摘要:? 通過對朝陽地區(qū)林地踏察和后期調查發(fā)現(xiàn),更新好的地塊全部出現(xiàn)在郁閉度低的林分,喬木更新又以人為干擾過的地塊最為明顯,喬木樹種幼樹數(shù)量超出其他兩種類型3倍,地徑和樹高生長指標也最優(yōu),因此采取人工促進更新和封育相結合的方式可以取得最優(yōu)的更新效果。具體方式是:選擇坡度≤25°的疏林地;采取人工或機械的方式;沿等高線深翻30 cm,使地表形成小面積平整或淺溝,為減少對植被的破壞,溝間距應適當加大,然后進行封育。關鍵詞:? 朝陽地區(qū);? 植被更新;? 人工促進;? 封育結合
中圖分類號:? ?S 718. 54 + 2, S 753. 5? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼:? ?A? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號:1001 - 9499(2020)01 - 0055 - 03
植被天然更新有利于改善現(xiàn)有林地林齡結構不合理、植物種類單一等不良狀況,對植被恢復意義重大。植被恢復又是陸地生態(tài)系統(tǒng)恢復中的關鍵,植被破壞往往引起土壤的侵蝕和生境退化,生境退化又阻礙了植被的恢復,甚至引發(fā)生態(tài)系統(tǒng)結構紊亂、功能失調、生物多樣性喪失等一系列問題[ 1 ]。一定的人為干預會對植被更新的數(shù)量、物種組成、結構產生積極的影響,因而值得關注和探索。
朝陽地處遼寧西部,氣候條件相對惡劣,植物種類少、人工純林居多(以油松和側柏為主)、天然林極少、植被自然更新較差,對受到破壞和已經退化的植物生態(tài)系統(tǒng),易引起土壤侵蝕和植物生存小環(huán)境的退化,從而形成惡性循環(huán),對形成健康穩(wěn)定的植物群落極為不利。本文選擇不同立地環(huán)境條件下天然更新狀況相對較好的樣地,調查植被更新狀況,互為參照進行比較分析,以期得到有利于植被更新的方式方法,為遼西地區(qū)植被恢復和形成健康穩(wěn)定的植物群落提供參考。
1 調查地概況
調查區(qū)設在遼寧省旱地農林研究所,該地區(qū)少雨干旱,為華北植物區(qū)與內蒙古溫帶草原區(qū)的過渡地帶,屬溫帶半干旱大陸性季風氣候。年平均氣溫6~10 ℃,累年平均氣溫8 ℃;最冷月平均氣溫-10.6 ℃,最高月平均氣溫24.4 ℃,極端最高氣溫40.0 ℃,極端最低氣溫-27.9 ℃;≥0的積溫3 801.3 ℃,≥5 ℃的積溫3 669.8 ℃,>10 ℃的積溫3 383.1 ℃;無霜期164天左右;年平均降水量487 mm;年平均相對溫度58%;年日照時數(shù)2 916.4 h。干旱多風、溫差大、雨量少為其主要特征,降雨分布不均,多集中在7~8月,土壤為淋溶褐土,pH值7.5~8.0[ 2 ]。
2 調查方法
2. 1 樣地選擇與設置
遼寧省旱地農林研究所的620.3 hm2林地均為營造于1980年代的水土保持林,為了體現(xiàn)不同經營類型對植被更新產生的效果,以經營類型和樹木更新狀況為樣地選擇主要條件(樹木更新最優(yōu)為依據(jù))。經過全面踏察后,共選擇樣地類型3個,每個類型布設2塊30 m×30 m的樣地,共設置6個編號為:R1、R2;S1、S2;F1、F2的樣地(表1),以期通過樣地間比較分析,得到最后結論。其中,R1、R2因2010年風電施工需要,對林木進行帶狀或塊狀皆伐后,施工作業(yè)時采用機械方式對土壤進行擾動后形成的地塊,起源為人工實生油松純林;S1、S2為2009年進行過撫育的林分,主要采伐被壓木,并修枝,大大降低了林內郁閉度,改善了林內光照條件,起源為人工實生油松純林;F1、F2為2010年進行封育的稀疏林地,起源為人工萌生,經過封育,在一定程度上減少了過度放牧產生的不良影響。
表1 自然更新樣地設置
2. 2 調查方法及時間
于2019年8月份在每個樣地內采用5點取樣法(即先確定對角線的中點作為中心樣方,再在對角線上選擇4個與中心點距離相等的點作為另外4個樣方),設置5個5 m×5 m的樣方(6塊樣地共設30個樣方)對幼樹進行調查。先用卷尺量好距離,在樣方的4個角插上木樁,并用繩子連起來,然后分別記錄樣方內喬木的種名、數(shù)量、高度、地徑、冠幅,在每個樣方中心各設置1個1 m ×1 m的小樣方(30個樣方共計設置30個小樣方)仍用木樁和繩子分割,用以草本和灌木種名、高度、數(shù)量、蓋度的調查。
2. 3 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析
喬木樹種的重要值計算:
IV=(RD+RF+RC1.3)/3
灌木、草本的重要值計算:
IV=(RD+RF+RC)/3
式中,IV為重要值;RD為相對多度;RF為相對頻度;RC1.3為相對顯著度;RC為相對蓋度[ 3 ]。
使用Excel軟件的統(tǒng)計功能對調查數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,主要對物種數(shù)量、多度、蓋度、頻度和重要值進行統(tǒng)計分析比較。
3 各樣地調查結果
3. 1 不同類型樣地喬木更新情況及分析
由于調查區(qū)母樹種類少,導致樣地內或周邊喬木樹種只有油松和白榆兩種(表2),3個不同類型間,喬木更新在數(shù)量和幼樹地徑2個指標上存在較明顯差異。R1、R2喬木的更新效果最為明顯,無論是幼樹更新的數(shù)量、生長情況均顯著優(yōu)與其他2塊樣地。其原因可能是自然落種后的種子落入礫石縫隙,種子在萌發(fā)和幼苗期得到了很好的保護,且礫石起到一定的遮光保濕作用,使得幼樹得以大量保存并在先期形成生長優(yōu)勢;再則由于人為施工使原地形局部發(fā)生變化,形成小面積平坦或低洼地型,形成類似水平整地的形制,因而有利雨水的收集與儲存,并且土壤質地相對疏松利于根系生長,使幼樹更新良好;后期由于幼樹得到了良好的光照和水份條件,使其在后續(xù)生長過程中比其他樣地幼樹更為粗壯,保存率也最高。
表2 樣地喬木樹種更新情況
3. 2 不同類型樣地灌木更新情況及分析
通過調查(表3~5)可知,F(xiàn)1、F2樣地灌木種類和生長狀況都優(yōu)于其他2塊樣地,物種數(shù)量高于其他樣地1~1.5倍,原因可能是封育初期林地郁閉度比其他樣地低,灌木樹種類多,且有一定數(shù)量,而封育后人為干擾減少,使得灌木樹種得以快速恢復。而其他2種類型樣地原有郁閉度大,不利喜光灌木生長,只是在后期光照條件改善后才得以慢慢恢復,因而不及F1、F2樣地灌木更新好。所有灌木中胡枝子和荊條在3個樣地中的相對頻度值之和分別為1、1、0.88,在樣地恒有種占有絕對優(yōu)勢,這可能與其自身習性和抗逆能力有關。
表3 R1、R2樣地灌木樹種更新情況
表4S1、S2樣地灌木樹種更新情況
表5 F1、F2樣地灌木樹種更新情況
3. 3 不同類型樣地草本植物更新情況及分析
通過調查(表6~8)發(fā)現(xiàn),F(xiàn)1、F2樣地草本植物更新情況及草本種類明顯好于其他2塊樣地,物種數(shù)量高于其他樣地1.5倍,其原因是郁閉度小,地表原有植物未受到破壞及影響,因此草本植物生長狀況良好。其中狗尾草和披堿草在3個樣地的相對頻度之和分別為0.75、0.7、0.49,是樣地的恒有種,主要原因是其自身抗逆性強。
表6 R1、R2樣地草本植物更新情況
表7 S1、S2樣地草本植物更新情況
表8 F1、F2樣地草本植物更新情況
4 分析與結論
4. 1 光照強度是植物更新生長的重要因子,因而所有樣地均選設在郁閉度≤0.4的地塊。通過比較可以發(fā)現(xiàn),如果按物種多樣性的角度分析,F(xiàn)1、F2樣地優(yōu)于其他2塊樣地,但由于灌木和草本植物根系分布淺 , 禾本科植物20~30 cm , 豆科植物雖然入土較深( 可達 2~2.5 m) , 但根弱 , 根粗一般只有幾毫米,不能抵抗強大徑流的沖刷 , 也不能防止較深的淺溝侵蝕和切溝侵蝕 , 更不能制止崩塌和滑坡的發(fā)生 , 而林木則可彌補這一不足 。林木主根粗壯 、 根幅大 、根系分布較深( 深達數(shù)米,有的可下扎至母巖層中 ) , 能較好地防止較深的淺溝侵蝕和切溝侵蝕 , 并可在一定程度上制止崩塌和滑坡的產生。這一點是草本植物所不及的 , 特別是樹木郁閉成林 、枯枝落葉層形成以后 , 其水土保持效益非常顯著 ,從長期效益看 , 草本不及木本植物[ 4 ]。因此選擇以木本植物為評測標準,則R1、R2樣地幼樹無論在更新數(shù)量和質量上均為最優(yōu)。
4. 2 試驗結果表明,采取人工促進更新和封育相結合的方式可以取得最優(yōu)的更新效果,并達到水土保持和形成健康穩(wěn)定的森林生態(tài)系統(tǒng)的目的,具體方式是選擇坡度≤25°的疏林地;采取人工或機械的方式;沿等高線深翻30 cm,使地表形成小面積平整或淺溝,為減少對植被的破壞,溝間距應適當加大,然后進行封育,對取得優(yōu)良的更新效果最為有利。
參考文獻
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第1作者簡介:? 王玉峰(1980-),? 男,? 林業(yè)工程師,? 主要從事森林經營研究。
收稿日期: 2019 - 11 - 20
(責任編輯:? ?張亞楠)