蒙古櫟大徑材培育研究綜述

毛沂新

(遼寧省林業(yè)科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110032)

蒙古櫟Quercusmongolica又稱柞樹(shù)，屬殼斗科、櫟屬，是東亞—東西伯利亞分布種，落葉喬木，高可達(dá)30 m，樹(shù)皮灰褐色，深縱裂。其主要分布在蒙古、俄羅斯、中國(guó)、日本等中高緯度國(guó)家和地區(qū)，是我國(guó)溫帶地區(qū)落葉闊葉林及針闊混交林的主要樹(shù)種，不僅具有培肥土壤、保持水土、凈化空氣等生態(tài)作用，還具有材質(zhì)硬度高、花紋自然優(yōu)美等優(yōu)質(zhì)木材特征，是工業(yè)建筑、家具制造的主要用材樹(shù)種，也是食用菌、藥材培育和淀粉制作等的重要原材料，具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1]。

我國(guó)有相對(duì)豐富的櫟類資源，根據(jù)第八次全國(guó)森林資源清查結(jié)果，我國(guó)有櫟類資源1 672萬(wàn)hm2，占全國(guó)森林資源總面積的10.15%，櫟類蓄積共有12.94億m3，占全國(guó)森林總蓄積的8.76%。其中天然櫟類資源總面積1 610萬(wàn)hm2，占全國(guó)天然林總面積的13.70%，天然櫟類總蓄積12.81億m3，占全國(guó)天然林總蓄積的10.42%[2]。蒙古櫟主要分布在我國(guó)北方地區(qū)，如吉林、遼寧、黑龍江、內(nèi)蒙古、河北等省份及自治區(qū)。在實(shí)際生產(chǎn)中，蒙古櫟林分多為天然次生林，且多分布在山地的山脊等立地條件差的地方。加之長(zhǎng)期以來(lái)疏于科學(xué)經(jīng)營(yíng)管理，造成林分密度大且多為萌生的細(xì)桿材，生長(zhǎng)不良的情況較為嚴(yán)重，林分質(zhì)量低，規(guī)格材產(chǎn)量低難以發(fā)揮其效益[3]。近年來(lái)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，在相同的立地條件下，蒙古櫟的生長(zhǎng)要優(yōu)于色木槭、椴樹(shù)、榆樹(shù)等常見(jiàn)優(yōu)質(zhì)用材樹(shù)種[4]，高于相似生境下的紅松針葉林，生長(zhǎng)速度接近于天然次生林生長(zhǎng)速度最快的山楊林[5]。目前，我國(guó)木材供需結(jié)構(gòu)性矛盾十分突出，木材對(duì)外依存度高，培育大徑級(jí)用材林是我國(guó)林業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略，如何經(jīng)營(yíng)和利用好這些蒙古櫟林，對(duì)提高東北森林資源質(zhì)量、改善林區(qū)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)以蒙古櫟為主要樹(shù)種的次生林經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益雙重提升，具有非常迫切的現(xiàn)實(shí)意義。本文主要圍繞蒙古櫟良種壯苗、造林方式、撫育經(jīng)營(yíng)與維護(hù)等方面概述蒙古櫟大徑材培育相關(guān)研究。

1 良種壯苗

蒙古櫟苗木質(zhì)量很大程度上取決于自身的遺傳基因，優(yōu)良種源選擇是蒙古櫟大徑材培育的基礎(chǔ)，遺傳質(zhì)量的好壞決定著林木生長(zhǎng)的快慢和成長(zhǎng)期的長(zhǎng)短，是優(yōu)質(zhì)櫟林保持高產(chǎn)的遺傳保障，是培育大徑級(jí)蒙古櫟林內(nèi)在因素。蒙古櫟種子生物量大，內(nèi)部淀粉含量高，是野生動(dòng)物的主要取食對(duì)象，且易受蟲(chóng)害的侵襲，導(dǎo)致在蒙古櫟林分下觀測(cè)到的實(shí)生苗數(shù)量極少[6]。通常情況下，常采用人工培養(yǎng)選育的良種實(shí)生苗進(jìn)行人工栽植或補(bǔ)植[7]。苗木基徑的大小、根系的發(fā)育情況、苗木高度及木質(zhì)化程度，直接影響造林后蒙古櫟緩苗期的時(shí)間、長(zhǎng)勢(shì)以及造林成活率，從而決定大徑級(jí)蒙古櫟林的最終培育效果。因此，在選擇蒙古櫟苗木造林時(shí)，應(yīng)選取根系完整發(fā)達(dá)、頂芽飽滿、木質(zhì)化良好、無(wú)病蟲(chóng)害和機(jī)械損傷的優(yōu)質(zhì)壯苗。張桂芹等[8]通過(guò)對(duì)遼寧、吉林和黑龍江3省的蒙古櫟種子進(jìn)行網(wǎng)格式采樣收集，綜合分析生長(zhǎng)狀況和生境條件，揭示蒙古櫟生長(zhǎng)性狀的地理變異規(guī)律，選出了適宜當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)的優(yōu)良種源及優(yōu)良單株，結(jié)果表明不同種質(zhì)來(lái)源對(duì)蒙古櫟林分生產(chǎn)力影響明顯。

2 造林密度

蒙古櫟生長(zhǎng)速度快、耐貧瘠、萌生枝條多。傳統(tǒng)的行列均一人工林栽植管理模式常常造成營(yíng)建的林分結(jié)構(gòu)單一，且由于在苗木生長(zhǎng)初期缺乏單木間競(jìng)爭(zhēng)，沒(méi)有限制苗木的橫向生長(zhǎng)，通常造成蒙古櫟干形不良，木材質(zhì)量不佳。張桂芹等[9]通過(guò)對(duì)蒙古櫟人工林栽植研究認(rèn)為：初植造林密度以1 m×1.5 m為宜,以減少幼樹(shù)分叉,利于培育無(wú)節(jié)良材。劉笑平[10]認(rèn)為蒙古櫟造林的初植密度不能低于2 000株·hm2。因此結(jié)合蒙古櫟自身的生長(zhǎng)特性通常采用巢式造林法，該造林方式是以培育大徑級(jí)蒙古櫟為目標(biāo)的巢式造林就是將林木叢團(tuán)栽植。密度控制是蒙古櫟大徑材培育的關(guān)鍵措施，其中最外圍一周可配置蒙古櫟或其它樹(shù)種，苗木行間距通常為1 m×0.5 m或1 m×1 m，整體上栽植所形成的叢團(tuán)在林地中均勻分布。叢團(tuán)間距離通常劃定為10 m×10 m，以確保叢團(tuán)整體之間的櫟木生長(zhǎng)不受干擾以提高個(gè)體的生長(zhǎng)質(zhì)量，同時(shí)也便于對(duì)簇生林木的經(jīng)營(yíng)管理[11]。這種栽植模式可以有效降低造林成本，叢團(tuán)間的未栽植區(qū)域?yàn)槠渌麡?shù)種的天然更新和入侵所預(yù)留，以期提高林分的生物多樣性。這種栽植模式的優(yōu)點(diǎn)是以叢團(tuán)中心栽植的櫟樹(shù)作為日后大徑級(jí)目標(biāo)樹(shù)經(jīng)營(yíng)，外圍栽植的林木可為今后經(jīng)營(yíng)蒙古櫟目標(biāo)樹(shù)選取和干擾木的伐除提供參考，又可栽植其它樹(shù)種作為伴生樹(shù)種促進(jìn)目標(biāo)樹(shù)生長(zhǎng)，同時(shí)兼顧在未來(lái)經(jīng)營(yíng)中木材效益的最大化。

3 撫育經(jīng)營(yíng)

培育大徑級(jí)、干型通直具有高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的林木，良種壯苗是基礎(chǔ)，立地條件是關(guān)鍵，在保證二者的基礎(chǔ)上，對(duì)林分進(jìn)行經(jīng)營(yíng)和適當(dāng)撫育是非常必要的，以保持適當(dāng)林分密度，才能達(dá)到大徑材高效培育的目的[12-13]。同時(shí)間伐也改善了作業(yè)林分內(nèi)的光環(huán)境,有利于林下樹(shù)種的更新,對(duì)林下植被多樣性具有較大的影響[14]。經(jīng)營(yíng)是為了促進(jìn)發(fā)育，應(yīng)當(dāng)以“近自然異齡混交林”為總體經(jīng)營(yíng)原則，確定有培育大徑級(jí)前途的目標(biāo)樹(shù)，適當(dāng)保留輔助樹(shù)，對(duì)影響目標(biāo)樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育的干擾樹(shù)進(jìn)行間伐、增加透光，人工或自然誘導(dǎo)鄉(xiāng)土樹(shù)種以及林下植被更新，對(duì)于不影響目標(biāo)樹(shù)生長(zhǎng)的其他林木也予以管理，保證目標(biāo)樹(shù)正常生長(zhǎng)發(fā)育并形成優(yōu)良干材。撫育間伐是清除林分內(nèi)長(zhǎng)勢(shì)弱的立木、枯死木等干擾樹(shù)，降低林分密度、調(diào)整林分結(jié)構(gòu)，提高樹(shù)種多樣性以增加森林群落的穩(wěn)定性[15]。尤文忠等[3]認(rèn)為，蒙古櫟中齡林間伐保留密度1 600株·hm2為宜。丁磊等[16]發(fā)現(xiàn),間伐17 a后,蒙古櫟林中度區(qū)林分平均胸徑生長(zhǎng)率和林分蓄積量生長(zhǎng)率最大；適度加大間伐強(qiáng)度，可增加蒙古櫟林分大徑材的比例。

自然經(jīng)營(yíng)是以“模仿自然，加速發(fā)育”為原則[7]，對(duì)現(xiàn)有低質(zhì)量次生櫟林，通過(guò)撫育間伐、修枝和施肥等經(jīng)營(yíng)措施改造成以天然更新為主的、異齡的、近自然的優(yōu)質(zhì)櫟林，以維持現(xiàn)有林分保持較高的生物多樣性，使得其生態(tài)和經(jīng)濟(jì)功能得以有效發(fā)揮。對(duì)于商品林地，可以把干擾木伐除的短期生產(chǎn)、變現(xiàn)和大徑級(jí)規(guī)格木材的長(zhǎng)期培育有機(jī)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)短期、長(zhǎng)期經(jīng)營(yíng)目標(biāo)逐步推進(jìn)。在櫟林生長(zhǎng)的不同階段，每一個(gè)階段實(shí)施相對(duì)應(yīng)經(jīng)營(yíng)策略。相對(duì)于其他落葉闊葉樹(shù)種，櫟樹(shù)主干易生長(zhǎng)不定芽，進(jìn)而長(zhǎng)成側(cè)枝，側(cè)枝枯死掉落后通常遺留樹(shù)干疤痕，嚴(yán)重影響樹(shù)干外形和加工截面的年輪紋理，降低櫟材整體的觀賞性，進(jìn)而影響木材的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此在幼齡林時(shí)期，維持幼林的林分保持在適當(dāng)高密度條件下，以降低側(cè)枝生長(zhǎng)保持主干通直。進(jìn)入中齡林階段，隨著空間資源的緊張，樹(shù)種競(jìng)爭(zhēng)加劇，通過(guò)撫育間伐為目標(biāo)樹(shù)拓展生存空間。伐除過(guò)程要逐步推進(jìn)，充分預(yù)留目標(biāo)樹(shù)的樹(shù)冠的生長(zhǎng)空間。葉功富等[17]認(rèn)為：強(qiáng)度間伐措施降低未來(lái)經(jīng)營(yíng)林的規(guī)格材產(chǎn)量；弱度間伐不能有效降低相鄰木間競(jìng)爭(zhēng)使得大徑材出材率較低；中度間伐密度適當(dāng)，既能提高整體木材產(chǎn)量，又能保持較高的大徑材出材率。

4 養(yǎng)分管理

土壤肥力影響林木生長(zhǎng)，要因地制宜選擇施肥種類和數(shù)量。研究表明，蒙古櫟第一個(gè)生長(zhǎng)季內(nèi)隨肥力水平提高，地徑、體積增長(zhǎng)量都顯著提高，施肥明顯提高蒙古櫟根、莖、葉中的氮、磷含量。當(dāng)養(yǎng)分成為限制因子時(shí)蒙古櫟根系發(fā)育會(huì)受到影響。在低肥環(huán)境中，蒙古櫟會(huì)通過(guò)增大細(xì)根的長(zhǎng)度和表面積以提高苗木對(duì)土壤養(yǎng)分的獲取能力。在蒙古櫟造林兩年內(nèi)中、高肥處理的苗木體積增長(zhǎng)都顯著大于低肥處理，即苗圃期肥力水平的提高能增加蒙古櫟造林后生長(zhǎng)量，且效益能維持至少兩年[18]。李國(guó)雷等[19]研究了指數(shù)施肥對(duì)于蒙古櫟同屬的栓皮櫟苗木生長(zhǎng)和氮積累，結(jié)果表明，單株氮素施肥量75 mg條件下栓皮櫟生物量增長(zhǎng)最快，在125 mg時(shí)苗木達(dá)到最佳養(yǎng)分狀態(tài)。施肥不僅會(huì)提高苗木體內(nèi)礦質(zhì)養(yǎng)分的貯存，對(duì)非結(jié)構(gòu)性碳含量也有提高[20]。施肥對(duì)提高造林成活率與苗木質(zhì)量具有廣泛的共識(shí)。

5 展 望

蒙古櫟是一個(gè)非常耐干旱、耐瘠薄、適應(yīng)性極強(qiáng)的樹(shù)種,它可以在其他樹(shù)種難以存活的干旱陽(yáng)坡成林,發(fā)揮其保持水土、涵養(yǎng)水源的作用。由于其木材熱值高、耐燃燒、火力旺，且樹(shù)木萌芽能力強(qiáng)、易更新，是經(jīng)營(yíng)薪炭林的優(yōu)良樹(shù)種。在北方還用櫟林養(yǎng)柞蠶、生產(chǎn)柞蠶絲。也可用于培養(yǎng)銀耳、黑木耳、香菇等食用菌，使得蒙古櫟可作為一個(gè)高效利用的用材樹(shù)種加以發(fā)展。由于長(zhǎng)期以來(lái)忽視對(duì)櫟林的科學(xué)經(jīng)營(yíng)，加之受立地條件和自然、人為等干擾因素的影響，東北地區(qū)以蒙古櫟為優(yōu)勢(shì)種的次生林生長(zhǎng)狀況差異很大。大部分櫟林衰退、功能下降，這給東北地區(qū)的生態(tài)環(huán)境、資源利用、經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)十分不利的影響，特別是經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的山區(qū)。蒙古櫟大徑級(jí)用材林的培育應(yīng)立足于充分遵循自然規(guī)律，加強(qiáng)蒙古櫟大徑材培育的相關(guān)基礎(chǔ)研究，盡早建立和完善符合東北地區(qū)林業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐的相關(guān)理論與技術(shù)體系，對(duì)充分發(fā)揮其保持水土、涵養(yǎng)水源等生態(tài)效益具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。