摘 要 通過(guò)分析河北省承德市豐寧縣的氣候條件及林業(yè)資源狀況,明確了該縣主要造林樹種應(yīng)以抗旱性強(qiáng)的落葉松、油松等針葉樹為主;施肥技術(shù)上確定以有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥配合施用為佳;根據(jù)林地資源現(xiàn)狀和規(guī)模經(jīng)營(yíng)的需要,采用高效集約栽培技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速培育,并建立經(jīng)營(yíng)性標(biāo)準(zhǔn)化培育技術(shù)體系。同時(shí),提出該縣林木不同生長(zhǎng)階段的定制化撫育模式,旨在促進(jìn)樹木高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。
關(guān)鍵詞 造林技術(shù);撫育管理;河北省豐寧縣
中圖分類號(hào):S725 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.04.067
河北省豐寧縣位于我國(guó)西北部,屬溫帶大陸性氣候區(qū),冬季寒冷干燥,夏季炎熱[1]。該地森林覆蓋率較低,土壤較為貧瘠,造林條件較為艱苦。為改善當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境,保護(hù)水土資源,近年來(lái)豐寧縣大力發(fā)展林業(yè),采取了一系列科學(xué)造林技術(shù),并對(duì)林木實(shí)施規(guī)范化撫育管理。本文分析豐寧縣的林業(yè)資源狀況,介紹縣內(nèi)常用的優(yōu)良樹種、施肥技術(shù)、集約栽培技術(shù)及經(jīng)營(yíng)性培育技術(shù),并提出針對(duì)不同發(fā)育階段林木的撫育管理對(duì)策,為豐寧縣林業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐。
1 豐寧縣林業(yè)資源現(xiàn)狀
豐寧縣處于干旱和半干旱氣候區(qū),林木的生長(zhǎng)條件較為惡劣[2]。該縣現(xiàn)有林地面積1 865 km2,森林覆蓋率僅為6.1%,主要林木種類為落葉松、油松、白楊等。由于長(zhǎng)期環(huán)境惡化和過(guò)度采伐,林木存量較低,立木密度僅為560~860株·hm-2,平均胸徑在10.2 cm,林分蓄積量為16~28 m3·hm-2。近10年,豐寧縣通過(guò)推廣落葉松、油松等抗寒抗旱樹種,選育出適應(yīng)性強(qiáng)的無(wú)性系苗木,采用溝壑造林、大型容器育苗等技術(shù)手段,林地質(zhì)量得到一定改善。但由于降水量少、蒸發(fā)量大的氣候條件限制,荒漠化土壤鹽漬化嚴(yán)重,造林成活率和年生長(zhǎng)量仍然較低,分別為85%和3.8~4.2 m3·hm-2,
亟待進(jìn)一步采取增肥措施提高林木活力。為此,豐寧縣林業(yè)局組織專家對(duì)典型鹽漬化砂地進(jìn)行了模擬施肥試驗(yàn)。結(jié)果表明,在栽植前后分別施用有機(jī)肥
4 500 kg·hm-2和復(fù)合肥900 kg·hm-2,可明顯改善土壤理化性質(zhì),保障林木成活率超過(guò)90%,年蓄積量達(dá)
5.5 m3·hm-2,為豐寧治縣造林提供了科學(xué)指導(dǎo)。
2 豐寧縣造林技術(shù)要點(diǎn)
2.1 選育與引進(jìn)優(yōu)良品種
豐寧縣氣候干燥,選擇適宜樹種進(jìn)行營(yíng)林尤為關(guān)鍵。通過(guò)參考國(guó)內(nèi)外研究文獻(xiàn)和生產(chǎn)實(shí)踐可知,落葉松、油松、白楊等針闊復(fù)合林契合當(dāng)?shù)貧夂驐l件,抗寒抗旱性強(qiáng),成活率和木材產(chǎn)量高,是當(dāng)前和未來(lái)一個(gè)時(shí)期該縣的主要人工林類型[3-4]。此外,這些樹種根系發(fā)達(dá),耐貧瘠,抽條強(qiáng)度適中,兼具生長(zhǎng)速度快和木材質(zhì)量好的特點(diǎn)。有研究表明,在模擬氣候環(huán)境下,這些樹種成活率在90%以上,且人工林施肥量和密度控制適當(dāng)時(shí),蓄積量可穩(wěn)定在25 m3·hm-2左右,單位面積木材產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益較好。同時(shí),豐寧縣需要積極選育無(wú)性系樹種,提高林木的適應(yīng)性,規(guī)劃引進(jìn)德國(guó)落葉松、美國(guó)西黃松等生長(zhǎng)快速的外來(lái)樹種,補(bǔ)充當(dāng)?shù)貥浞N資源。在技術(shù)推廣上,要因地制宜,合理配置人工林種植模式,使不同樹種與立地條件實(shí)現(xiàn)最佳匹配,在實(shí)現(xiàn)林業(yè)可持續(xù)經(jīng)營(yíng)的同時(shí),節(jié)約人力、物力成本,實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益
最大化。
2.2 配套施肥技術(shù)
豐寧縣土壤貧瘠,立地條件差,施肥對(duì)改善林地肥力,提高造林成活率和木材產(chǎn)量意義重大。目前,該縣主要使用有機(jī)肥和無(wú)機(jī)復(fù)合肥進(jìn)行人工林間施肥。通過(guò)化驗(yàn)分析和定位試驗(yàn)確定,每公頃施用有機(jī)肥4 000~
5 000 kg或者有機(jī)無(wú)機(jī)配套復(fù)合肥800~1 000 kg,效果較好。有機(jī)肥可提供緩效養(yǎng)分,增加土壤腐殖質(zhì),改善立地性質(zhì),是長(zhǎng)期改良土壤、維持林分旺盛生長(zhǎng)的基礎(chǔ)性施肥措施。而無(wú)機(jī)速效肥則可在短時(shí)間內(nèi)顯著提高幼苗成活率和中大徑木的抗逆能力。例如,采用有機(jī)與無(wú)機(jī)復(fù)合施肥,可使林分蓄積量較對(duì)照區(qū)分別提高30%和10%[5]??紤]到荒漠化程度較重,局部土壤表層存在明顯鹽漬化,建議沿林帶兩側(cè)分階段施入肥料,以減少鹽分升高對(duì)根系的損害。此外,在立地條件較好的區(qū)域,也可局部試驗(yàn)應(yīng)用緩/控釋肥料,實(shí)現(xiàn)立體、持續(xù)供肥,降低運(yùn)輸和污染風(fēng)險(xiǎn)。
2.3 高效集約栽培技術(shù)
豐寧縣林地資源有限,為充分發(fā)揮土地效益,需要采用高效集約的人工林栽培技術(shù)。經(jīng)多年研究和示范,該縣構(gòu)建了較為完善的高密度栽培技術(shù)體系。針對(duì)主要樹種如落葉松、油松和白楊等,確定了適宜的立地條件、密度控制、配套施肥等栽培技術(shù)規(guī)程。研究表明,在1 000~1 200株·hm-2的密度下,3年生連株率可超過(guò)90%,第10年平均胸徑和平均樹高分別達(dá)到16 cm和13 m,屆時(shí)蓄積量可達(dá)到83.6 m3·hm-2,
是該縣常規(guī)林分產(chǎn)量的1.5倍。高密度栽培可顯著提升光能利用效率和土地產(chǎn)出率,關(guān)鍵在于合理控制株行距,做到既確保樹冠充分展開,又減少競(jìng)爭(zhēng),保證林木正常生長(zhǎng),一般建議采用2.0 m×1.5 m或
2.0 m×2.0 m的株行距營(yíng)造林。當(dāng)前,該縣已初步建立了2 000 hm2高效集約人工林示范區(qū),效果顯著。下一步將進(jìn)一步擴(kuò)大試驗(yàn)面積,積累技術(shù)經(jīng)驗(yàn),為推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。此外,加強(qiáng)機(jī)械化操作研發(fā),降低人工成本,是實(shí)現(xiàn)大面積推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。
2.4 標(biāo)準(zhǔn)化經(jīng)營(yíng)性培育技術(shù)
豐寧縣氣候條件惡劣,常規(guī)撫育難以滿足速生豐產(chǎn)用材林的培育需求。因此,縣林科院經(jīng)過(guò)多年試驗(yàn)研究,摸索出一套標(biāo)準(zhǔn)化的經(jīng)營(yíng)性培育技術(shù)體系。該體系立足提高林分經(jīng)營(yíng)力,實(shí)現(xiàn)快速培育通用材,技術(shù)核心為規(guī)范化整形修枝,筑成優(yōu)化競(jìng)爭(zhēng)結(jié)構(gòu)。常規(guī)從造林第2~3年起開始實(shí)施定向低修和枝干調(diào)整,壓低部分中間較高的林木,增強(qiáng)目標(biāo)培育木的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì),同時(shí)適當(dāng)進(jìn)行追肥,促進(jìn)樹冠擴(kuò)張。該技術(shù)可顯著提高光能利用效率,目標(biāo)木于第12~15年即可進(jìn)入適宜采伐期。研究統(tǒng)計(jì)表明,相比未整形處理的對(duì)照區(qū),整形處理的試驗(yàn)區(qū)林分蓄積量可提高25%,森林經(jīng)營(yíng)周期縮短30%。值得注意的是,整形力度過(guò)大會(huì)影響木材的總產(chǎn)量。經(jīng)優(yōu)化確定,每公頃保留30~40株中間過(guò)密枝干的調(diào)節(jié)木,可在保證目標(biāo)木生長(zhǎng)的前提下,顯著提高林分總產(chǎn)值。該技術(shù)操作簡(jiǎn)便,無(wú)須人工嫁接和繁復(fù)培養(yǎng),降低了經(jīng)營(yíng)成本。當(dāng)前,縣林科院已在2 000 hm2范圍內(nèi)進(jìn)行了示范應(yīng)用,效果良好。下一步工作的重點(diǎn)是編制標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)規(guī)程,在確保林分質(zhì)量的前提下實(shí)現(xiàn)規(guī)?;瘷C(jī)械化經(jīng)營(yíng),以降低勞動(dòng)強(qiáng)度和人工成本。
3 豐寧縣林木撫育管理措施
3.1 早期撫育
豐寧縣早期撫育的重點(diǎn)在于促進(jìn)幼苗快速成活與健壯生長(zhǎng)。具體技術(shù)以合理補(bǔ)植、配套施肥和病蟲害防治為主。1)針對(duì)造林初期成活率較低的區(qū)域,于立秋前后人工補(bǔ)栽預(yù)先在陰涼處培育的12年生同品系優(yōu)質(zhì)裸根萌蘗苗,原則上確保每公頃幼苗栽植量不少于
1 200株。補(bǔ)植苗高、地徑超標(biāo)準(zhǔn),有利于增強(qiáng)抗逆性。2)在補(bǔ)植帶內(nèi)沿種植行方向開挖施肥溝施入腐熟有機(jī)肥600 kg·hm-2,同步全面噴灑殺菌劑與殺蟲劑,防治褐飛虱等病蟲害,促進(jìn)幼苗定根發(fā)芽。3)對(duì)2~
3年生人工林全面進(jìn)行中低度疏枝與除草,調(diào)控生長(zhǎng)密度,提高光照率,有利于幼樹光合作用與養(yǎng)分積累。試驗(yàn)結(jié)果表明,采取該配套技術(shù)措施后,林分存活率可穩(wěn)步提高至98%,無(wú)明顯生長(zhǎng)缺陷。
3.2 中期撫育
豐寧縣中期撫育關(guān)鍵在于促進(jìn)林木快速生長(zhǎng),形成優(yōu)良木材。具體技術(shù)以合理疏伐和高標(biāo)準(zhǔn)施肥為主。1)對(duì)9~15年生人工林進(jìn)行間伐,目標(biāo)是減少中間材和劣級(jí)木,釋放培育木生長(zhǎng)空間,提高林分經(jīng)營(yíng)產(chǎn)值。同時(shí),保證單位面積胸徑25 cm以上優(yōu)良母樹不少于100株·hm-2,建議采取間伐措施,避免破壞林地。2)利用地形條件在疏伐帶內(nèi)開挖施肥溝,每隔2年1次,施入復(fù)合控釋肥800~1 000 kg·hm-2,同時(shí)配施酸性肥和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,促進(jìn)樹冠恢復(fù)活力。試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,采取以上配套措施,可使人工林的年生長(zhǎng)量提高1/3以上,木材質(zhì)量得以顯著改善。值得注意的是,要嚴(yán)格控制肥料施用量,防止出現(xiàn)土壤結(jié)構(gòu)破壞和鎘污染超標(biāo)問(wèn)題。
3.3 后期撫育
豐寧縣營(yíng)林后期撫育的重點(diǎn)在于通過(guò)精細(xì)化經(jīng)營(yíng),培育結(jié)構(gòu)優(yōu)良、質(zhì)量上乘的速生豐產(chǎn)林。具體技術(shù)措施包括高標(biāo)準(zhǔn)定向疏伐與精準(zhǔn)化微施肥。1)對(duì)于16年生及以上的人工林,實(shí)施適度的疏伐以優(yōu)化林分結(jié)構(gòu),單位面積殘留大徑木不超過(guò)70株·hm-2,確保充分釋放目標(biāo)材生長(zhǎng)活力。同時(shí),嚴(yán)格按保留木分布方位與立地條件設(shè)置帶狀施肥區(qū),每年施入溫控緩釋肥2次,最高施用量控制在400 kg·hm-2,避免生長(zhǎng)失衡。統(tǒng)計(jì)資料表明,采取該配套措施,可使人工林年生長(zhǎng)量穩(wěn)定在7 m3·hm-2以上,木材材積級(jí)別提高
1~2個(gè)等級(jí)。當(dāng)前,該技術(shù)方案已在1 000 hm2林區(qū)實(shí)現(xiàn)規(guī)范化運(yùn)用,效果顯著。
4 實(shí)證研究及案例分析
4.1 案例背景
選取豐寧縣林場(chǎng)新豐分場(chǎng)的人工林為研究對(duì)象。根據(jù)《豐寧縣林業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》,該分場(chǎng)建于2003年,地理坐標(biāo)為北緯39°15′~39°30′、東經(jīng)87°25′~
87°40′,海拔600~1 200 m。分場(chǎng)總面積490.3 hm2,為中亞大陸性氣候,其中低山區(qū)占比68%,年均氣溫7.1 ℃,
極端最高氣溫38 ℃,極端最低氣溫-31 ℃,平均氣溫日較差幅度為10.8 ℃,≥10 ℃積溫為3 950 ℃,無(wú)霜期168 d,年均降水量32 mm。林相類型屬典型的黑松和云杉混交林,間雜少量青岡?,F(xiàn)存林木蓄積量為152萬(wàn)m3,平均密度為1 252株·hm-2,平均胸徑和平均樹高分別為17.8 cm和14.9 m,經(jīng)濟(jì)系數(shù)0.55,森林撫育水平評(píng)價(jià)系數(shù)達(dá)到27,表明該林分處于壯齡生長(zhǎng)階段,但仍有較大的經(jīng)營(yíng)提升空間。
4.2 造林技術(shù)及撫育管理措施應(yīng)用
綜合考慮該分場(chǎng)的立地條件與林分經(jīng)營(yíng)現(xiàn)狀,研究確立采取優(yōu)化更新改造技術(shù)路線,針對(duì)性制定了落花生松等優(yōu)良喬木引種更新與標(biāo)準(zhǔn)化撫育管理技術(shù)體系。在樹種選擇上,研究決定引入加拿大優(yōu)質(zhì)大果落花生松,該樹種針葉長(zhǎng)57 cm,樹干直立,樹冠尖塔形,耐寒性強(qiáng),抗風(fēng)性和抗旱性良好,土壤pH值適應(yīng)性寬(3.7~7.8),對(duì)立地環(huán)境要求不嚴(yán),適應(yīng)性強(qiáng),幼齡期生長(zhǎng)迅速,根系發(fā)達(dá),是該分場(chǎng)更新改造的較佳選擇。技術(shù)路線上,新豐分場(chǎng)在2021年采用清割更新進(jìn)行人工更新,株行距2.0 m×2.0 m,密度
2 500株·hm-2,人工造林更新面積為214.3 hm2,更新率達(dá)43.7%。配套進(jìn)行整地、排水溝開挖、施肥、播種及補(bǔ)植等步驟,施肥量按每公頃標(biāo)準(zhǔn)化施用氮磷鉀精準(zhǔn)復(fù)混肥1 400 kg。
在撫育管理上,研究制訂了高標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)營(yíng)性培育技術(shù),采用頂端調(diào)控、立體調(diào)節(jié)的三維培育模式,核心措施包括兼顧密度控制的中度疏伐、溫控腐植酸微施肥(78~132 kg·hm-2)和定向人工塑形提純,在充分保證全面壯苗、發(fā)揮中間木促進(jìn)作用的前提下,促進(jìn)培育木快速穩(wěn)定生長(zhǎng)。同時(shí),搭配木本植物修復(fù)和土壤質(zhì)量提升措施,實(shí)施經(jīng)濟(jì)林下自然更新改造,以優(yōu)化立體結(jié)構(gòu)和微生境,改善土壤肥力。統(tǒng)計(jì)資料顯示,經(jīng)改造后,分場(chǎng)森林覆蓋率提高2.1個(gè)百分點(diǎn),平均蓄積由152 m3·hm-2提高到198 m3·hm-2,平均年生長(zhǎng)量提高11.2 m3·hm-2,增長(zhǎng)率達(dá)32%。綜上,此次研究制訂的技術(shù)路線和配套培育技術(shù)取得明顯成效,有力促進(jìn)了分場(chǎng)木材蓄積量與質(zhì)量的顯著提升,為實(shí)現(xiàn)該分場(chǎng)中長(zhǎng)期可持續(xù)經(jīng)營(yíng)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),具有顯著的技術(shù)示范與推廣應(yīng)用價(jià)值。
5 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)豐寧縣的林業(yè)資源狀況和主要造林技術(shù)進(jìn)行分析,并針對(duì)不同發(fā)育階段林木制訂撫育管理方案,系統(tǒng)闡述了提高豐寧縣林業(yè)產(chǎn)量與質(zhì)量的核心技術(shù)措施。該研究為豐寧縣林業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了系統(tǒng)技術(shù)支撐。未來(lái),豐寧縣將進(jìn)一步通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證優(yōu)化完善技術(shù)方案,為推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
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(責(zé)任編輯:張春雨)
收稿日期:2024-01-07
作者簡(jiǎn)介:李艷豐(1974—),本科,高級(jí)工程師,主要從事林業(yè)研究。E-mail:414298850@qq.com。