孟慶華,侯玉松,程 偉
(1.淄博市淄川區(qū)國有林場,山東 淄博 255100;2.淄博市淄川區(qū)自然資源局,山東 淄博 255100)
淄川區(qū)國有林場經(jīng)營面積1689.8 hm2,其中林業(yè)用地面積1631.9 hm2,占總面積的96.6%,裸巖57.9 hm2,占總面積的3.4%。有林地全部為生態(tài)公益林,總蓄積量約84800 m3。有林地以側(cè)柏為主,基本是側(cè)柏純林。淄川區(qū)國有林場隨著森林覆蓋率的提高,造林空間逐漸減小,提升森林質(zhì)量成為增加林場森林資源的重要舉措。精準(zhǔn)提升森林質(zhì)量,必須要管理精細(xì)化、技術(shù)精細(xì)化,這樣可以高效、省時、省力,實現(xiàn)森林的多種功能和效益的最大化,滿足人類的生態(tài)需求,促進經(jīng)濟和社會發(fā)展[1,2]。目前,王森林等[3]對山東、劉成杰等[4]對煙臺、孟祥等[5]對重慶、文軍等[6]對樂山、程金丹等[7]對咸寧針對性地提出了森林質(zhì)量精準(zhǔn)提升相關(guān)的對策,鄧海燕等[8]、張會儒等[9]、邢麗娜[10]對森林質(zhì)量精準(zhǔn)提升進行了綜合分析。
淄川區(qū)國有林場探索性采取側(cè)柏純林林相精準(zhǔn)提升、側(cè)柏純林低效林改造方式進行林分改造,以期發(fā)揮森林在保護生態(tài)環(huán)境和維護生物多樣性的作用,提高森林生態(tài)系統(tǒng)在水土保持、水源涵養(yǎng)、防災(zāi)減災(zāi)和緩解溫室效應(yīng)等生態(tài)效能;兼顧發(fā)展森林供給功能和森林文化功能,促進森林健康可持續(xù)發(fā)展。為進一步探討森林質(zhì)量精準(zhǔn)提升提供一定的借鑒意義。
淄川區(qū)國有林場位于魯中淄博市淄川區(qū)東部山區(qū),東經(jīng)約117°59′45″~118°10′30″,北緯約36°33′30″~36°40′15″之間,林場下設(shè)五松山、龍泉、田莊、竹林寺、井筒五個營林區(qū),19個林班,241個小班,總經(jīng)營面積1689.8 hm2。海拔在260~742 m之間。土壤系由石灰?guī)r風(fēng)化母質(zhì)發(fā)育而成的褐土,多為輕壤質(zhì),呈中到微堿性反應(yīng),少數(shù)為變質(zhì)巖,土壤系林地棕壤,多為砂壤質(zhì)。年平均氣溫為12.9 ℃,7月份氣溫最高,平均為31.5 ℃,極端最高氣溫為40.5 ℃,最低氣溫在1月份,月平均氣溫為-7.4 ℃,極端最低氣溫為-20.2 ℃。年均降水量為680.7 mm,降水多集中在6、7、8月份。林場植被喬木主要有側(cè)柏、刺槐、板栗、柿、香椿、核桃、花椒等。灌木以黃荊最多,酸棗、胡枝子次之。草本植物以鵝冠草、黃背草、羊胡子草、地柏等為主。
淄川區(qū)國有林場在生態(tài)建設(shè)取得了顯著成效,但也存在林業(yè)建設(shè)長期重視造林、經(jīng)質(zhì)量的現(xiàn)象。林場林分整體表現(xiàn)為總量大、質(zhì)量低、功能脆弱。特別是20世紀(jì)60年代初期大力發(fā)展側(cè)柏純林,造成了林分單一,林分結(jié)構(gòu)簡單,抵抗自然災(zāi)害能力較差、林木分化嚴(yán)重,林下灌木、雜草叢生,防火防蟲壓力較大等問題,威脅森林生態(tài)結(jié)構(gòu)的健康發(fā)展。同時,由于長年封山育林、缺乏必要的撫育管理措施,除個別林分生長較好外,整體林分生長一般,林相雜亂不整齊,出現(xiàn)樹冠下枯死枝較多、生長緩慢等現(xiàn)象,影響了林木的生長,妨礙了森林生態(tài)整體功能的發(fā)揮。
以近自然林業(yè)經(jīng)營思想和多功能森林經(jīng)營理論為指導(dǎo),以精準(zhǔn)提升森林質(zhì)量、增強生態(tài)功能為主要目標(biāo),通過運用撫育經(jīng)營、景觀生態(tài)提升以及林分改造等方法,有效遏制人工林退化,培育結(jié)構(gòu)合理、效益遞增的復(fù)層混交林,實現(xiàn)由單一生態(tài)防護功能經(jīng)營向森林多功能近自然全周期經(jīng)營轉(zhuǎn)變,構(gòu)建穩(wěn)定健康可持續(xù)的森林生態(tài)系統(tǒng)。
3.2.1 近自然經(jīng)營原則
遵循森林的自然生長規(guī)律、發(fā)育規(guī)律和演替規(guī)律,通過人為的適當(dāng)干預(yù)進行科學(xué)的森林經(jīng)營。使其逐步形成垂直空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜,水平結(jié)構(gòu)合理,擁有天然更新幼樹演替到頂極群落的能力,形成生長量大、生態(tài)功能大的異齡復(fù)層混交林。提高林地的生產(chǎn)力和林分結(jié)構(gòu)的完整性,增強森林群落的穩(wěn)定性及生態(tài)功能的高效性。
3.2.2 多功能經(jīng)營原則
根據(jù)淄川區(qū)國有林場人工林的自然特征和社會需求,在林分層次上同時實現(xiàn)森林供給功能、調(diào)節(jié)功能、文化功能和支持功能等四大功能中的2個或2個以上功能為經(jīng)營目標(biāo),使森林提供的功能最大化,以充分滿足人類社會對森林多功能的需求。
3.2.3 全周期可持續(xù)經(jīng)營原則
通過對森林整個生長周期進行合理的撫育,長期維持森林生態(tài)功能的完整性和生物種群的多樣性,維持森林生態(tài)系統(tǒng)的健康和活力,不斷增強森林在社會經(jīng)濟發(fā)展過程中對環(huán)境服務(wù)功能需求的供給能力,保障社會、經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境的持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。
3.2.4 生態(tài)功能優(yōu)先原則
森林質(zhì)量精準(zhǔn)提升目的要以充分發(fā)揮森林在保護生態(tài)環(huán)境和維護生物多樣性的作用,提高森林生態(tài)系統(tǒng)在水土保持、水源涵養(yǎng)、防災(zāi)減災(zāi)和緩解溫室效應(yīng)等生態(tài)效能為主;兼顧發(fā)展森林供給功能和森林文化功能,促進森林健康可持續(xù)發(fā)展。
根據(jù)作業(yè)區(qū)域的林分類型、林相特點及森林立地類型和社會經(jīng)濟條件,森林質(zhì)量提升應(yīng)達(dá)到以下幾方面的目標(biāo)。
3.3.1 優(yōu)化目標(biāo)林相,提升森林的生態(tài)效益
根據(jù)作業(yè)區(qū)林分實際情況,通過多種針對性的經(jīng)營措施,改善林分的樹種結(jié)構(gòu),年齡結(jié)構(gòu),垂直結(jié)構(gòu),徑級結(jié)構(gòu)。促進形成更穩(wěn)定的異齡復(fù)層混交林結(jié)構(gòu),提高林分的穩(wěn)定性和健康狀態(tài)。
3.3.2 提高林內(nèi)生物多樣性,保持森林生態(tài)系統(tǒng)的完整性
通過針對性的經(jīng)營措施,改善林內(nèi)樹種結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu),改良林內(nèi)通風(fēng)和光照條件,保護動物棲息環(huán)境和微生物的生存環(huán)境,促進林內(nèi)生物生長繁衍,豐富林內(nèi)的生物多樣性,提高森林對災(zāi)害的抵御能力,保持森林生態(tài)系統(tǒng)的完整性。
4.1.1 立地條件
研究區(qū)海拔高度360~432 m,坡度10°~26°;土壤類型為褐土,土壤質(zhì)地為中壤,土壤堅實度堅實,pH值7.2,母巖為石灰?guī)r;枯落物蓋度60%,枯落物層(O層)1.0 cm;淋溶層(A層)5~10 cm,淀積層(B層)6~15 cm,母質(zhì)層(C層)5~15 cm,土層厚度18~25 cm;地表礫石較少,土壤中巖石、碎屑含量在10%~20%左右,立地條件一般。
4.1.2 樹種組成和層次
林分樹種組成是同齡單層側(cè)柏純林,平均年齡58 a,林內(nèi)零星分布有部分刺槐和君遷子;林下無實生側(cè)柏幼苗;灌木蓋度10%~20%,主要是黃荊、鼠李、花椒;草本蓋度20%~40%,主要是牛筋草、拉拉秧等。
4.1.3 林分發(fā)育階段及健康狀態(tài)
林分已經(jīng)進入發(fā)育演替階段的質(zhì)量選擇階段,林內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)較為顯著的林木差異,主林層發(fā)育狀況良好,干形通直圓滿。6個標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)有瀕死木1~9株,無枯立木,樹木生活力1、2級樹木63~135株,占到標(biāo)準(zhǔn)地株數(shù)的81%~85%。
4.2.1 立地條件
海拔高度398~426 m,坡度13°~15°;土壤類型為褐土,土壤質(zhì)地為中壤,土壤堅實度堅實,pH值6.8,母巖為石灰?guī)r;枯落物蓋度50%,枯落物層(O層)1.0 cm;淋溶層(A層)10 cm,淀積層(B層)11 cm,母質(zhì)層(C層)10 cm,土層厚度18 cm;地表礫石較多,土壤中巖石、碎屑含量在10~20%左右。立地條件一般,較適宜營造側(cè)柏交的森林生態(tài)群落。
4.2.2 樹種組成和層次
林分樹種組成是同齡單層側(cè)柏純林,平均年齡58a,林內(nèi)零星分布有部分刺槐和君遷子;林下存在著實生側(cè)柏幼苗,幼苗平均高度0.2 m,幼樹更新頻度為20株/畝;生長狀況一般;灌木蓋度20%,主要是黃荊、鼠李、花椒;草本蓋度40%,主要是牛筋草、苦菜、拉拉秧等。
4.2.3 林分發(fā)育階段及健康狀態(tài)
林分已經(jīng)進入發(fā)育演替階段的質(zhì)量選擇階段,林內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)明顯病蟲災(zāi)害。兩個標(biāo)準(zhǔn)地林內(nèi)的分別為側(cè)柏瀕死木12株,枯立木1株,樹木生活力1、2級樹木82株,占到標(biāo)準(zhǔn)地株數(shù)的73%;瀕死木6株,枯立木1株,樹木生活力1、2級樹木105株,占到標(biāo)準(zhǔn)地株數(shù)的86%。
本次試點共涉及淄川區(qū)國有林場側(cè)柏純林林相精準(zhǔn)提升6個小班,37.33 hm2;低效林改造2個小班,13.33 hm2。
該經(jīng)營類型林分結(jié)構(gòu)主要以側(cè)柏單層純林為主,已經(jīng)進入林分發(fā)育演替階段的質(zhì)量選擇階段。現(xiàn)在林分的經(jīng)營主要面臨著兩個問題,第一林內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)較為顯著的林木差異,但是由于林分密度等各方面的制約,阻礙了生活力強的林木快速生長,林木單位蓄積量不高;第二是林下天然更新不足,缺乏形成復(fù)層林的潛力。主要計劃采取以下幾種經(jīng)營策略:
(1)在2021年7~8月進行。按照保留目標(biāo)樹、輔助樹、一般樹,砍伐干擾樹的原則進行單株木擇伐。采用目標(biāo)樹經(jīng)營作業(yè)法,選擇林分中生活力強、干材質(zhì)量高、無損傷、冠形好的優(yōu)秀林木個體標(biāo)記為目標(biāo)樹,重點培養(yǎng)目標(biāo)樹,促進目標(biāo)樹的快速生長;將生活力不高、質(zhì)量不好且顯著影響目標(biāo)樹正常生長的林木個體標(biāo)記為干擾樹,對干擾樹進行采伐利用;其他樹木標(biāo)記為輔助樹或其他樹,作為保留木繼續(xù)培育。采取修枝等措施,促進林木單株生長量的增加,快速提高單株林木的蓄積和干材質(zhì)量。
(2)根據(jù)林分狀況,采取補植、間伐、調(diào)整樹種等多種方式和帶狀改造、林冠下更新、群團狀改造等措施,提高林分質(zhì)量,改善林分殘破的林相。通過人工促進天然更新或補植幼苗的方式,增加林下更新,促進林分形成異齡復(fù)層結(jié)構(gòu)。
(3)在2021年10~11月選擇黃櫨、連翹進行補植。以沿林緣部位根據(jù)適地適樹的原則,采取條帶狀、群團狀、林冠下等方式種植彩色樹種,以達(dá)到增強森林風(fēng)景觀賞和利于森林防火的目的,同時還便于分清山林權(quán)屬界限。
該經(jīng)營類型是由于遭受雙條杉天牛的侵害,林分內(nèi)部分樹木受害嚴(yán)重,出現(xiàn)枯死、干稍現(xiàn)象,樹勢衰弱,在自然條件下難以通過自身來抵抗病蟲害的侵害,恢復(fù)正常生長。主要計劃采取以下幾種經(jīng)營策略。
(1)在2021年7~8月進行。按照保留目標(biāo)樹、輔助樹、一般樹,對現(xiàn)有林分進行改造,伐除受害嚴(yán)重的枯死木、瀕死木,對于影響目標(biāo)樹生長的干擾樹掛紅牌標(biāo)識,進行伐除,使得目標(biāo)樹具有充分生長的自由樹冠和生長空間。同時結(jié)合疏伐,將小班內(nèi)其它樹種全部伐除。
(2)雙條杉天牛防治要及時進行。一是及時清理枯死木。加緊砍伐清理枯死木,對枯死木伐根用40%氧化樂果乳油和礦物油打孔注藥并用塑料布覆蓋后埋40 cm高的土堆掩埋處理。二是加強撫育管理。對生長衰弱的樹木及時撫育管理,增強樹勢,提高抗性;對干枯的側(cè)枝進行修剪,使其通風(fēng)透光,減輕病蟲侵害。三是實施藥物和生物防治。在2021年6月份,采取釋放腫腿蜂的方法進行生物防治,殺死初孵若蟲。四是要防止蟲害蔓延??撤サ臉涓杀仨毥?jīng)過剝皮后才允許外運加工,樹皮和樹枝集中燒毀。同時做好預(yù)防小蠹蟲等次生性害蟲的暴發(fā)和流行,同時要做好監(jiān)測工作,確保及時防治。
(3)在2021年10月底前將衛(wèi)生伐和修枝撫育產(chǎn)生的可用材要及時運出,獲取一定的經(jīng)濟收益。在各項撫育工作結(jié)束后及時完成廢棄物清理工作,以減輕森林防火壓力,林內(nèi)撫育剩余物清理標(biāo)準(zhǔn)為林內(nèi)不能存有直徑3 cm和長度超過50 cm以上樹枝。
(4)在2021年10~11月根據(jù)立地條件以及造林成活率等因素,選擇五角楓采用健康無病害土球截桿苗、黃櫨和連翹采用健康無病害裸根截桿苗進行補植[12~14]。
由于本次林場森林質(zhì)量精準(zhǔn)提升工作尚未完全結(jié)束,特別是補植樹種黃櫨、五角楓、連翹等,還未栽植。待工程結(jié)束后,再對側(cè)柏純林林相精準(zhǔn)提升、側(cè)柏純林低效林改造這兩種策略進行一次系統(tǒng)評價。為科學(xué)開展撫育、改造,逐步優(yōu)化森林結(jié)構(gòu),提高森林質(zhì)量提供實踐經(jīng)驗。