退化柞蠶場人工促進柞樹-紅松混交林修復關(guān)鍵技術(shù)研究

張慧東，尤文忠，毛沂新，顏廷武，魏文俊，王睿照，趙剛

(遼寧省林業(yè)科學研究院，遼寧 沈陽 110032)

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退化柞蠶場人工促進柞樹-紅松混交林修復關(guān)鍵技術(shù)研究

張慧東，尤文忠，毛沂新，顏廷武，魏文俊，王睿照，趙剛

(遼寧省林業(yè)科學研究院，遼寧 沈陽 110032)

近年來退化柞蠶場栽植紅松成為遼東山區(qū)一種被林農(nóng)廣泛接受的生態(tài)恢復模式；但是，目前對這種恢復模式的適用范圍、具體技術(shù)和實施效果還不甚了解。通過對遼東山區(qū)典型退化柞蠶場營建的柞樹-紅松混交林林分生長規(guī)律、紅松結(jié)實規(guī)律的調(diào)查分析，初步揭示了該區(qū)域退化柞蠶場營建柞樹-紅松混交林的生長情況，確定了退化柞蠶場生態(tài)恢復柞樹-紅松混交林的最適造林密度。研究結(jié)果可為遼東山區(qū)退化柞蠶場生態(tài)恢復提供科學參考。

退化柞蠶場；混交林；柞樹；紅松；生態(tài)恢復

遼寧有800多年的放蠶歷史[1]，目前全省蠶場面積達52.44萬hm2，分布在全省的11個市的2 560個村，柞蠶業(yè)已成為部分山區(qū)農(nóng)民經(jīng)濟收入的主要來源。由于受短期經(jīng)濟利益驅(qū)使，長期以來，重放養(yǎng)輕管護、過度放蠶、對蠶場柞樹進行短周期頻繁刈割、酷采濫樵等行為，使蠶場樹木出現(xiàn)生長衰退，更新能力下降，致使蠶場柞樹矮化、稀疏，蠶場逐步退化進而形成沙化[2-4]。有關(guān)統(tǒng)計資料表明，山區(qū)蠶場沙化面積已占矮柞林植被面積的30%左右，退化蠶場的增加直接導致了土壤侵蝕面積的不斷擴大，輕度侵蝕面積擴大與退化蠶場面積增加呈正相關(guān)，并有繼續(xù)蔓延的趨勢。退化蠶場使地表植物稀疏，固土能力差，尤其是沙化蠶場，雨季沙石易伴水而下，使水土流失狀況進一步惡化。為應(yīng)對柞蠶場的退化和沙化，行政管理部門和蠶農(nóng)等在退化、沙化的蠶場開展了封山育林、水土保持工程治理、補植綠色植物等物理和生物治理措施，并取得了一定的治理效果[5-9]。但是，單純的退化蠶場治理有其適用的局限性，其不能有效地解決蠶農(nóng)經(jīng)濟收入增加與生態(tài)環(huán)境恢復的矛盾，使其在退化蠶場的治理過程中不能得到蠶農(nóng)廣泛的支持。

近年來，在退化蠶場栽植紅松已成為一種被蠶農(nóng)廣泛接受的退化蠶場生態(tài)治理新模式[10]，其具有以下幾方面的優(yōu)勢。首先，紅松作為遼東地區(qū)原生頂級群落的關(guān)鍵種，其材質(zhì)優(yōu)良，具有良好的抗壓力、耐朽力，是很好的用材樹種；另外，紅松結(jié)實豐富、種粒大，種仁含豐富的種油(達70.49%)、蛋白質(zhì)(17.18%)，還含有人體必需的維生素A、E以及脂肪酸、油酸、亞油酸和亞麻酸和皮諾斂酸等，經(jīng)濟價值極高，是遼東地區(qū)樹種改良和林分改造的首選樹種。其次，該模式允許蠶農(nóng)在初期繼續(xù)放蠶，保證蠶農(nóng)收入不降低，紅松進入結(jié)實期后可以通過采收紅松果實增加蠶農(nóng)經(jīng)濟收入，從而實現(xiàn)退化柞蠶場生態(tài)恢復過程中蠶農(nóng)短期、長期經(jīng)濟收益的兼顧，有效提高蠶農(nóng)退蠶還林積極性。再次，柞樹-紅松混交林的營建，可以促進退化蠶場樹木的生長，減少水土流失，減少病蟲害，最終將退化柞蠶場改良成為群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、生態(tài)功能良好、經(jīng)濟效益明顯的針闊混交林。但是，目前對這種生態(tài)恢復模式的適用范圍、關(guān)鍵技術(shù)和實施效果還不甚了解，本研究通過對遼東山區(qū)典型退化柞蠶場柞樹-紅松混交林生長規(guī)律、紅松結(jié)實規(guī)律等的調(diào)查分析，為遼東山區(qū)退化柞蠶場營建柞樹-紅松混交林提供科學指導。

1 研究區(qū)概況

本研究主要針對郁閉度0.4以上，灌草總蓋度大于60%，枯落物層厚大于2 cm，樹勢出現(xiàn)明顯衰退，在現(xiàn)有條件下不能實現(xiàn)正向演替的退化柞蠶場，或經(jīng)過封育措施林分狀況恢復到上述指標的林分營建柞樹-紅松混交林。于2012年，對遼寧省東部山區(qū)的寬甸、鳳城和西豐等地的退化柞蠶場和已栽植紅松的退化柞蠶場進行調(diào)查，樣地基本情況見表1。

表1 柞樹-紅松混交林樣地概況

2 研究方法

在紅松已進入結(jié)實期的柞樹-紅松混交林(紅松造林密度：2 m×2 m、2 m×3 m、3 m×3 m和4 m×5 m)分別設(shè)置3塊20 m×30 m的調(diào)查樣地，對樣地內(nèi)的紅松和柞樹進行每木檢尺，測量內(nèi)容包括胸徑、樹高、連年生長量、結(jié)實量、種子粒數(shù)等指標。

3 結(jié)果分析

3.1 嫁接紅松胸徑、樹高生長相關(guān)性研究

對退化柞蠶場營建的柞樹-紅松混交林紅松生長規(guī)律進行的調(diào)查結(jié)果顯示，退化柞樹-紅松混交林內(nèi)嫁接紅松的胸徑和樹高有著較好的相關(guān)性。紅松栽植10年后，林分內(nèi)的紅松平均胸徑為3.45 cm，但是受林內(nèi)柞樹遮陰、養(yǎng)分空間等條件的影響，柞樹-紅松混交林紅松的胸徑差異較大，最小胸徑僅為2 cm，最大的胸徑為4 cm；紅松冠層的高度差異不顯著，平均高為3.45 m，其最矮為3.20 m，最高為3.60 m。紅松的胸徑和樹高有著良好的正相關(guān)，相關(guān)關(guān)系為y=1.736 9X0.516 8(R2=0.766 8)，結(jié)果見圖1?？梢姡谕嘶跣Q場生態(tài)恢復過程中栽培的紅松在生長初期受到退化蠶場內(nèi)柞樹的影響，其高生長優(yōu)于徑生長，主要表現(xiàn)為紅松個體間胸徑變化較大，而高生長則差異較小。

3.2 柞樹-紅松混交林紅松樹高生長規(guī)律

圖2顯示了退化柞蠶場生態(tài)恢復柞樹-紅松混交林林分生長規(guī)律。由圖可以看出，在退化柞蠶場內(nèi)栽植紅松后，紅松的平均高生長在第5年出現(xiàn)顯著的增加，從第6年開始，紅松的連年高生長和連年累積高生長均明顯增加，并隨林齡增長其連年累積高生長呈現(xiàn)出指數(shù)增加趨勢(y=5e0.335x，R2=0.685)。在對栽培5年后的紅松進行嫁接后，嫁接紅松的各項生長指標仍保持高速生長，其樹高、胸徑和材積分別是嫁接前的173%、193.8%和386.8%?？梢?，退化柞蠶場生態(tài)恢復柞樹-紅松混交林的初期效果極為明顯。

3.3 柞樹-紅松混交林紅松結(jié)實規(guī)律

采用紅松嫁接苗可使紅松完全克服對立地條件要求高的固有生物學特征，促進紅松生長、提高紅松生長量，并促進紅松提前結(jié)實10 a以上。退化柞蠶場生態(tài)恢復柞樹-紅松混交林營建目的之一就是充分利用紅松嫁接苗的生長特性，促進退化柞蠶林內(nèi)紅松快速地進入結(jié)實期，增加退化柞蠶場生態(tài)恢復過程中林農(nóng)的經(jīng)濟收入。

鳳城市不同密度柞樹-紅松混交林紅松結(jié)實規(guī)律調(diào)查結(jié)果顯示，林分密度對退化柞蠶場生態(tài)恢復柞樹-紅松混交林的紅松結(jié)實株率、單株結(jié)實量、單球果質(zhì)量和球果種粒數(shù)有顯著的影響。從圖3可以看出，不同林分密度與紅松結(jié)實數(shù)量和質(zhì)量總體均表現(xiàn)為負相關(guān)關(guān)系，其中林分密度與結(jié)實株數(shù)和單株結(jié)實量呈冪函數(shù)關(guān)系，與單球果質(zhì)量、球果種子數(shù)呈二次函數(shù)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)R2均在0.9以上。

從圖3可以看出，紅松結(jié)實株率和平均單株結(jié)實量隨混交林中紅松密度降低而增加，在500株hm-2時達到最大；而紅松單球果質(zhì)量和球果種子粒數(shù)均表現(xiàn)為林分密度為每公頃1 000株左右時最低，在500株hm-2時達到最大。因此，綜合林分密度對紅松結(jié)實影響的分析，在紅松進入果實采收期后保持退化柞蠶場生態(tài)恢復柞樹-紅松混交林紅松密度在500株hm-2左右時，紅松結(jié)實株率、平均單株結(jié)實量、單球果質(zhì)量和球果種子粒數(shù)等指標均最高。結(jié)合多年的生產(chǎn)實踐表明，鑒于嫁接紅松苗市場價格較高，營建嫁接紅松為主的柞樹-紅松混交林初始投入、后期撫育和管理成本較高，因此為實現(xiàn)較高的經(jīng)濟產(chǎn)出比，建議在以收獲紅松果實為目的進行退化柞蠶場柞樹-紅松混交林生態(tài)恢復過程中，嫁接紅松初植密度應(yīng)以600～750株hm-2為宜。

4 結(jié)論與討論

在退化柞蠶場中補植紅松，應(yīng)特別注意加強后期的撫育管理。一是紅松在幼齡林階段生長緩慢，易受到生長較快的櫟類和其他闊葉樹種所遮擋壓制，因此在林分郁閉后，要及時進行透光撫育，伐除影響目的樹種生長的藤本植物、灌木和非目的樹種，以及目的樹種中部分生長不良的林木，促進目的樹種的生長；二是通常蠶場的退化最顯著的特點就是表層土壤的沙化，因此保育土壤也是退化柞蠶場生態(tài)恢復的重要內(nèi)容，根據(jù)多年的實踐，建議對混交林草本的撫育時間在立秋后進行，草本植物有利于地表腐殖質(zhì)的形成和保持水土；三是在撫育的同時對群落的結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，對叢生柞樹進行定株撫育，調(diào)整林分紅松與柞樹混交比保持在4∶6～6∶4之間，將退化柞蠶場培育為具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)、較高生產(chǎn)力和較強生態(tài)功能的針闊混交林。該技術(shù)的實施不僅可在維護生態(tài)安全、提供生態(tài)服務(wù)等方面產(chǎn)生巨大的生態(tài)效益，同時可以增加林農(nóng)的經(jīng)濟收入，解決長期以來存在退蠶還林與林農(nóng)經(jīng)濟收益的突出矛盾，實現(xiàn)生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益的協(xié)調(diào)發(fā)展。

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Technology for Ecological Restoration of Mixed Forest ofQuercusmongolica-PinuskoraiensisPlanted in Degraded Tussah

Zhang Huidong, You Wenzhong, Mao Yixin, Yan Tingwu, Wei Wenjun, Wang Ruizhao, Zhao Gang

(Liaoning Academy of Forestry，Shenyang 110032,China)

In recent years, plantingPinuskoraiensisin degraded tussah becomes one kind of ecological recovery mode in degraded tussah which were widely accepted by farmers in mountainous area in Eastern Liaoning Province. However, at present the scope of application of this recovery mode, the specific techniques and its effects are still poorly understood. The growth and fruition of mixed forest ofQuercusmongolica-Pinuskoraiensisplanted in degraded tussah in mountainous area in Eastern Liaoning Province was investigated. It is initially revealed the growth of mixed forest ofQuercusmongolica-Pinuskoraiensisplanted in degraded tussah in this region, and determined the optimum density for ecological restoration in the mixed forest ofQuercusmongolica-Pinuskoraiensisin degraded tussah. Result can be provided scientific

for ecological restoration in degradation tussah in mountainous area in Eastern Liaoning province.

degraded tussah; mixed forest;Quercusmongolica;Pinuskoraiensis;ecological restoration

1005-5215(2016)11-0008-03

2016-09-18

遼寧省農(nóng)業(yè)領(lǐng)域青年科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)計劃(2014015)；國家科技支撐計劃項目(2012BAD22B04)

張慧東(1981-)，男，內(nèi)蒙古呼和浩特人，博士，高級工程師，主要從事森林生態(tài)研究，Email: zhanghuidong00@163.com

S725.2

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2016.11.003