落葉松41～50年生時，下層更新的闊葉樹進(jìn)入高生長期，對上層落葉松實施單株擇伐1～2次，保留密度100～200 株·hm-2。對下層天然更新的闊葉樹種進(jìn)行割灌、除草、除藤等撫育，確保下層目標(biāo)樹正常生長。51～70年生時，保留落葉松大徑級木45～75株·hm-2，培育形成落葉松-闊葉樹異齡復(fù)層林[10]。

3.2 落葉松-紅松混交林模式

同樣在林分進(jìn)入31～40年階段時，栽培紅松，密度和撫育管理與落葉松-闊葉樹混交林模式相同，但同時要注意保留天然更新的闊葉樹幼樹的撫育管理。41年生以后，實施單株擇伐1～2次，并且一般在春季紅松樹體萌動時擇伐，以減少疏伐過程中對紅松的傷害，每次采伐蓄積強(qiáng)度≤30 %，培育形成落葉松-紅松異齡復(fù)層混交林[15-19]。

4 結(jié)束語

森林經(jīng)營是近現(xiàn)代林業(yè)的主旨，是我國目前林業(yè)發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)，也是發(fā)展的潛力。長白落葉松人工林是東北林區(qū)森林資源的主要部分。解決其人工純林帶來的地力衰退、生物多樣性銳減、生態(tài)服務(wù)功能降低等一系列問題，是實現(xiàn)落葉松人工林可持續(xù)發(fā)展和東北地區(qū)森林經(jīng)營的重要任務(wù)。