楊樹人工林退化現(xiàn)狀與林分修復(fù)

梁俊文

(山西省桑干河楊樹豐產(chǎn)林實(shí)驗(yàn)局梁家油坊中心林場(chǎng)，山西 右玉 037200)

人工林是防護(hù)林體系中的重要組成，隨著人工林建造繁育時(shí)間的不斷增加，楊樹人工林逐漸出現(xiàn)退化問(wèn)題，導(dǎo)致人工林的防護(hù)性能不斷下降。近年來(lái)國(guó)家對(duì)于生態(tài)修復(fù)問(wèn)題的關(guān)注不斷增加，退化林的林分修復(fù)也變得愈加重要。因此在現(xiàn)階段加強(qiáng)對(duì)于楊樹人工林退化現(xiàn)狀與林分修復(fù)問(wèn)題研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，一方面能夠更加全面的了解楊樹人工林退化的基本情況及導(dǎo)致人工林退化的主要原因，另一方面能夠豐富關(guān)于人工林林分修復(fù)的相關(guān)理論研究。

1 楊樹人工林退化的基本情況

所謂退化林是指人工林木在生長(zhǎng)過(guò)程中，林分結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，林分穩(wěn)定性受到影響而出現(xiàn)的生長(zhǎng)發(fā)育緩慢的問(wèn)題。而且在這種情況下，森林整體的防護(hù)功能也會(huì)受到破壞，逐漸降低，森林的系統(tǒng)性能也會(huì)逐漸下降，無(wú)法有效保護(hù)森林。這種情況的出現(xiàn)與多方面的因素有關(guān)，不同類型的退化也會(huì)呈現(xiàn)不同的特點(diǎn)[1]。目前國(guó)內(nèi)培育的楊樹人工林基本都處于森林培育的成熟階段，大部分的林木都已經(jīng)發(fā)育成熟，一些林木也逐漸進(jìn)入老齡階段，陸續(xù)出現(xiàn)林木老化問(wèn)題，比如一些樹木的生理性出現(xiàn)衰退，容易生病。由于林木都進(jìn)入高齡階段，樹木粗壯，彼此之間的間隙不斷減少，密度升高，進(jìn)而會(huì)影響到林木的生長(zhǎng)及立地條件，從而導(dǎo)致林分衰敗問(wèn)題的出現(xiàn)，人工林的整體防護(hù)性也會(huì)受到破壞[2]。

該課題研究的楊樹人工林項(xiàng)目位于黃土高原地區(qū)，林區(qū)的平均海拔約為1 300m。而且周邊分布有平原、丘陵、山地、盆地等不同的地形，呈現(xiàn)為典型的黃土、風(fēng)沙和火山地貌。按照氣候特點(diǎn)劃分屬于溫帶大陸性氣候,一年四季存在較大的溫差，而且每天的日照差也比較大。降水主要集中于夏季，降雨量相對(duì)較少，全年相對(duì)干旱，而且日照充足。受氣候和地質(zhì)特點(diǎn)的影響，該地區(qū)容易出現(xiàn)風(fēng)沙、干旱、霜凍、干熱風(fēng)和冰雹等災(zāi)害，植物林木的生長(zhǎng)也會(huì)受到影響。底層土壤主要分布粟鈣土、風(fēng)沙土和草甸土，土層相對(duì)深厚，但是質(zhì)地粗糙，土壤肥力差，所含有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量較低。林區(qū)自然植被稀少,土壤受到嚴(yán)重的風(fēng)蝕沙化破壞。在林區(qū)中分布的植被分為木本、草本兩類，其中木本植物主要為喬木和灌木，比如，小葉楊、油松、柳樹、白樺和樟子松等，草本植物包括各種蒿類、狼毒等。

在該課題研究的項(xiàng)目區(qū)內(nèi)，人工林的主要組成是楊樹，其種植時(shí)間約為上世紀(jì)60年代，已經(jīng)超過(guò)楊樹生長(zhǎng)的成熟期，進(jìn)入老化階段，許多林木都呈現(xiàn)出嚴(yán)重的機(jī)能衰退問(wèn)題。而且最開始進(jìn)行楊樹栽種時(shí)沒(méi)有合理考慮楊樹的生長(zhǎng)空間，導(dǎo)致栽植密度較大，長(zhǎng)大后的楊樹之間彼此擠壓，也不方便進(jìn)行撫育管理。而且還造成根基立地條件差等問(wèn)題，從而導(dǎo)致整個(gè)楊樹人工林呈現(xiàn)出明顯的林分衰敗跡象，人工林內(nèi)各種林木的生長(zhǎng)都受到限制和影響，人工林的防護(hù)功能也不斷下降，不能正常發(fā)揮防護(hù)作用。

2 人工林退化的現(xiàn)狀及原因

楊樹人工林的成長(zhǎng)發(fā)育與周邊環(huán)境和人工管理都有密切的聯(lián)系，這些都會(huì)影響到人工林的發(fā)育，也是導(dǎo)致人工林退化的主要原因，具體體現(xiàn)在以下幾方面。

2.1 楊樹人工林逐漸進(jìn)入成熟期

目前國(guó)內(nèi)的楊樹人工林大部分都是栽種的小葉楊，栽種時(shí)間基本都是上世紀(jì)60年代。經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的生長(zhǎng)，這些人工林中的楊樹基本都已經(jīng)進(jìn)入老齡階段，楊樹的生長(zhǎng)速度愈加緩慢，出現(xiàn)較大數(shù)量的枯死或?yàn)l死的樹木，仍然存活的楊樹的生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)和抗逆性也不斷降低，容易出現(xiàn)病害，人工林整體的防護(hù)性能不斷降低[3]。

2.2 楊樹立地條件差

人工林的生長(zhǎng)環(huán)境都相對(duì)惡劣，很多楊樹人工林都是培育在降水量少、立地條件差的地區(qū)，存在較為嚴(yán)重的水土流失問(wèn)題，土壤中的水分和營(yíng)養(yǎng)成分相對(duì)較少，無(wú)法獲得充足的養(yǎng)分和水分，這種惡劣的環(huán)境會(huì)阻礙林木的生長(zhǎng)。而且這些地區(qū)的降雨量也相對(duì)較少，導(dǎo)致很多楊樹的生長(zhǎng)速度相對(duì)較慢，容易出現(xiàn)林木退化問(wèn)題[4]。雖然小葉楊的適應(yīng)性較強(qiáng)，能夠在惡劣的環(huán)境中生長(zhǎng)，但是生長(zhǎng)速度緩慢，而且在生產(chǎn)過(guò)程中容易出現(xiàn)小老樹現(xiàn)象，影響人工林的整體質(zhì)量。

2.3 管理不到位，病蟲害嚴(yán)重

楊樹人工林普遍采用粗放經(jīng)營(yíng)的模式管理，很多楊樹人工林在栽植成熟后，不能及時(shí)定期的進(jìn)行修枝處理，楊樹的生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)不斷變差，人工林周邊的環(huán)境也愈加惡劣，影響到人工林楊樹的生長(zhǎng)。而且楊樹人工林容易出現(xiàn)病蟲害，生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)受到楊二尾舟蛾、天牛以及腐爛病等不同類型的病蟲害的破壞影響。比如楊樹被天牛幼蟲寄生后，自身吸收營(yíng)養(yǎng)和水分的能力就會(huì)不斷下降，甚至?xí)霈F(xiàn)樹木死亡的情況[5]。

2.4 林木初值密度大，影響生長(zhǎng)

楊樹人工林前期的種植培育階段初始的種植密度比較大，隨著楊樹的逐漸生長(zhǎng)，人工林林分密度不斷變大，楊樹的生長(zhǎng)空間和營(yíng)養(yǎng)供給不能得到滿足，不僅會(huì)出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)不良的情況，而且還容易引發(fā)其他類型的病蟲害或者自然災(zāi)害，進(jìn)而影響林木的保存率。一些楊樹人工林的林木在惡劣環(huán)境以及雜草灌木的影響下逐漸死亡，導(dǎo)致人工林不斷退化。

2.5 人工林水分不足

楊樹人工林的栽植區(qū)域自然環(huán)境相對(duì)較差，日常降水量相對(duì)偏低，氣候干旱，土壤水分和肥力都相對(duì)偏低。隨著林木的不斷生長(zhǎng)，對(duì)于水分的需求也不斷增加，但是楊樹人工林需要的水分長(zhǎng)時(shí)間得不到滿足，因此也會(huì)逐漸出現(xiàn)人工林退化的情況[6]。

3 楊樹人工林退化林分修復(fù)

從分析可知，當(dāng)前楊樹人工林受到環(huán)境、管理等因素的影響，出現(xiàn)較為嚴(yán)重的退化問(wèn)題，不利于人工林的防護(hù)作用的發(fā)揮，因此需要采取有效措施對(duì)楊樹人工林的退化進(jìn)行林分修復(fù)。

3.1 林分修復(fù)基本原則

楊樹人工林的退化與自然環(huán)境有密切的聯(lián)系，人工林的修復(fù)也要遵守一定的原則，避免修復(fù)不合理影響人工林的生長(zhǎng)發(fā)育。首先必須尊重自然，與自然生長(zhǎng)規(guī)律相適應(yīng)，采用科學(xué)合理的方案手段進(jìn)行修復(fù)，在尊重楊樹人工林生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律的前提下進(jìn)行林分修復(fù)工作；其次是要因地制宜，不同地區(qū)的人工林和人工林退化的不同區(qū)域都存在較大的差異，不能盲目使用統(tǒng)一的方案，要結(jié)合人工林退化的特點(diǎn)制定相應(yīng)的修復(fù)方案[7]，確保修復(fù)方案能夠真正解決當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)的人工林退化問(wèn)題，避免由于修復(fù)方案與退化情況不相符造成人工林的進(jìn)一步破壞；同時(shí)要突出重點(diǎn)，針對(duì)林分退化程度不同選擇不同的方案，對(duì)于情況嚴(yán)重的區(qū)域要重點(diǎn)修復(fù)，避免出現(xiàn)退化加劇的情況，維持人工林的基本林分形態(tài)。另外要注意創(chuàng)新性原則，從多方面入手對(duì)退化的人工林進(jìn)行修復(fù)，綜合使用各種新技術(shù)手段修復(fù)人工林，逐漸恢復(fù)人工林的防護(hù)功能。

3.2 林分修復(fù)的主要措施

3.2.1 在林下栽種新樹造林

在某些退化的人工林區(qū)內(nèi)，許多林木枯死，林木分布較少，在林分結(jié)構(gòu)中存在一定的天窗區(qū)域，對(duì)于這種類型的退化，可以采用栽種新樹的方式進(jìn)行修復(fù)。可以在這些區(qū)域間隔栽種鄉(xiāng)土樹種，比如常用的油松和樟子松等品種，利用這些樹木建造新的林區(qū)，修復(fù)整個(gè)人工林的林分結(jié)構(gòu)。在栽種新樹之前需要先對(duì)土地進(jìn)行整理，建造方形穴坑，邊長(zhǎng)為40cm，穴坑深度為30cm[8]。栽種時(shí)需要確定合適的培植密度，一般情況下每公頃的栽種數(shù)量要保持在500株到1 600株，具體數(shù)量根據(jù)人工林的退化情況和周邊環(huán)境確定。如果使用的是針葉樹品種，樹苗高度要大于25cm，闊葉樹品種的樹苗年齡要不低于3 a，而且樹苗的地徑尺寸要大于0.5m。栽種過(guò)程中要將樹苗的包裝脫掉，并緊貼樹坑的南壁進(jìn)行栽種，坑底鋪墊一定量的底肥，栽種完畢后填實(shí)樹坑并及時(shí)踏實(shí)，避免出現(xiàn)樹苗傾斜的情況。最后要制造一定的背陰環(huán)境，并及時(shí)澆水，填實(shí)后的樹坑表面也要鋪灑一定量的隔土肥，為新栽林木的生長(zhǎng)發(fā)育提供充足的肥料，從而提高樹苗的成活率。

3.2.2 伐樁嫁接法修復(fù)林分

伐樁嫁接法是指將現(xiàn)有的樹木砍伐后進(jìn)行嫁接，通過(guò)引入新樹苗的方法修復(fù)人工林。這種方法可以在林木分布相對(duì)均勻的區(qū)域使用，而且要求楊樹活力較強(qiáng)、密度適中。一般選擇在冬季或者春季采伐林木，采伐后要留下6cm左右的樹樁用于嫁接。伐樁嫁接使用的接穗必須滿足一定的條件，要求葉芽飽滿，枝條木質(zhì)化，而且不能有外部損傷或者病蟲害。常用的接穗品種是金黑楊，枝條一般選擇1a的生枝，成活率更高。在每年的清明節(jié)前后進(jìn)行嫁接作業(yè)，將接穗插接到采伐后樹樁砧木上，插入位置要位于采伐斷面的木質(zhì)部和皮層之間，而且必須緊實(shí)接觸[9]。為了保證嫁接效果，一般需要進(jìn)行封土保濕處理。同時(shí)要做好后期的除草、除萌以及病蟲害防治處理。伐樁嫁接法修復(fù)處理也要考慮修復(fù)嫁接的密度，這種方法的密度低于栽種法，每公頃一般嫁接400株左右。

3.2.3 豐富生物多樣性，保護(hù)人工林系統(tǒng)

楊樹人工林的修復(fù)和生長(zhǎng)不是獨(dú)立的，與周邊的環(huán)境密切相關(guān)，以上措施能夠?qū)顦淙斯ち直旧磉M(jìn)行修復(fù)，而通過(guò)豐富林地生物的多樣性，構(gòu)建良好的生態(tài)環(huán)境才能長(zhǎng)遠(yuǎn)的對(duì)人工林進(jìn)行修復(fù)保護(hù)。其中最關(guān)鍵的就是采用調(diào)控連載輪作的方式栽種不同種類的林木，按照林地中林木的分布特點(diǎn)合理設(shè)置春林和混交林的位置，從而豐富楊樹人工林地內(nèi)的物種類別。在人工林地?fù)嵊?，連載作業(yè)會(huì)導(dǎo)致地力下降，不利于植被的生長(zhǎng)發(fā)育。因此在撫育楊樹營(yíng)林時(shí)，應(yīng)根據(jù)林木栽種開發(fā)的特點(diǎn)，設(shè)定合理的輪作周期，輪流安排楊樹和其他類別植物的栽種撫育，避免出現(xiàn)同種林木多帶連作的情況。這樣的輪作方式也有利于改善楊樹人工林中土壤活性，提升土壤酶活性，豐富土壤中微生物的數(shù)量和種類，從而降低楊樹生長(zhǎng)過(guò)程中在根際部位累積的酚酸類物質(zhì)的含量。比如在林地?fù)嵊袑⒋袒焙蜅顦溥M(jìn)行混交栽種，能夠轉(zhuǎn)化土壤養(yǎng)分，提升林地肥力，豐富土壤中的生物種類。

除了以上三種措施之外，還可以對(duì)退化林進(jìn)行補(bǔ)造修復(fù)，這種措施適用于出現(xiàn)生長(zhǎng)衰退問(wèn)題的人工林林分，補(bǔ)造修復(fù)的方法與林下栽種新樹造林相似，但是栽種密度要更低，每hm2保持在300株左右即可。

3.3 林分修復(fù)的輔助措施

人工林退化與環(huán)境有密切的聯(lián)系，受到多種因素的影響，因此對(duì)于人工林的修復(fù)也要從多方面入手，除了基礎(chǔ)的新樹栽種措施之外，還要注意環(huán)境的改造處理。首先要做好人工林區(qū)域的水土保持，盡量采用穴狀整地，減少對(duì)林區(qū)內(nèi)植被的破壞，坑穴的挖掘也要有一定的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，達(dá)到合適的積水容積，用于存儲(chǔ)降水，提高人工林的水土保持能力，從而為林木生長(zhǎng)創(chuàng)造良好的環(huán)境，維持林木的健康狀態(tài)。其次是改良土壤，采取科學(xué)細(xì)致的措施整理林地，通過(guò)翻地整地等措施將雜草翻耕到林地土壤中，結(jié)合地下的微生物作用，提高土壤肥力[10]，為林木的生長(zhǎng)發(fā)育提供肥料，供應(yīng)林木的健康發(fā)育。另外要集中對(duì)已經(jīng)枯死、病死的林木進(jìn)行處理，尤其是病死的林木最好采用焚燒的方法進(jìn)行處理，一方面能夠?qū)⒘帜局械牟∠x消滅，避免對(duì)其他健康林木造成影響，另一方面能夠?qū)⑵渥優(yōu)榉柿希┙o其他林木吸收。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析可知，楊樹人工林的退化與環(huán)境變化、人工管理等諸多因素有關(guān)，現(xiàn)在也逐漸出現(xiàn)不同類型的退化現(xiàn)象，導(dǎo)致人工林的防護(hù)功能不斷降低，嚴(yán)重影響到周邊的生態(tài)環(huán)境。要想有效修復(fù)人工林退化需要從新栽樹木、環(huán)境改造等多方面入手，緩解人工林退化問(wèn)題，并逐漸修復(fù)人工林林分。未來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于環(huán)境質(zhì)量的要求也會(huì)不斷提高，楊樹人工林將會(huì)發(fā)揮更加重要的作用，人工林的退化修復(fù)也會(huì)遇到更多更復(fù)雜的問(wèn)題，這就需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)于楊樹人工林退化修復(fù)的研究，制定更加合理的林分修復(fù)方案，進(jìn)一步提升楊樹人工林的品質(zhì)，更好的發(fā)揮楊樹人工林的作用，創(chuàng)造更加舒適的生存環(huán)境。