紅松種群擴散林營建技術研究

葉林 李巍巍 于添

摘要： ?通過向次生林引入紅松種群擴散林，對目標林分形成持續(xù)的紅松種源供給，建立紅松種群及闊葉紅松林生態(tài)系統(tǒng)恢復的高效、低碳有效途徑和長效機制。次生林紅松天然更新受林分平均胸徑和林分密度的顯著影響，松鼠搬運松塔的活動主要集中在半徑120～160 m范圍。實現(xiàn)紅松種群700株/hm2的恢復目標，需要紅松種群擴散林的密度是74株/hm2，紅松種群擴散林的面積約為目標林分面積的18.5％。

關鍵詞： ?紅松； ?天然更新； ?種群擴散林

中圖分類號： ? S 718. 54 ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： ? A ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：１００1 － 9499（２０23）02 － 0006 － 04

Research of Construction Technology of the Forest

of Korean pine Population Diffusion

YE Lin1 Liweiwei1 Yutian2（1. ?Yichun Branch of Heilongjiang Academy of Forestry， ?Heilongjiang Yichun 153000; ?2. ?Yichun Vocational College， ?Heilongjiang Yichun 153000）

Abstract By introducing the forest of Korean pine population diffusion into secondary forest，a continuous germplasm source supply of Korean pine was formed for the Target Tree Stand. To establish an efficient， low-carbon and long-term mechanism for the restoration of Korean pine population and broadleaved Korean pine forest ecosystem.The natural regeneration of Korean pine in secondary forest was significantly affected by forest stand average DBH and forest stand density. Squirrels carry pine towers within a radius of 120 m to 160 m. To achieve the recovery target of 700 plants/hm2 of Korean pine ?population. The density of the forest that requires the forest of the Korean pine population diffusion is 74 plants/hm2. The area of the forest of Korean pine population ?diffusion is about 18.5% of the target forest stand.

Key words Korean pine; natural regeneration; the forest of population diffusion

次生林中紅松種群數(shù)量極度缺乏，是制約闊葉紅松林生態(tài)系統(tǒng)恢復的瓶頸[ 1 ]。我國老一輩林學家和林業(yè)工作者在研究及實踐的基礎上提出了“栽針保闊”的經(jīng)營思想[ 2 - 3 ]，在東北林區(qū)得到普及，廣泛進行次生林下紅松更新造林作業(yè)。但該技術在應用實踐過程中由于現(xiàn)實林分的現(xiàn)狀和所采用經(jīng)營措施不同，所取得的效果差距顯著、良莠不齊。目前，栽針保闊在植苗造林完成幼林撫育后的經(jīng)營管理還處于研究試驗中[ 4 - 6 ]，栽針保闊經(jīng)營途徑具有其自身特定的工藝系統(tǒng)，要求在實施過程中嚴格遵循操作要求，同時也應根據(jù)實際情況加以修正和補充[ 7 ]。而多年造林累積需要透光撫育林分面積的底數(shù)及相應的工作量是巨大的，現(xiàn)實生產(chǎn)完全滿足是不現(xiàn)實的。黑龍江省林業(yè)科學院伊春分院對缺乏后續(xù)透光撫育措施的紅松次生林內(nèi)更新造林地進行調(diào)查，造林13年后的保存率僅有8%～26.8%[ 8 ]，形成社會資源的巨大浪費。

本文利用紅松天然更新必須依賴紅松種子“擴散者”的分散貯藏行為才能完成散播的特點[ 9 - 12 ]，對次生林引入紅松種源擴散林，集中有限的人力資源經(jīng)營種源擴散林，加速生長、提早結實，為次生林提供持續(xù)的天然下種種源供給，模仿自然等待紅松天然更新與次生林生長演替過程形成有效契合。避開傳統(tǒng)的紅松人工更新造林成本高、培育周期長、保存率低的弊端，探索紅松種群恢復及闊葉紅松林生態(tài)系統(tǒng)恢復的高效、低碳有效途徑和長效機制。

1 研究區(qū)概況

伊春市位于黑龍江省東北部，地處127°37′～

130°46′E， 46°28′～ 49°26′N。屬北溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫-1～1 ℃，最冷為1月份，氣溫-20～-25 ℃；最熱為7月份，氣溫20～21 ℃；極端最高氣溫35 ℃；全年≥10 ℃活動積溫1 800～ ? 2 400 ℃。無霜期90～120天。年平均日照數(shù)2 355～

2 400 h，年降雨量550～670 mm，多集中在夏季。干濕指數(shù)1.13～0.92，屬濕潤地區(qū)。伊春地貌特征為“八山半水半草一分田”，整個地勢西北高、東南低，南部地勢較陡，中部較緩，北部較平坦，海拔高度平均600 m。境內(nèi)千米以上高峰77座，最高山為平頂山，海拔1 423 m。伊春林區(qū)經(jīng)營總面積382.4萬hm2，有林地面積318.7萬hm2，森林覆被率83.4%，山地土壤以暗棕壤為主。

2 研究方法

2. 1 紅松種群擴散規(guī)律研究

將天然次生林中已結實的小面積紅松人工林為擴散種源，以擴散種源為中心向坡上、坡下及左右兩側延伸設立調(diào)查樣帶，樣帶延至距擴散種源500～1 000 m，樣帶寬20 m。在樣帶內(nèi)每隔50 m或林型變化建立一個20 m×20 m的樣地。樣地調(diào)查內(nèi)容：種源距離、林型、坡向、坡位、針葉樹數(shù)量、灌叢類型、灌叢平均高度、蓋度、林分密度、平均胸徑、松塔塔核數(shù)量、紅松天然更新幼苗數(shù)量、紅松幼苗的苗高和年齡等。以樣地紅松天然更新幼苗數(shù)為因變量，樣地松塔塔核數(shù)量、種源距離、林分密度、林分平均胸徑等樣地調(diào)查因子為自變量，用統(tǒng)計軟件spss18進行多元線性回歸分析。

2. 2 種群擴散數(shù)量估算

調(diào)查統(tǒng)計紅松人工林結實母樹數(shù)量和天然更新幼苗數(shù)，估算種群擴散林對母樹的數(shù)量要求。

2. 3 種群擴散范圍調(diào)查

采用定點投放有標記的松塔（松塔的兩端噴油漆），結合紅外相機監(jiān)測尋找被松鼠移走并丟棄的塔核，觀測松鼠搬運松榙的方向和范圍，以確定紅松種群擴散及播種的距離和范圍。

3 結果與分析

3. 1 紅松天然更新回歸模型分析

以F檢驗概率危險率≤0.05為入選標準、危險率≥0.1為剔除標準，進行多元線性逐步回歸，建立紅松天然更新回歸模型，入選的因變量只有林分密度和平均胸徑。

回歸模型方差分析顯示（表1）：F=112.52，顯著性概率Sig.=0.000<0.05，證明次生林內(nèi)紅松天然更新幼苗數(shù)量與林分密度和平均胸徑相關極顯著。

由表2可知，數(shù)量化模型的計算結果顯示，次生林內(nèi)紅松天然更新幼苗數(shù)量與林分密度和平均胸徑均呈正相關。在有紅松種源的情況下，次生林林分密度和平均胸徑是制約林內(nèi)紅松天然更新的主要因子。紅松更新幼苗數(shù)回歸方程：

M=-251.414+0.158N+7.63D（1）

式中，M為樣地天然更新幼苗數(shù)；N為林分密度；D為林分平均胸徑。

紅松的天然更新完全依賴以松鼠為主的紅松種子“擴散者（捕食者）”的分散貯食習性。松鼠喜歡在林分密度和郁閉較大的林內(nèi)活動，在胸徑較大的針葉樹上筑巢，并主要在其巢樹周圍的林地貯藏食物。林分密度、郁閉度較大的林分，其林下的灌木和草本較稀疏，便于松鼠在地面活動，觀察四周環(huán)境并及時發(fā)現(xiàn)天敵；大樹的樹冠龐大，可以給松鼠提供較大的活動和逃逸空間。另一方面，較大的林分密度和郁閉度，抑制林分灌木和草本的旺盛發(fā)育，同樣也為紅松天然更新幼苗的存活提供了必要條件，成為次生林內(nèi)紅松更新幼苗能夠存活下來的關鍵因子。

3. 2 紅松種群擴散林數(shù)量指標

由表3統(tǒng)計顯示，紅松人工林樣地調(diào)查結實紅松母樹數(shù)量平均為12.7株，相對產(chǎn)生的紅松天然更新幼苗118.7株。以恢復闊葉紅松林生態(tài)系統(tǒng)紅松種群700株/hm2的數(shù)量指標[ 1 ]為目標，換算紅松種群擴散林需要的母樹數(shù)量為74株/hm2。如按造林5 m×5 m株行距計算，種群擴散林面積約占目標次生林面積的18.5%。

3. 3 松鼠擴散松籽范圍研究

紅外相機觀測及松鼠丟棄的塔核分布顯示，松鼠在比較陡的山坡（坡度>15°）傾向于沿等高線水平及向坡下方向搬運松塔，水平移動的范圍平均120 m，向坡下的移動范圍平均160 m。松塔投放觀測，以松塔源點向左右各120 m和下方160 m，面積240 m×160 m的范圍內(nèi)，找到投放后被松鼠搬運丟棄78.5%的松塔塔核。

4 討 論

4. 1 紅松種群擴散目標林分選擇

次生林林分因子中，林分密度和平均胸徑控制林分的總體郁閉度，從而決定林冠下太陽輻射的強度，形成對灌木層、草本層蓋度和疏密程度的控制和影響，成為影響紅松天然更新的限制因子；林分平均胸徑，在生物學上的意義代表的是次生林的演替成熟度，平均胸徑越大，次生林的生長演替成熟度越高，所形成樹冠層的透光率越適合紅松幼苗生存的生境條件，并可能在未來紅松幼樹達到演替層需要更多的光照條件時枯死并形成林隙，形成紅松更新苗木的生長與次生林演替過程相契合?？梢杂昧址置芏群推骄貜街笜藖磉x擇次生林，以確保紅松種群擴散的效果。

以次生林天然更新紅松幼苗數(shù)700株/hm2為期望值，換算樣地更新幼苗數(shù)M=400（m2）×700（株/hm2）/10 000（m2）=28（株），代入公式（1）計算為目標林分的林分胸徑所對應最低的林分密度：

N=（28+251.414-7.63D）/0.158（2）

式中，N為林分密度；D為林分平均胸徑。

以式（2）計算紅松種群擴散目標林分應滿足的林分密度要求（表4）。

表4的對應數(shù)據(jù)表明，在有紅松母樹的條件下，平均胸徑12 cm的次生林當林分密度達到1 189株/hm2以上時，林內(nèi)的環(huán)境因子才能達到適合紅松種群擴散的需求。

4. 2 紅松種群擴散林營建模式

（1）目標林分選擇及規(guī)劃

紅松種群擴散的目標林分應符合表4對林分密度的要求。種群擴散林的面積為目標林分面積的18.5%（74株/hm2），一般為0.2～1.0 hm2，種群擴散林單元之間距離160～240 m?？山Y合紅松堅果經(jīng)濟林的建立營建種群擴散林，目標次生林旁的疏林地和廢棄的木耳栽培地是較好的種群擴散林造林地塊，在目標林分中應選擇灌木植被生長密集的大林隙下斑塊狀造林。

（2）清林、整地、植苗

應采用帶狀清林（割2 m留3 m），清除帶內(nèi)灌木、小喬木和雜草，保留針葉樹種、珍貴闊葉樹種（三大硬闊、山槐、紫椴等）的幼樹、經(jīng)濟樹種（五味子、刺五加、刺嫩芽、山葡萄、獼猴桃、刺玫果、藍靛果忍冬等）。割灌茬高≤10 cm，割除物順帶落地堆放于保留帶邊緣。整地株行距5 m×5 m，植苗點應避開云冷杉等針葉樹的樹冠下方。造林苗木應采用經(jīng)過選優(yōu)的紅松本砧嫁接苗，可選用J4-2、J5-2或苗齡更長的嫁接苗。

（3）幼林撫育

幼林撫育年限應為5年，第1年鎬撫1次、刀撫1次；第2～4年每年刀撫2次；第5年刀撫1次。造林8年后應進行透光撫育，調(diào)整種群擴散林上方林冠郁閉度0.3～0.5，撫育間隔期8年。

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