管涔山森林資源和土壤類型調(diào)查

喬梅生

(山西省管涔山國有林管理局，山西 寧武 036700)

國有林場是新中國成立初期建立的林業(yè)事業(yè)單位，幾十年來，國有林場在保護(hù)培育森林資源、保障木材供給、維護(hù)國家生態(tài)安全中發(fā)揮了重要作用。為了增強(qiáng)國有林場效能，加快生態(tài)文明建設(shè)，中共中央國務(wù)院及地方政府相繼出臺國有林場改革政策和方案，將國有林場定性為公益一類事業(yè)單位，為國有林場的發(fā)展提供符合時(shí)代的政策支撐[1]。森林資源和土地資源是國有林場賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是國有林場實(shí)現(xiàn)可持續(xù)經(jīng)營的前提條件。開展國有林場森林資源特征和土地類型研究可全面掌控森林資源信息，為制定森林資源保護(hù)利用和林業(yè)發(fā)展政策和決策提供依據(jù)，滿足區(qū)域、國家和國際多層次的信息需求，也有助于加快國有林場森林資源產(chǎn)品與環(huán)境服務(wù)的市場化進(jìn)程，促進(jìn)森林資源的增長性保護(hù)和合理化利用，并在生態(tài)環(huán)境優(yōu)化中不斷體現(xiàn)國有林場在生態(tài)文明建設(shè)中的價(jià)值。

管涔山位于山西，屬呂梁山脈，是汾河的發(fā)源地。管涔山地形復(fù)雜，山勢走向縱橫，地勢高差大，由此就形成了一些特殊的小氣候區(qū)域，植被和土壤垂直分布比較明顯。管涔山林區(qū)是山西省直九大國有林區(qū)之一，屬于黃土高原土石山區(qū)水源涵養(yǎng)、防護(hù)和用材林區(qū)，全境均處于“三北”防護(hù)林系內(nèi)，森林資源豐富，是華北地區(qū)林相最好的林區(qū)，樹種以云杉和華北落葉松為主，不僅在山西省享有盛譽(yù)，同時(shí)也為華北所罕見，被稱為“華北落葉松的故鄉(xiāng)”和“云杉之家”[2]。在新時(shí)代背景下，以增長性保護(hù)和合理化利用為目標(biāo)，對管涔山林區(qū)森林資源和土地資源進(jìn)行調(diào)查和特征性研究，有助于重新認(rèn)識管涔山森林資源和土地資源的功能價(jià)值，為管涔山林場的深化改革和生態(tài)建設(shè)提供依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

1.1 區(qū)域位置與范圍

管涔山位于山西省呂梁山脈北端, 地理位置111°46′～ 112°54′E，38°36′ ～ 39°02′N，地跨山西省忻州市所屬的寧武、神池、五寨、岢嵐、河曲、保德、偏關(guān)、靜樂、原平、忻府等縣(市、區(qū)))和朔州市所屬的平魯、左云、右玉等縣(區(qū))。管涔山南承呂梁余脈，北達(dá)內(nèi)蒙陰山，東攜洪疇側(cè)翼而西抵黃河?xùn)|岸，綿延數(shù)千里成為拱衛(wèi)華北的天然屏障。

管涔山林區(qū)范圍跨涉寧武、神池、五寨、岢嵐、靜樂、原平六縣(市)，以寧武縣為中心，南北長約70 km，東西寬約78 km。管涔山林區(qū)由管涔山國有林管理局管轄，下設(shè)14個(gè)國營林場，1個(gè)國家級自然保護(hù)區(qū)，1個(gè)國家級森林公園。國有總面積82 367 hm2，有林地 40 773 hm2[2]。

1.2 地質(zhì)與地形地貌

管涔山位于鄂爾多斯臺地東緣，在漫長的地史演化過程中，由于多次遭受過嚴(yán)重的侵蝕作用而形成了當(dāng)前的溝壑切割零亂，地勢起伏，懸崖峭壁多見的外貌特征。山體呈東北西南走向，整個(gè)山區(qū)地形中部高、東部低，有土石山區(qū)、黃土丘陵區(qū)、河川等地貌類型。管涔山系分為管涔山脈和蘆芽山脈2大山脈，其中，管涔山脈主峰臥羊場海拔2 606 m；蘆芽山脈最高峰為荷葉坪海拔2 783 m，境內(nèi)地形復(fù)雜，垂直高差達(dá)1 300 m。蘆芽山就是一個(gè)高峻的陡壁突峰，但其東西兩側(cè)卻為平坦的臺型山地(荷葉坪和黃草梁)。

1.3 水文特征

管涔山是橫貫山西全境的汾河發(fā)源地，擁有全國三大高山湖泊之一的天池群落，擁有10多處的高山湖泊個(gè)體。在汾河與桑干河分水嶺起伏山崗上的寧武天池，池面超過80 hm2，水深十余米，陰霖不溢，陽旱不涸，澄清如鏡。最高海拔位于馬營海以西山梁北側(cè)的干海子，海拔達(dá)到1 894 m。分水嶺在馬營海西邊的山梁，嶺南是黃河最大支流，三晉母親河汾河的東源頭，嶺北則是桑干河的孕育搖籃，“一山分二水，清泉哺晉京”充分說明了分水嶺的地位。

1.4 氣候特征

管涔山屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，冬長寒冷，多風(fēng)干燥，晝夜溫差大，四季分明，降雨不均。年均降水量470～500 mm，集中在7-9月，占全年降水量的50%～60%。年均氣溫6.3 ℃，≥10 ℃的積溫2 500 ℃，1月份平均溫度-21～-15 ℃，7月平均溫度15 ℃ 。年無霜期90～120 d，年蒸發(fā)量1 760 mm，年均日照時(shí)數(shù)2 944 h，年平均風(fēng)速3. 6 m·s-1。地形復(fù)雜，山勢走向縱橫，地勢高差大，因而形成了特殊的氣候帶和一些特殊的小氣候區(qū)域：(1)低山溫帶氣候區(qū)，海拔1 200～1 500 m的河谷地帶，年均氣溫5～6 ℃，年均降水量500 mm、無霜期120 d；(2)低中山溫濕氣候區(qū)，海拔1 500～1 800 m，年均氣溫4～5 ℃、降水量520 mm、無霜期110 d；(3)高中山冷濕氣候區(qū)，海拔1 800～2 500 m，中山陡坡帶，年均氣溫3～4 ℃、降水量600 mm、無霜期100 d；(4)亞高山高寒半濕潤氣候區(qū)，海拔2 500～2 787 m，年均氣溫2～3 ℃， 年無霜期只有90 d[3]。

1.5 生物多樣性特點(diǎn)

管涔山古老而獨(dú)特的自然條件和生態(tài)環(huán)境為各種生物提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，加上復(fù)雜的地形，較大的垂直高差，獨(dú)特的氣候和地質(zhì)條件為野生動植物的生存繁衍創(chuàng)造了有利條件，蘊(yùn)育了豐富的野生動植物資源，造就了該地區(qū)生物的多樣性。

調(diào)查統(tǒng)計(jì)，區(qū)內(nèi)共有高等植物107科340屬599種(含變種)，分別占山西省高等植物科、屬、種的54.9%，37.6%，23.9%。其中，裸子植物3科7屬8種；被子植物72科274屬494種，苔蘚植物25科47屬75種，蕨類植物7科12屬22種和變種[3]。管涔山區(qū)地處世界候鳥八大遷徙通道之一的東亞—澳洲遷徙通道上。因此，區(qū)內(nèi)動物種類繁多，高山區(qū)有胡禿鷲、虎、狼等；亞高山區(qū)有黃梅、柳鶯、褐馬、豹、麝、狍等；中山區(qū)有黑頭山雀等；中低山區(qū)有紅嘴山鴉、石雞等；低山區(qū)有斑嘴鴨等。除豐富的野生動植物資源外，區(qū)內(nèi)的菌類資源也十分豐富，現(xiàn)已查明的大型真菌菌類共有9目28科50屬75種。

2 森林資源特點(diǎn)

2.1 森林植被和土壤類型的垂直分布規(guī)律

管涔山因地形復(fù)雜、地勢高差大形成不同的氣候區(qū)，森林植被和土壤類型也呈現(xiàn)出明顯的垂直分布規(guī)律。植被至上而下為：亞高山草甸帶——針葉林帶——針闊葉混交林帶——灌草叢及農(nóng)墾帶。森林土壤的形成不僅受氣候影響，而且與森林植物和動物殘?bào)w的分解產(chǎn)物密切相關(guān)，因而在不同的氣候、不同的植物類型條件下形成了不同的土壤垂直帶譜。至上而下為：亞高山草甸土——棕壤——淋溶褐土——褐土性土(栗褐土)，而且，管涔山東西兩側(cè)的植被和土壤在海拔高度上略有差異(圖1)[3-4]。

圖1 管涔山土壤與植被的垂直地帶分布

2.2 亞高山草甸帶的植被及土壤

亞高山草甸帶主要包括西坡2 600 m的荷葉坪、黃草梁等；東坡2 700 m以上的山頂和平臺緩坡地帶。該地帶氣候高寒、濕潤、多風(fēng)。

植被為亞高山草甸，草叢低矮(5～8 cm)，結(jié)構(gòu)簡單，并有草丘發(fā)育，總蓋度達(dá)95%以上，優(yōu)勢種為珠芽寥(Polygonumviviparum)和苔草(Carexsp.)，主要伴生種有有嵩草(Kobresiabeuardii)、蘭花棘豆(Oxytropismanshurificinalis)、早熟禾(Poasp.)、華北馬先蒿(Pedicularistatarinowii)、 直梗唐松草(Thalictrumalpinumvar. elatum)、雪白委陵菜(Potentillanivea)等。鬼箭錦雞兒灌叢(Caraganajubata)、金露梅群叢(Potentillafruticosa)點(diǎn)綴于群落中，形成獨(dú)特的外貌景觀。另外，群落中還分布有少量的蒙古葶藶(Drabamongolica)、點(diǎn)地梅(Androsaceumbellata) 、蒲公英(Taraxacummongolicum)、洼瓣花(Lloydiaserotina)、胭脂花(Primulamaximowiczii)等植物。

土壤類型為亞高山草甸土，草叢土丘土壤表層為松軟富有彈性的草氈層，其下為深厚的腐殖質(zhì)層，一般40 cm左右，有機(jī)質(zhì)含量為8% ～ 12%，土體中有明顯的銹紋銹斑，沒有碳酸鈣反應(yīng)。其它土層較薄，多在20～50 cm之間。

2.3 高中山針葉林帶下的植被及土壤

高中山針葉林帶主要包括西坡海拔2 100～2 600 m，東坡2 000～2 700 m的較大范圍。該區(qū)雨量充沛，氣候涼爽。

植被類型以天然針葉林為主。喬木主要有華北落葉松(Larixprincipis-rupprechtii)、云杉(Piceaasperata)等，建群種為華北落葉松。灌木優(yōu)勢種為榛子(Corylusheterophylla)，伴生種有山刺梅(Rosadavurica)、高山繡線菊(Spiraeaalpina)等。草本主要有地榆(Sanguisorbaofficinalis)、莎草(Cyperusrotundus)等。

該地帶植被茂密，覆蓋多在 90% 以上，森林分布比較均勻，林相整齊 , 林分質(zhì)量好，中、幼齡林居多，是本林區(qū)主要林分帶，是理想的林業(yè)基地， 但由于采伐過量，局部出現(xiàn)了林中空地和原有林地變成疏林地等現(xiàn)象。

針葉林帶下的棕壤土棕壤是棕壤土類中的一個(gè)典型亞類。棕壤是在冷濕氣候和茂密森林植被下經(jīng)過腐殖質(zhì)化、弱酸性淋溶脫鈣和粘化過程形成的。土壤表層有2～5 cm的枯枝落葉層，其下為 30～60 cm左右的腐殖質(zhì)層 ，土體較厚，有機(jī)質(zhì)含量高 , 多在6% ～15% 之間，土體淋溶充分，無碳酸鈣，呈弱酸性反應(yīng)。

2.4 針闊混交及灌叢林帶下的植被及土壤

針闊混交及灌叢林帶主要包括西坡1 800～2 100 m、東坡1 700～2 000 m的海拔范圍。該區(qū)氣候涼爽濕潤。

該地帶植物分布類型漸多，以針闊混交林為主。喬木以白樺(Betulaplatyphylla)、山楊(Populusdavidiana)、青扦(Piceawilsonii)、油松(Pinustabuliformis)和華北落葉松(Larixprincipis-rupprechtii)為主。灌木以榛子(Corylusheterophylla)、山刺梅(Rosadavurica)、繡線菊(Spiraeasalicifolia)、丁香(Syzygiumaromaticum)、剛毛忍冬(Lonicerahispida)等等為主。草本以莎草等為主，主要伴生種有東方草莓(Fragariaorientalis)、野豌豆(Viciasepium)、假報(bào)春(Cortusamatthioli)、糙蘇(Phlomisumbrosa)等。覆蓋度在75%以上。

該地帶上部以棕壤為主，下部以淋溶褐土為主，中間多為交錯(cuò)地帶。淋溶褐土是在溫和濕潤、植被茂密的生物氣候條件下，土體上部進(jìn)行著腐殖質(zhì)化，土體中進(jìn)行著比較強(qiáng)烈的淋溶脫鈣、粘化淀積過程而形成的。土壤表層有2～4 cm的枯枝落葉層，其下為 20～50 cm腐殖質(zhì)層，有機(jī)質(zhì)含量較高。下部土壤淋溶較充分，無碳酸鈣，呈弱酸性至中性，pH值6.3～7.3，心土層有較明顯的粘化淀積層。

2.5 低中山疏林灌叢帶下的植被及土壤

低中山疏林灌叢帶主要包括西坡1 600～1 800 m、東坡1 500～1 700 m的海拔范圍。該區(qū)受西北氣候影響較大，少雨，但氣溫漸暖。

該地帶的植被特征為疏林灌叢，喬木主要有云杉(Piceaasperata)、油松(Pinustabuliformis)、櫟類(Quercus)、樺木(Betula)、山楊(Populusdavidiana)等，灌木主要為三裂繡線菊(Spiraeatrilobata)、河朔莞花(Wikstroemiachamaedaphne)沙棘(Hippophaerhamnoides)等，草本主要有早熟禾(Poasp.)、苔草類(Carexsp.)、蒿類(Artemisiasp.)、香唐松草(Thalictrumfoetidum)、藍(lán)花棘豆(Oxytropiscaerulea)、景天(Sedumsp.)等。

土壤全部為淋溶褐土。該區(qū)受西北氣候的影響較大，降雨少，加上無序采伐等人為因素，森林分布不均，林相極為不整齊，衛(wèi)生狀況差，出材率低，但土壤養(yǎng)分含量高，土層也較厚。

2.6 低山灌叢及農(nóng)墾帶下的植被、土壤

低山灌叢及農(nóng)墾帶是指西坡海拔1 600 m以下，東坡海拔1 500 m以下的低山丘陵區(qū)，該區(qū)域干旱少雨，晝夜溫差大。西坡被呂梁山脊阻隔，受西北地區(qū)的氣候影響較大，風(fēng)蝕、水蝕嚴(yán)重。

此帶除農(nóng)田和水域外，大部分為灌草荒地，其灌叢組成與低中山帶相似，人工栽植林木有楊、柳、杏等闊葉樹種。西坡自然植被以旱生草灌為主，有酸棗(Ziziphusjujuba)、沙棘(Hippophaerhamnoides)、黃刺梅(Rosaxanthina)和蒿類等，農(nóng)作物有馬鈴薯、豆類等。東坡自然植被以沙棘、黃刺梅、白草(Pennisetumcentrasiaticum)等為主，農(nóng)作物以莜麥、馬鈴薯、豆類等為主。由于人類活動頻繁，植被覆蓋度差，東坡覆蓋度多在50%以下，西坡僅50%～60%。

西坡土壤類型為栗褐土。栗褐土是褐土向栗鈣土過渡的一個(gè)土壤類型，由于侵蝕嚴(yán)重，土體發(fā)育弱，土壤養(yǎng)分低下，有機(jī)質(zhì)含量多在2%以下，全部強(qiáng)碳酸鈣，呈微堿性，pH值在 7.5～8.0之間。土層深厚 , 多在50 cm以上。東坡為褐土性土，侵蝕較嚴(yán)重，土壤發(fā)育差，土體淋溶作用弱，全剖面有不同程度的碳酸鈣出現(xiàn)，pH值多在7～8之間，荒坡及灌叢地土壤有機(jī)質(zhì)僅1.2%～3.0%，土壤養(yǎng)分低，但土層較厚，多在30 cm以上。

3 討論與建議

管涔山林區(qū)是山西省八大林區(qū)之一，是國務(wù)院批準(zhǔn)的國家級自然保護(hù)區(qū)，屬于黃土高原土石山區(qū)的水源涵養(yǎng)、防護(hù)和用材林區(qū)，全境均處于“三北”防護(hù)林系內(nèi)，是華北地區(qū)林相最好的林區(qū)，林區(qū)森林資源豐富，是華北落葉松的原生地，植被和土壤垂直分布比較明顯。研究管涔山森林資源和土壤類型對于準(zhǔn)確掌握、有效保護(hù)和合理利用管涔山自然資源具有十分重要的作用和意義。

本次調(diào)查研究得知，管涔山從低到高存在著不同的氣候帶類型，也使得植物和土壤形成了明顯的垂直分布特點(diǎn)。在不同氣候條件和不同種類的森林植被影響下，土壤發(fā)育形成了不同類型。在亞高山草甸帶下發(fā)育著亞高山草甸土，針葉林帶下發(fā)育著棕壤土，針闊混交林帶下發(fā)育著淋溶褐土，灌草叢及農(nóng)墾帶下發(fā)育著褐土性土和栗褐土。

亞高山草甸帶為天然牧場基地，近年來，荷葉坪頂部放牧過度，草地出現(xiàn)了分布不均的塊狀破壞，極易造成水土流失。建議加強(qiáng)對草場的保護(hù)，嚴(yán)禁過量放牧，增強(qiáng)草場的自恢復(fù)能力，保持山頂?shù)膬?yōu)美風(fēng)光。

針葉林帶森林分布較均勻，林分質(zhì)量好，是理想的林業(yè)基地。但出現(xiàn)采伐過量，林中空地和原有林地變成疏林地等現(xiàn)象。建議在此區(qū)內(nèi)暫停各種作業(yè)，應(yīng)以涵養(yǎng)水源、保持水土、調(diào)節(jié)氣候、維護(hù)生態(tài)平衡為主，對現(xiàn)有林加以保護(hù)。

針闊混交林帶雖然森林分布不均，林相不齊，出材率低，但土壤養(yǎng)分含量高，土層較厚。應(yīng)因地制宜，對現(xiàn)有林分定向撫育，對一些不良林分及時(shí)改造，對灌草叢地進(jìn)行造林更新，從總體上改善次生林的現(xiàn)狀和質(zhì)量。

低山灌叢及農(nóng)墾帶坡度大，侵蝕嚴(yán)重，建議西坡大部分耕地退耕還林，荒坡在留足牧坡后營造華北落葉松林為主的防護(hù)林。建議東坡在留足牧坡的情況下，在坡度較大的坡地大力發(fā)展以油松為主的防護(hù)用材林。