東北地區(qū)防護(hù)林衰退機(jī)制及生態(tài)修復(fù)模式探討

崔琳，張玉柱，王力剛，畢廣有

(黑龍江省森林與環(huán)境科學(xué)研究院，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

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東北地區(qū)防護(hù)林衰退機(jī)制及生態(tài)修復(fù)模式探討

崔琳，張玉柱，王力剛，畢廣有

(黑龍江省森林與環(huán)境科學(xué)研究院，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

文章闡述了東北地區(qū)防護(hù)林衰退的主要特征，歸納了違背適地適樹(shù)原則、樹(shù)種單一，林木進(jìn)入過(guò)熟期，環(huán)境污染等導(dǎo)致防護(hù)林衰退的主要原因?；诖?，立足東北地區(qū)自然環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，提出因地制宜合理改善東北地區(qū)防護(hù)林衰退的3種修復(fù)模式。

防護(hù)林；衰退機(jī)制；生態(tài)修復(fù)模式

防護(hù)林體系作為具有目標(biāo)防護(hù)或直接防護(hù)功能的森林生態(tài)系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)生態(tài)資源恢復(fù)和重建的生態(tài)工程，在控制水土流失、治理風(fēng)沙危害、維持生態(tài)平衡等方面發(fā)揮著巨大的作用[1,2]。20世紀(jì)50代初我國(guó)就開(kāi)展了東北西部?jī)?nèi)蒙古東部防護(hù)林建設(shè)工程。作為防護(hù)林建設(shè)工程重要組成部分的東北防護(hù)林，經(jīng)過(guò)多年的持續(xù)建設(shè)，基本形成了農(nóng)林牧彼此鑲嵌，互為一體的綜合防護(hù)林體系，極大地改善了東北地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。然而近些年來(lái)受到自然因素和人類(lèi)不合理經(jīng)營(yíng)利用的影響，東北防護(hù)林已經(jīng)出現(xiàn)了林木生長(zhǎng)緩慢、地力衰退、生物多樣性下降等問(wèn)題，嚴(yán)重影響了防護(hù)林整體效益的正常發(fā)揮[3]。本文通過(guò)對(duì)東北地區(qū)防護(hù)林發(fā)展現(xiàn)狀深入分析，在前人研究基礎(chǔ)上，對(duì)目前防護(hù)林衰退的原因和規(guī)律進(jìn)行簡(jiǎn)述，針對(duì)其特征提出了防護(hù)林生態(tài)修復(fù)模式，以期為今后防護(hù)林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供參考。

1　防護(hù)林衰退特征

防護(hù)林衰退是指防護(hù)林在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中出現(xiàn)的生理機(jī)能下降、土壤和微生物環(huán)境惡化、生產(chǎn)力降低等導(dǎo)致防護(hù)效能下降的狀態(tài)[4]。

近些年來(lái)，各類(lèi)防護(hù)林在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中均顯露出衰退現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為林木生長(zhǎng)下降，枯死木、枯梢木或?yàn)l死木所占比例增大，林相殘敗，結(jié)構(gòu)失調(diào)，防護(hù)功能顯著下降，形成了大面積低產(chǎn)、低質(zhì)、低效林分。遼寧省章古臺(tái)地區(qū)營(yíng)造的樟子松防護(hù)林自1991年就出現(xiàn)了衰退枯死現(xiàn)象，衰退林分達(dá)到2.5萬(wàn)hm2，占樟子松人工林總面積的65%[5]。

2　防護(hù)林衰退原因

防護(hù)林的衰退起源于多種脅迫對(duì)林分的影響，具有復(fù)雜的無(wú)序性。有關(guān)防護(hù)林衰退原因的研究和綜述有很多，主要包括以下幾個(gè)方面：

2.1違背適地適樹(shù)原則

適地適樹(shù)即適宜物種引入適宜環(huán)境。造林工作的成敗很大程度上取決于立地條件是否能和樹(shù)種特性相互適應(yīng)[6]。防護(hù)林建設(shè)過(guò)程中在決策層面上的失誤，如樹(shù)種的錯(cuò)誤選擇、造林地選擇不當(dāng)都會(huì)引起造林失敗，形成“早衰”林分，進(jìn)而導(dǎo)致防護(hù)林的衰退。

2.2樹(shù)種單一，病蟲(chóng)害嚴(yán)重

東北地區(qū)前期營(yíng)造的防護(hù)林以楊樹(shù)純林為主，樹(shù)種單一，沒(méi)有注意喬、灌、草的充分結(jié)合。生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造成樹(shù)林生物多樣性水平極低，林分無(wú)法維持生產(chǎn)力[7]。同時(shí)，林分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)法維持多種動(dòng)植物生存和生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮正常功能，使得樹(shù)木更易受到病蟲(chóng)侵害，造成大面積損害。

2.3樹(shù)木進(jìn)入過(guò)熟期

東北防護(hù)林工程自三北工程開(kāi)始大面積開(kāi)展，已經(jīng)過(guò)三十多年，部分樹(shù)木已經(jīng)進(jìn)入過(guò)熟期，出現(xiàn)了衰老和死亡的現(xiàn)象。

2.4缺乏合理的撫育管理，人為干擾大

防護(hù)林造林后，沒(méi)有得到及時(shí)撫育管理，或者管理粗放，樹(shù)木生長(zhǎng)受到影響極易發(fā)生病蟲(chóng)害，從而使林分無(wú)法達(dá)到防護(hù)成熟狀態(tài)，形成衰退林分。此外，人類(lèi)不合理的干擾也會(huì)導(dǎo)致防護(hù)林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)遭到破壞,主要干擾形式包括采伐、放牧、土地開(kāi)墾等。東北地區(qū)有秋天整地前火燒秸稈的習(xí)俗，極易造成火災(zāi)，威脅林地安全。

2.5環(huán)境污染嚴(yán)重

隨著中國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，大氣、土壤等污染也隨之產(chǎn)生。研究表明，工業(yè)污染引起的酸雨危害會(huì)導(dǎo)致樹(shù)木光合作用下降，損害樹(shù)木根系，降低樹(shù)木養(yǎng)分和水分的吸收。東北地區(qū)冬季寒冷，取暖造成空氣污染，臭氧含量增加，由此產(chǎn)生的氧化劑直接損傷樹(shù)木葉片，導(dǎo)致樹(shù)木易遭受病蟲(chóng)害的侵襲。

2.6氣候變化影響

適宜的生態(tài)環(huán)境、穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)是影響樹(shù)木壽命的主要因素[9]。當(dāng)上述因子不適合樹(shù)木生存的時(shí)候，就會(huì)發(fā)生防護(hù)林衰退。東北地區(qū)地處中國(guó)中高緯度，是中國(guó)區(qū)域氣候變暖最顯著的地區(qū)之一。近50年?yáng)|北地區(qū)升溫明顯，水資源和光能資源呈不同程度減少趨勢(shì)，旱災(zāi)增加和地下水位下降等現(xiàn)象導(dǎo)致防護(hù)林的大面積衰退[9]。除此之外，冬季極端低溫、霜凍及惡劣自然因素都會(huì)加劇防護(hù)林衰退的風(fēng)險(xiǎn)。

3　防護(hù)林生態(tài)修復(fù)模式

綜合東北地區(qū)防護(hù)林衰退特征及原因，立足本地區(qū)自然環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，及其對(duì)防護(hù)林修復(fù)的實(shí)際需求，提出以下三種防護(hù)林修復(fù)模式。

3.1封禁保育修復(fù)模式

針對(duì)人為干擾過(guò)度導(dǎo)致防護(hù)林衰退的區(qū)域，以林木封禁保護(hù)為主要技術(shù)措施，充分發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)能力。在原有防護(hù)林區(qū)域，限制人畜進(jìn)入，禁止濫砍濫伐，利用植物的自然繁育能力，實(shí)現(xiàn)防護(hù)林恢復(fù)、生態(tài)環(huán)境改善的目的。

3.2更新優(yōu)化修復(fù)模式

針對(duì)低質(zhì)低效，防護(hù)效能比較差的防護(hù)林，進(jìn)行疏林補(bǔ)植、過(guò)熟林采伐更新、引入優(yōu)良樹(shù)種、防治病蟲(chóng)害等撫育措施，形成喬、灌、草結(jié)合的立體結(jié)構(gòu)。

3.3生態(tài)經(jīng)濟(jì)修復(fù)模式

針對(duì)正常發(fā)揮防護(hù)效能的防護(hù)林，可在林下適當(dāng)配置具有經(jīng)濟(jì)效益的糧、果、藥、菜、禽等動(dòng)植物，建立經(jīng)濟(jì)生態(tài)兼顧的高效經(jīng)營(yíng)模式。根據(jù)防護(hù)林樹(shù)種及立地條件，對(duì)防護(hù)林進(jìn)行立體開(kāi)發(fā)，提高土地利用率、產(chǎn)出率和物質(zhì)轉(zhuǎn)化效率[10]。

4　建議

東北地區(qū)作為我國(guó)重要的糧食主產(chǎn)區(qū)和生態(tài)安全保障區(qū)，科學(xué)管理該地區(qū)防護(hù)林建設(shè)工程、有效防治其衰退對(duì)穩(wěn)定中國(guó)糧食和生態(tài)安全都起到重要作用。面對(duì)衰退形勢(shì)嚴(yán)峻的東北防護(hù)林，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)防護(hù)林衰退形成過(guò)程和機(jī)制等方面的探究，針對(duì)衰退特征，本著因地制宜、分類(lèi)經(jīng)營(yíng)的原則采取不同更新修復(fù)措施。通過(guò)防護(hù)林修復(fù)技術(shù)的實(shí)施，建立一個(gè)因地制宜、防護(hù)效能穩(wěn)定的防護(hù)林生態(tài)體系。

[1] 宋立寧,朱教君,閆巧玲.防護(hù)林衰退研究進(jìn)展[J].生態(tài)學(xué)雜志,2009,28(9):1684-1690

[2] 龔維,李俊,何宇,等.發(fā)展林業(yè)碳匯推動(dòng)三北防護(hù)林體系建設(shè)[J].生態(tài)學(xué)雜志,2009,28(9):1691-1695

[3] 李秀芬,蘇蕾,張金鑫,等.晉西北防護(hù)林30年來(lái)時(shí)空變化特征及影響要素[J].生態(tài)學(xué)雜志,2013(9):2382-2389

[4] 姜鳳岐,曾德慧,于占源.從恢復(fù)生態(tài)學(xué)視角透析防護(hù)林衰退及其防治對(duì)策:以章古臺(tái)地區(qū)樟子松林為例[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2006(12):2229-2235

[5] 姜鳳岐,曾德慧,于占源.防護(hù)林衰退原因的恢復(fù)生態(tài)學(xué)辨析[A]. 2008:6

[6] 朱教君.防護(hù)林學(xué)研究現(xiàn)狀與展望[J]. 植物生態(tài)學(xué)報(bào),2013(9):872-888

[7] 王盛萍,張志強(qiáng),孫化永，等.黃土高原防護(hù)林建設(shè)的恢復(fù)生態(tài)學(xué)與生態(tài)水文學(xué)基礎(chǔ)[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào),2010(9):2475-2483

[8] 姜鵬.黃土高原地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)模式研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué),2015

[9] 張澤秀,劉利民,賈燕，等.三北地區(qū)防護(hù)林氣候生態(tài)適應(yīng)性分析[J].生態(tài)學(xué)雜志,2009(9):1696-1701

[10] 劉剛.淮河流域峒柏大別山區(qū)植被退化機(jī)制與生態(tài)修復(fù)模式[D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué),2010

1005-5215(2016)08-0105-01

2016-04-21

崔琳(1988-)，女，吉林吉林人，碩士，助理工程師，現(xiàn)從事防護(hù)林研究.

S727.2

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2016.06.001