基于樹(shù)冠連續(xù)覆蓋的火炬松林更新改造探討

陳興國(guó)，陳明泉，陳興紅，周 瑜，史 帥，高 濤

（湖北省鐘祥市盤(pán)石嶺林場(chǎng)，湖北荊門(mén) 431900）

火炬松（Pinus taeda）原產(chǎn)于美國(guó)東南部，20 世紀(jì)30 年代引入我國(guó)[1]。湖北省最早于1947 年由武昌林場(chǎng)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(pán)石嶺林場(chǎng)2000年開(kāi)始大規(guī)模營(yíng)造火炬松，現(xiàn)已成為該場(chǎng)保有面積最大的造林樹(shù)種。目前，該場(chǎng)火炬松林下基本沒(méi)有闊葉樹(shù)種的天然更新，2008年和2018年的雨雪冰凍災(zāi)害造成了大面積的雪折，同時(shí)該場(chǎng)火炬松林還面臨松材線(xiàn)蟲(chóng)病威脅，早期種植的火炬松已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)衰退的跡象。如何在不采取皆伐措施的情況下實(shí)現(xiàn)樹(shù)種的替換，并最終形成多樹(shù)種組成的復(fù)層異齡混交林[3]，是該場(chǎng)需要研究的一項(xiàng)重要課題。本文將以近自然理論[4-5]和目標(biāo)樹(shù)經(jīng)營(yíng)方法[6]為指導(dǎo)，在確保樹(shù)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(shí)現(xiàn)路徑。

1 研究區(qū)概況

鐘祥市盤(pán)石嶺林場(chǎng)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(fēng)氣候，土壤主要是由頁(yè)巖、礫巖、砂巖和第四紀(jì)粘土母質(zhì)形成的黃棕壤和黃褐色土。

該場(chǎng)于1956年10月建場(chǎng)，土地總面積4 514.63 hm2，其中有林地面積4 142.02 hm2，占經(jīng)營(yíng)總面積的91.7%，活立木總蓄積量39 萬(wàn)立方米，森林覆蓋率92%。林分類(lèi)型主要有火炬松純林、馬尾松（Pinus massoniana）純林和馬尾松櫟類(lèi)（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(wèn)題

盤(pán)石嶺林場(chǎng)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(chǎng)火炬松前期生長(zhǎng)良好，其樹(shù)高、胸徑和蓄積生長(zhǎng)量都遠(yuǎn)高于本地鄉(xiāng)土樹(shù)種馬尾松。但造林15年后，該場(chǎng)火炬松開(kāi)始顯現(xiàn)衰退的跡象，后期發(fā)展趨勢(shì)不如馬尾松。目前，該場(chǎng)火炬松林主要存在以下問(wèn)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(méi)有植被，只有少量松針。有的小班土壤深厚肥沃，也沒(méi)有更新的喬木幼樹(shù)幼苗，只有小灌木和草本。

2.2 冰凍災(zāi)害應(yīng)對(duì)能力差

2008 年春，湖北省遭受了百年不遇的雨雪冰凍災(zāi)害，盤(pán)石嶺林場(chǎng)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(zāi)害，該場(chǎng)的火炬松再次出現(xiàn)大面積雪折，由于雪折樹(shù)木較大，損失慘重。2019 年春，該場(chǎng)火炬松再次出現(xiàn)了雪折的情況。但同樣年份，該場(chǎng)馬尾松和栓皮櫟等樹(shù)種都沒(méi)有發(fā)生雪折。

2.3 松材線(xiàn)蟲(chóng)病害威脅

2018 年，松材線(xiàn)蟲(chóng)病開(kāi)始傳入盤(pán)石嶺林場(chǎng)，該場(chǎng)馬尾松林不同程度感染。雖然經(jīng)過(guò)3 年除治，但尚未撥除。該場(chǎng)馬尾松純林較少，絕大部分為馬尾松和櫟類(lèi)、紅果冬青等闊葉樹(shù)組成的混交林。在除治的過(guò)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(shù)為主組成的針闊混交林，這些林分不會(huì)對(duì)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(shù)種少見(jiàn)，如果感染松材線(xiàn)蟲(chóng)病，那將是毀滅性的。這種擔(dān)心不是杞人憂(yōu)天，我國(guó)部分地區(qū)已經(jīng)有火炬松感染松材線(xiàn)蟲(chóng)的報(bào)告[7]。因此，該場(chǎng)目前最好的辦法是在加快撥除馬尾松疫木的同時(shí)，探索實(shí)施火炬松林更新改造。

3 火炬松林主要更新改造模式

盤(pán)石嶺林場(chǎng)現(xiàn)有火炬松林齡已達(dá)15～20年?？偟母赂脑焖悸肥怯?0年左右的時(shí)間逐步實(shí)現(xiàn)火炬松樹(shù)種替換，并形成多樹(shù)種組成的復(fù)層異齡混交林。目前，近自然森林經(jīng)營(yíng)已在林業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家推廣，德國(guó)的經(jīng)驗(yàn)證明這是一種經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益都十分顯著的方法[8]。本文在該理念指導(dǎo)下進(jìn)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(biāo)樹(shù)經(jīng)營(yíng)法[9-10]并適當(dāng)補(bǔ)植，主要措施如下。

1）選擇并標(biāo)注目標(biāo)樹(shù)。在火炬松林中選擇樹(shù)干粗壯、下部無(wú)損傷、上部無(wú)分叉、樹(shù)冠飽滿(mǎn)、生活力強(qiáng)的樹(shù)木作為目標(biāo)樹(shù)并進(jìn)行標(biāo)注，目標(biāo)樹(shù)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(biāo)注，然后將瀕死木作為采伐木標(biāo)注，最后將影響目標(biāo)樹(shù)生長(zhǎng)的同冠層林木作為采伐木標(biāo)注。一般每株目標(biāo)樹(shù)選擇1～3 棵干擾木，采伐強(qiáng)度控制在15%～20%，在標(biāo)注完畢并檢查無(wú)誤后進(jìn)行施工，施工時(shí)間安排在3月上旬。

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

4）保護(hù)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(shù)種的天然更新，并進(jìn)行撫育。

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

6）再過(guò)10～15 年，當(dāng)栓皮櫟或其他天然更新的樹(shù)種進(jìn)入次林層后，開(kāi)始選擇并標(biāo)注第2 代目標(biāo)樹(shù)，每公頃控制在150 株左右，并進(jìn)行第2 代目標(biāo)樹(shù)的干擾木擇伐，同時(shí)對(duì)目標(biāo)樹(shù)之間的火炬松進(jìn)行適當(dāng)疏伐。第2 代目標(biāo)樹(shù)以栓皮櫟為主，麻櫟、紅果冬青、黃檀如果達(dá)到目標(biāo)樹(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可優(yōu)先選擇作為目標(biāo)樹(shù)。

7）再過(guò)10 年，對(duì)火炬松全部進(jìn)行收獲性擇伐。這樣通過(guò)25～35年的經(jīng)營(yíng)，將現(xiàn)有火炬松純林改造形成以栓皮櫟為主、其他闊葉樹(shù)為輔組成的復(fù)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(lèi)似。在模式1 的第“3）”步中，補(bǔ)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(guó)特有珍稀樹(shù)種，木材堅(jiān)韌，結(jié)構(gòu)致密，具有光澤和香氣。浙江楠由緊鄰該場(chǎng)的湖北省太子山林管局1984年從浙江省引種成功，現(xiàn)長(zhǎng)勢(shì)旺盛，干形通直圓滿(mǎn)。補(bǔ)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(bǔ)植浙江楠每公頃50～100株。在模式1 的第“6）”步中，第2 代目標(biāo)樹(shù)以浙江楠為主，適當(dāng)輔以其他闊葉樹(shù)種。這樣經(jīng)過(guò)25～35年的經(jīng)營(yíng)，將現(xiàn)有火炬松純林改造為以浙江楠為主，其他闊葉樹(shù)為輔組成的復(fù)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(lèi)似，區(qū)別在于：第1次干擾木擇伐后，補(bǔ)植的樹(shù)種為浙江楠和栓皮櫟，補(bǔ)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(dāng)補(bǔ)植浙江楠；第2 代目標(biāo)樹(shù)以浙江楠為主，栓皮櫟和其他闊葉樹(shù)種為輔。

3.4 模式4：干擾木擇伐+人工促進(jìn)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(shí)已有天然更新喬木苗要保留。對(duì)小班內(nèi)土壤特別板結(jié)的地塊，要適當(dāng)進(jìn)行松土。在第2 次干擾木擇伐后，采取同樣方法進(jìn)行操作。在第2 次干擾木擇伐時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)前期天然更新不良，達(dá)不到預(yù)期的效果，可在第2 次干擾木擇伐后補(bǔ)播橡子或其他林木種子，促進(jìn)更新。這種模式和前3 種模式相比，最終形成復(fù)層異齡混交林的時(shí)間可能更晚，但樹(shù)種可能更豐富。在選擇第2代目標(biāo)樹(shù)時(shí)，要嚴(yán)格按照高質(zhì)量、高價(jià)值、高活力的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，從而確保具備生態(tài)效益的同時(shí)，也兼顧經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語(yǔ)

國(guó)有林場(chǎng)是重要的森林資源基地，在全社會(huì)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(shí)現(xiàn)火炬松林樹(shù)種替換并形成多樹(shù)種組成的復(fù)層異齡混交林，是擺在盤(pán)石嶺林場(chǎng)面前的一項(xiàng)重要任務(wù)。本研究以近自然理論為指導(dǎo)，采用目標(biāo)樹(shù)經(jīng)營(yíng)的方法，探討了4 種樹(shù)冠連續(xù)覆蓋下的火炬松林更新改造模式，為盤(pán)石嶺林場(chǎng)林業(yè)發(fā)展提供了一個(gè)新的思路、探索了一條新的途徑。