徂徠山刺槐萌生林更新改造實(shí)驗(yàn)初報(bào)

郭廷松

(泰安市徂徠山林場(chǎng)，山東 泰安271000)

徂徠山林場(chǎng)自1956年建場(chǎng)至今，歷經(jīng)了育苗造林、定株撫育、主伐和更新改造等階段，主要造林樹種為油松、赤松、刺槐、側(cè)柏、櫟類等，森林覆蓋率達(dá)到87.8%，林木蓄積量為60.2萬m3。自上世紀(jì)80年代開始對(duì)刺槐純林進(jìn)行主伐、萌芽更新，現(xiàn)刺槐萌生一代林陸續(xù)進(jìn)入成過熟期。有研究表明，隨刺槐連作次數(shù)的增加，萌生林生長越來越差[1]。而選用刺槐單一樹種進(jìn)行造林，會(huì)導(dǎo)致林分結(jié)構(gòu)不合理，抗逆性較差，容易引起林分退化[2]。對(duì)刺槐萌生林分進(jìn)行更新改造實(shí)驗(yàn)，研究樹種選擇、整地方式、造林密度、管理措施等綜合技術(shù)，為同類型地區(qū)刺槐萌生林更新改造提供可借鑒的模式。

1 試驗(yàn)地概況

徂徠山位于泰沂山區(qū)，地理坐標(biāo)為117°16′-117°20′E，36°02′-36°07′N， 地跨泰安市岱岳區(qū)和新泰市，東西長25km，南北寬10km。主峰太平頂海拔1028m，相對(duì)高差800m。氣候?qū)倥瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫13.9℃，1月份平均氣溫-1.7℃，8月份平均氣溫28.2℃，無霜期215天，年降水量873.5mm。徂徠山土壤主要為中性棕色森林土，土層厚度介于15～60cm之間，土壤pH值在5.5～7.0之間。總經(jīng)營面積8492.1hm2，其中，有林地面積7362.7hm2，刺槐林為 1332.7hm2。

2 材料與方法

2.1 材料來源

試驗(yàn)材料來自徂徠山林場(chǎng)，采用固定標(biāo)準(zhǔn)地定期調(diào)查，標(biāo)準(zhǔn)地按不同林分類型（實(shí)生林、萌生一代林、萌生二代林、新造林等）設(shè)置，面積為0.01hm2，共設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地57個(gè)。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

根據(jù)林分自然演替規(guī)律，在森林建群階段設(shè)置人工輔助天然下種更新、萌蘗更新和植苗造林試驗(yàn)；在競(jìng)爭(zhēng)生長階段設(shè)置不同林分類型生長對(duì)比試驗(yàn)；在質(zhì)量選擇階段設(shè)置生長正常與退化林分對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)地設(shè)在光華寺和黃石崖2個(gè)林區(qū)，每種試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)。

2.2.1 刺槐萌生林更新改造實(shí)驗(yàn)

在刺槐萌生一代林采伐后進(jìn)行更新時(shí)，分別選擇白榆、苦楝作為造林試驗(yàn)樹種，同時(shí)以根蘗更新的刺槐作為對(duì)照。

（1）整地方式和規(guī)格：沿等高線整成窄水平階，階面寬1.0～1.5m，在水平階面上挖定植穴，長0.4m～0.6m，寬 0.3m～0.4m，深 0.4m～0.5m。

（2）造林時(shí)間：3月中旬，芽萌動(dòng)前。

（3）苗木標(biāo)準(zhǔn)：均為2年生裸根苗，高度2.0～2.5m，地徑2.0cm以上。

（4）造林密度和方式：株行距 2m×3m，密度1665株hm-2；人工植苗，栽植后澆透水，覆膜保墑。

（5）管護(hù)措施：刺槐采伐后整個(gè)生長季會(huì)萌發(fā)大量根蘗苗，結(jié)合松土除草，及時(shí)除去，當(dāng)年撫育6～7次，第2年撫育3～4次可基本控制根蘗苗對(duì)新造林的影響。

刺槐萌生林連續(xù)定株修枝3年，第1年保留密度3330株/hm2，第 2 年2400 株/hm2，第3 年 1800 株/hm2。

2.2.2 人工促進(jìn)天然更新實(shí)驗(yàn)

對(duì)刺槐與側(cè)柏、刺槐與油松、刺槐與栓皮櫟三種塊狀混交林進(jìn)行人為干預(yù)，夏秋季在混交林邊緣刨除刺槐二代萌蘗苗，沿林緣片狀整地，深度20cm左右，寬度5m～7m，長度10m～20m不等。秋季落種后進(jìn)行輕翻土，以利于種子被埋入土壤中。連續(xù)3年除去刺槐萌蘗，保護(hù)天然下種出土的三種試驗(yàn)樹種幼苗，對(duì)照為刺槐與麻櫟混交林，自然演替。

3 結(jié)果與分析

3.1 刺槐萌生林更新改造實(shí)驗(yàn)

對(duì)不同立地條件、不同林齡刺槐實(shí)生林、萌生一代林、二代林分別進(jìn)行萌蘗更新、改造更新和人工促進(jìn)天然更新實(shí)驗(yàn)。

3.1.1 萌生林分生長比較

考慮到對(duì)刺槐萌生林進(jìn)行大面積更換樹種改造受采伐限額、資金來源和撫育除萌難度限制，對(duì)立地指數(shù)在7、11的刺槐實(shí)生林、萌生一代林、二代林設(shè)立萌蘗更新固定標(biāo)準(zhǔn)地，定期調(diào)查監(jiān)測(cè)其生長量變化。

從表1看出，立地指數(shù)在11的萌生一代林胸徑、樹高、材積年平均生長量分別是實(shí)生林的1.25、1.00、1.22倍，萌生二代林與萌生一代林相比，胸徑、樹高、材積年平均生長量分別下降24.3%、4.7%、54.1%；立地指數(shù)在7的萌生一代林胸徑、樹高、材積年平均生長量分別是實(shí)生林的1.0、1.43、1.58倍，萌生二代林與萌生一代林相比，胸徑年平均生長量增長19%，樹高、材積年平均生長量分別下降27.2%、20.2%，說明立地指數(shù)在7的刺槐林分前14年是胸徑速生階段，這與相關(guān)研究一致（徂徠山林場(chǎng)與山東農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)系合作 《山地人工林經(jīng)營技術(shù)效益研究》1992年獲泰安市科技進(jìn)步貳等獎(jiǎng)）。

表1 刺槐不同代林分生長比較

3.1.2 不同樹種更新改造生長比較

從表2看出，對(duì)中等立地以上刺槐萌生林采伐后造林，改造費(fèi)用在17550～20850元/hm2元之間，費(fèi)用支出整地占40%、苗木占35%，管護(hù)費(fèi)用占25%。從生長指標(biāo)看，白榆樹高、胸徑分別是苦楝的1.21倍和1.39倍；是刺槐（1）的 1.98倍和1.51倍；是刺槐（2）的1.33倍和1.48倍；苦楝樹高、胸徑均大于對(duì)照組刺槐（1）和刺槐（2）。

表2 不同更新改造樹種生長比較

3.1.3 人工促進(jìn)天然更新生長比較

從表3看出，三種試驗(yàn)樹種與對(duì)照樹種的天然下種更新能力較強(qiáng)，出苗量表現(xiàn)為側(cè)柏＞栓皮櫟＞油松＞對(duì)照。側(cè)柏出苗量最大是由于成年側(cè)柏結(jié)種量大，種子生理與形態(tài)成熟度高，而栓皮櫟與麻櫟種子易遭受栗實(shí)象鼻蟲危害，降低種子發(fā)芽率，油松種子為鳥類和松鼠所喜愛，天然下種量損失較多。苗木地徑與株高生長一致，從高到低依次為栓皮櫟＞對(duì)照＞油松＞側(cè)柏，說明近自然狀態(tài)下，同為造林先鋒樹種種子自身質(zhì)量越大，貯存的營養(yǎng)物質(zhì)也就越多，根系伸長與莖尖生長獲得的能量就越多，反映到形態(tài)上則表現(xiàn)為地徑與苗木株高愈大。而栓皮櫟大于麻櫟則說明人為干預(yù)的作用明顯。

表3 3種試驗(yàn)樹種人工促進(jìn)天然更新樹種比較

3.2 刺槐正常生長林分與退化林分對(duì)比

林場(chǎng)現(xiàn)有刺槐萌生純林1332.7hm2，分為生長正常林分751.6hm2和退化林分581.1hm2，林齡在25～35年，郁閉度0.6～0.8之間。生長正常林分林相整齊，干形圓滿，在前期生長表現(xiàn)好于實(shí)生林；退化林分主要表現(xiàn)為林相參差不齊，存在大量枯木，樹體上枯枝多，樹冠冠形差，防護(hù)功能明顯下降（見表4）。從表 4看出，1、2、3 號(hào)樣地為生長正常林分，4、5號(hào)樣地為退化林分。生長正常林分與退化林分胸徑相差1.1倍以上，樹高相差1.3倍以上。每公頃株數(shù)和蓄積量也有明顯差異，均表現(xiàn)為生長正常林分優(yōu)于退化林分。

表4 刺槐萌生一代林生長現(xiàn)狀調(diào)查表

4 討論與結(jié)論

4.1 刺槐萌生林更新改造模式

在萌生林更新改造實(shí)驗(yàn)中，從參試樹種生長進(jìn)行比較，4年生白榆胸徑、樹高分別是苦楝的1.21倍和1.39倍，而且白榆的綜合利用價(jià)值和壽命均高于苦楝；而與同等立地條件下刺槐萌生二代林相比，白榆、苦楝胸徑、樹高均大于刺槐。結(jié)果說明選擇立地條件好的刺槐萌生林進(jìn)行小面積塊狀改造是可行的，且白榆相較于其他參試樹種，更具優(yōu)勢(shì)，適用于刺槐萌生林的更新改造。

在近自然經(jīng)營狀態(tài)下營造刺槐塊狀或片狀混交林，有利于構(gòu)成喬灌草復(fù)層結(jié)構(gòu)，顯著提高森林的生態(tài)功能，維持林地的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定。混交樹種可選擇櫟類、白榆、元寶槭、構(gòu)樹、苦楝、山杏、山桃等。

對(duì)于刺槐萌生退化林，林齡達(dá)到15年～20年時(shí)可采取局部更新方式，選擇土層較厚的眾多點(diǎn)狀區(qū)域，采取團(tuán)狀、簇狀方式于秋季直播適應(yīng)性較強(qiáng)的櫟類、山杏、山桃、苦楝、白榆等種子，每穴2～3粒，隨后3年內(nèi)進(jìn)行撫育管護(hù)，并逐步去除影響直播幼樹生長的刺槐，可減少自然演替年限，加速演替進(jìn)行。

4.2 刺槐萌生林退化原因分析

造成刺槐萌生林退化的原因是多方面的。①土壤貧瘠、干旱缺水。林場(chǎng)刺槐萌生林退化林分主要分布在山地陽坡，土層瘠薄，抗干旱能力差。由于年降水量分配不均，每年6月份前后氣溫高、降水少，而蒸騰蒸發(fā)量大，導(dǎo)致脅迫性落葉，樹勢(shì)逐年衰落，形成小老頭林分。②樹種結(jié)構(gòu)不合理，純林面積過大。林場(chǎng)建場(chǎng)時(shí)以植樹造林、綠化荒山為重，遵循“山前刺槐山后松”的造林指針，山前陽坡營造了大面積、集中連片刺槐純林，只在局部營造了刺槐栓皮櫟、刺槐側(cè)柏、刺槐油松等塊狀混交林分。相同立地條件下，刺槐栓皮櫟混交林林下能夠萌生栓皮櫟幼苗，并且在有光照條件下能夠自然成長，逐漸成為復(fù)層林；而刺槐與側(cè)柏、油松混交林林下因植被茂密，枯落物多，側(cè)柏、油松種子很難與土壤接觸，幼苗萌發(fā)率極低，每公頃幼樹不足100株；刺槐萌生純林內(nèi)只有少量構(gòu)樹、臭椿等，構(gòu)樹、臭椿在土層瘠薄山地只能生長為灌木或小喬木。③連作。刺槐連作后萌生林林地土壤中腐殖質(zhì)形成減少，土壤結(jié)構(gòu)簡單化，有機(jī)——無機(jī)復(fù)合度降低，土壤供、保肥水能力下降，導(dǎo)致土壤生態(tài)環(huán)境惡化，必然會(huì)對(duì)刺槐萌生林分生長產(chǎn)生影響[1]。同時(shí)萌生林開花結(jié)果期提前，生殖生長消耗大量同化物，營養(yǎng)生長受到抑制，導(dǎo)致胸徑、樹高、材積年平均生長量隨萌生代數(shù)的增加與實(shí)生林相差越來越大。

［1］莊作峰，郭衡，梁玉堂.刺槐連作對(duì)林地質(zhì)量的影響[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999,30專輯.

［2］郭全淑.涇川縣刺槐退化林分現(xiàn)狀及改造技術(shù)[J].防護(hù)林科技，2016,(6):113-114.