平原地區(qū)楊樹農(nóng)田防護林生態(tài)功能評價

葛玉祥，畢廣有(.內(nèi)蒙古紅花爾基樟子松林國家級自然保護區(qū)管理局，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 000；.黑龍江省森林與環(huán)境科學研究院,黑龍江 齊齊哈爾 6005)

截至目前，黑龍江省三北防護林體系工程建設(shè)范圍已由1978年建設(shè)初期的21個縣(市、區(qū))擴展到12個市70個縣(市、區(qū))1 056個鄉(xiāng)(鎮(zhèn))。區(qū)域總面積3 283萬hm2，占全省土地總面積的72.1%。截至2010年，經(jīng)過30多年的發(fā)展，三北工程累計造林面積已達243.4萬hm2，形成農(nóng)田防護林網(wǎng)格38萬個。其中：人工造林218.4萬hm2，封山育林25.0萬hm2。農(nóng)田牧場防護林46.4萬hm2，水土保持林63.9萬hm2，防風固沙林56.5萬hm2，護路林12.2萬hm2，水源涵養(yǎng)林27.0萬hm2，護岸林7.2萬hm2，其他防護林5.2萬hm2。農(nóng)田防護林中楊樹占 70%～80%[1]，成、過熟林和低效林面積達占34%[2]。五期工程建設(shè)規(guī)劃修復(fù)退化林分 9.06 萬 hm2[3]。

為了更好地了解農(nóng)田防護林的生態(tài)功能，我們對現(xiàn)有楊樹防護林帶的疏透度進行了研究，以期科學地評價現(xiàn)有農(nóng)田防護林。

1 研究方法

防護林帶疏透度采用照相法。用數(shù)碼相機拍照林帶林緣的垂直面，然后在計算機上用Photoshop軟件，查取林帶樹木所占像素和樹高范圍內(nèi)照片總像素，用樹高范圍內(nèi)照片總像素(S)減去樹木所占像素得到的林帶垂直面上透光孔隙投影面積(s)，采用如下公式計算出疏透度β：

β=s/S×100%[4]

疏透度一般用≤1的小數(shù)表示。

胸徑采用圍尺實測，樹高：照相時在樹根處立1 m高的標尺，然后在照片上按比例測定。

2 結(jié)果分析

在龍江、甘南、克山、拜泉縣以及綏化市北林區(qū)等地調(diào)查的楊樹林帶，共有楊樹品種小黑楊、銀中楊、中綏、中黑防、青山楊和小青黑楊，因青山楊沒有成型的林帶，所以沒有列入表1中。

通過國內(nèi)外多年的研究，一般把疏透度在0.15～0.35的枝葉分布均勻的林帶定義為疏透結(jié)構(gòu)林帶。

從表1中可以看出，達到疏透結(jié)構(gòu)的林帶有8條，通風結(jié)構(gòu)的林帶6條，介于疏透結(jié)構(gòu)和通風結(jié)構(gòu)之間的林帶3條。曹新孫在《農(nóng)田防護林學》記載：東北西部內(nèi)蒙古東部農(nóng)田防護林科研會戰(zhàn)專題組(1981)曾提出在沙土地區(qū)，最適結(jié)構(gòu)是具有疏透度為0.25～0.30，(透風系數(shù)約為0.5～0.6)的窄林帶，防護效果最好，在東北西部地區(qū)，5～7行的疏透結(jié)構(gòu)或通風結(jié)構(gòu)林帶可以達到這一指標，過寬(十幾行以上)、過窄(1～2行)，都會產(chǎn)生不良影響[1]。達到最適結(jié)構(gòu)(疏透度為0.25～0.30)的林帶只有2條。

所有的楊樹林帶均造林密度過大，有的原始造林密度只有1 m×1 m，致使林帶自然整枝過重，林帶內(nèi)被壓木和枯死木較多，林相不整齊，有的林帶保存率僅達到40%。

從林帶高度總體上看，小黑楊在綏化市防護林區(qū)域內(nèi)的生長高度明顯好于齊齊哈爾市的防護林，有2條24年生的林帶高度接近或超過20.0 m，而齊齊哈爾市區(qū)域內(nèi)小黑楊林帶最高的只達到13.9 m，興十四鎮(zhèn)興農(nóng)村1981年營造的36年生的小黑楊林帶高度只達到12.17 m。從幾個楊樹品種的林帶高度看小黑楊、銀中楊有一定優(yōu)勢，中綏楊只有特別適合其生長的條件才能達到令人滿意的高度。

表1 楊樹純林林帶調(diào)查表

無論何種類型的林帶，在林帶背風面至15 H，其平均風速均比曠野降低40%～50%，在20 H處風速降低約20%；我國東北西部形成的大面積防護林網(wǎng)，風速平均降低20%～27%，遼寧省固沙造林研究所研究了林帶體系與防風效果之間的關(guān)系，認為林帶防風效果的大小與一個地區(qū)林帶的多少以及是否已形成了防護林體系有很大關(guān)系[5]。黑龍江省的防護林網(wǎng)格多為500 m×500 m，也有一部分為375 m×500 m，即主害風方向林帶間距為375 m，副林帶間距為500 m。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)有些地方擴大網(wǎng)格大小和林帶間距，特別是主害風方向林帶的間距，如在克山雙河鄉(xiāng)聯(lián)心村原已拉林帶的間距長到700 m，還有1個網(wǎng)格原林帶間距800 m，現(xiàn)中間伐除1條林帶變成林帶間距1 600 m，至今未補造。像這樣的實例在平原地區(qū)其他各縣還有一些，這種情況將是極其危險的。個別地方已出現(xiàn)了風災(zāi)危害，如在克山調(diào)查時發(fā)現(xiàn)已有風剝地的情況發(fā)生。沒有造成大面積風災(zāi)危害，是因為已經(jīng)形成了防護林體系。一旦網(wǎng)格擴大和林帶間距加大，造成穩(wěn)定的防護林生態(tài)系統(tǒng)破壞，其后果將非常嚴重，損失也會非常巨大。

黑龍江省的農(nóng)田防護林網(wǎng)格大小的設(shè)計，是根據(jù)科研工作者多年的科研成果得來的，是經(jīng)過無數(shù)的實踐證明的。向開馥等研究確定：一般風害區(qū)林帶間距350～400 m，風沙嚴重危害地區(qū)，以300～350 m為宜[6]。因此在黑龍江省平原地區(qū)不建議隨意擴大防護林網(wǎng)格和林帶間距。

3 結(jié)論

通過對平原防護林調(diào)查分析研究表明：現(xiàn)有楊樹農(nóng)田防護林林帶僅有一半能維持疏透結(jié)構(gòu)，發(fā)揮較好的生態(tài)效益，但絕大部分楊樹林帶均造林密度過大，有的原始造林密度只有1 m×1 m，致使林帶自然整枝過重，林帶內(nèi)被壓木和枯死木較多，林相不整齊，有的林帶保存率僅達到40%。絕大部分林帶高度都沒有達到設(shè)計要求(20 m)，因此，在今后的退化防護林修復(fù)與更新中如何配置，從而提高林帶高度將是一個關(guān)鍵的技術(shù)問題。楊樹林帶樹種以小黑楊為最多，但由于品種不純，林相表現(xiàn)不一，均處于退化狀態(tài)，應(yīng)盡快增加其他樹種和混交林帶面積。很多地方隨意擴大網(wǎng)格，致使防護林體系不完整，亟待進行修復(fù)和更新。

參考文獻：

[1] 趙麗,王曉鋒，邢笛. 黑龍江省三北四期工程建設(shè)中的主要問題及措施[J].防護林科技,2008(4):86-87

[2] 郭承亮,高振寰，董龍福,等.黑龍江省農(nóng)田防護林更新改造試點工作情況初報[J].防護林科技,2008(4):96-97

[3] 龍江省人民政府網(wǎng)站.黑龍江省三北防護林構(gòu)筑起北方綠色生態(tài)屏障[OL].2014,03,11

[4] 曹新孫.農(nóng)田防護林學[M].北京:中國林業(yè)出版社,1983

[5] 吳德東.區(qū)域防護林構(gòu)建和更新改造技術(shù)[M].沈陽:遼寧科學技術(shù)出版社,2012

[6] 向開馥,趙雨森,鞠瑞彬,等.農(nóng)田防護林優(yōu)化及現(xiàn)有防護林更新改造的研究[Z].中國農(nóng)業(yè)年鑒,1998