張玉柱，俞冬興，畢廣有，曹志偉，陳晨

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

針對(duì)黑龍江省西部水土流失、土地荒漠化、洪災(zāi)和旱災(zāi)交替發(fā)生，較多地區(qū)經(jīng)濟(jì)貧困的現(xiàn)狀，通過(guò)營(yíng)造生態(tài)功能持續(xù)穩(wěn)定的生態(tài)林以保護(hù)脆弱生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，從而達(dá)到“堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先，謀求經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益相統(tǒng)一”的營(yíng)造生態(tài)林的目的。

本地區(qū)人工生態(tài)林建設(shè)應(yīng)遵循以下基本原則：

（1）營(yíng)造多樹(shù)種、多林齡、多樣性、穩(wěn)定性強(qiáng)的復(fù)層林和混交林。

（2）為了與嫩江流域環(huán)境條件相適應(yīng)，盡可能選擇與該區(qū)域的原生植被相類(lèi)似的自然植被類(lèi)型，盡可能采用保持生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定的造林方法。

（3）人工生態(tài)林不拘泥一定的規(guī)則形狀，可以根據(jù)地形特點(diǎn)因地制宜。

（4）環(huán)境條件惡劣的造林地，一次成林困難?？上仍?種先鋒林，成林后再通過(guò)帶狀間伐等方式，一邊引進(jìn)，一邊改良，從而形成具有多樣性的人工生態(tài)林。對(duì)達(dá)到成熟期的生態(tài)林可以采用同樣的方法進(jìn)行樹(shù)種的多樣化改良。

1 試驗(yàn)區(qū)概況

根據(jù)《黑龍江省1999—2050年生態(tài)環(huán)境建設(shè)規(guī)劃》分區(qū)，結(jié)合3個(gè)類(lèi)型區(qū)域特點(diǎn)，把平原區(qū)的齊齊哈爾市甘南縣甘南林場(chǎng)、丘陵區(qū)的齊齊哈爾市克山縣北聯(lián)林場(chǎng)、風(fēng)沙區(qū)的大慶市杜爾伯特蒙古族自治縣新店林場(chǎng)選定為試驗(yàn)區(qū)。

表1 嫩江流域中下游人工生態(tài)林調(diào)查

1.1 杜爾伯特蒙古族自治縣試驗(yàn)區(qū)

試驗(yàn)區(qū)位于黑龍江省西部地區(qū)的中部，屬于溫帶季風(fēng)氣候，春季干旱多風(fēng)，夏秋炎熱多雨，年平均氣溫3.5℃，極端最高38.5℃，極端最低－33.6℃，≥10℃年均積溫2 924.4℃，年降水量為431.5 mm，蒸發(fā)量為1 828.7mm。降水主要集中在6—9月，占全年降水量的84.6%，全年平均5級(jí)以上大風(fēng)日數(shù)為59d，8級(jí)以上大風(fēng)日數(shù)20d，平均風(fēng)速4.1m·s－1，4、5、9、10月為風(fēng)沙活動(dòng)最為頻繁強(qiáng)烈的季節(jié)。土壤以沙壤土為主，pH值7.5～8.5。

1.2 甘南縣甘南林場(chǎng)

林場(chǎng)地處大興安嶺東南麓終端斷續(xù)丘陵與嫩江平原的過(guò)渡地帶，地形以平原地貌為主，海拔高度180～200m。屬溫帶季風(fēng)氣候，冬季漫長(zhǎng)寒冷，春季風(fēng)大干旱，夏季高溫多雨，秋季降溫快，多早霜。年平均氣溫2.6℃ ，最高氣溫39℃，最低氣溫－35.4℃，平均降水量455.2mm，年蒸發(fā)量1 499.8 mm，年日照時(shí)數(shù)2 791.7h，年積溫2 260～2 980℃，無(wú)霜期120～160d。土壤主要以黑土、黑鈣土為主。

1.3 克山縣北聯(lián)林場(chǎng)

林場(chǎng)地處小興安嶺南坡，丘陵起伏，漫川漫崗，施業(yè)區(qū)坡度平緩，平均坡度10°左右，平均海拔高度560m左右。屬于溫帶季風(fēng)氣候，四季變化明顯，冬季漫長(zhǎng)，寒冷干燥；夏季短促，高溫多雨；春季風(fēng)大少雨干旱；秋季降溫急驟，霜凍較早，常有凍害發(fā)生。年平均氣溫1.2℃，極端最高氣溫37.9℃，最低氣溫－42℃，無(wú)霜期120d左右。日照時(shí)數(shù)2 620～2 724h。有效積溫2 400℃。年降水量510mm左右，年平均蒸發(fā)量1 200mm，主風(fēng)向西北風(fēng)。林場(chǎng)土壤為黑土、暗棕壤、沼澤土。林場(chǎng)屬小興安嶺植物區(qū)系。天然植被有蒙古櫟、白樺、黑樺、山楊，有少量的椴樹(shù)、色木槭和春榆，垂直分布不明顯。

2 研究方法

2.1 間伐及更新試驗(yàn)方法

采用0%、30%、50%三種間伐強(qiáng)度帶狀間伐，間伐帶寬10m，保留帶寬10～20m，間伐帶東西走向。更新試驗(yàn)：更新方式分為人工更新和天然更新2種，其中，人工更新進(jìn)行了不同樹(shù)種、密度和混交模式試驗(yàn)。

設(shè)計(jì)新栽植行采用最接近東西方向的直行間伐。

2.2 間伐后光照條件變化觀測(cè)方法

通過(guò)測(cè)定間伐行中正交行的PPFD（光合光量子通量密度），評(píng)估帶狀間伐光照條件變化。具體方法為：全天空照片攝影，所攝照片采用計(jì)算機(jī)軟件處理、分析。

天空照片用安裝有魚(yú)眼鏡頭的數(shù)碼相機(jī)拍攝。攝影高度為1.3m。在間伐帶正交線上進(jìn)行攝影，每個(gè)伐區(qū)設(shè)置5條線。在一邊長(zhǎng)為50m的試驗(yàn)區(qū)中，設(shè)置南北走向5條線，其端點(diǎn)位置分別為5、15、25、35、45m；沿各條線，每間隔5m進(jìn)行拍照，每條線上共拍照11張 ，通過(guò)自動(dòng)計(jì)算，得出郁閉度及PPFD值。

2.3 更新造林試驗(yàn)方法

間伐試驗(yàn)區(qū)造林設(shè)計(jì) 在平原區(qū)、丘陵區(qū)和風(fēng)沙區(qū)分別設(shè)立50m×50m的試驗(yàn)處理區(qū)。試驗(yàn)處理分為：無(wú)間伐對(duì)照、間伐區(qū)（只進(jìn)行帶狀間伐）、間伐＋栽植（行狀栽植、密度試驗(yàn)）。

2.3.1 甘南縣甘南林場(chǎng) 間伐后栽植區(qū)：在興安落葉松間伐跡地栽植50m×50m林分6處；樹(shù)種為紅皮云杉，密度2m×2m，間伐強(qiáng)度：對(duì)照、30%、50%。

2.3.2 克山縣北聯(lián)林場(chǎng) 間伐后栽植區(qū)：在樟子松間伐跡地栽植50m×50m林分4處和50m×25m林分2處；樹(shù)種為：紅皮云杉、黃波羅，密度2m×2 m，間伐強(qiáng)度：0%、30%、50%。

2.3.3 杜蒙縣新店林場(chǎng) 間伐后植栽區(qū)：在小黑楊間伐跡地栽植50m×50m林分6處；樹(shù)種：小葉錦雞兒、沙棘（密度1m×2m），間伐強(qiáng)度：0%、30%、50%。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 間伐后光環(huán)境改善效果

結(jié)果顯示：杜蒙縣楊樹(shù)林與對(duì)照區(qū)的透光度相比增加20.0%。甘南縣的興安落葉松林及克山縣的樟子松林與對(duì)照區(qū)的透光度相比增加10.0%。

根據(jù)透光度及PPFD相對(duì)值分析，采伐部分北側(cè)與南側(cè)，即使是同樣的透光度，PPFD相對(duì)值差異也較大。直射光多的北側(cè)大，有林冠遮擋的南側(cè)小。北側(cè)部分在3～4m范圍內(nèi)可接收到直射光。

3.2 間伐對(duì)林地天然更新的影響

3.2.1 間伐造林當(dāng)年天然更新情況調(diào)查及分析

（1）間伐區(qū)更新情況調(diào)查

各地區(qū)植物侵入情況：

①風(fēng)沙區(qū)：大慶市杜蒙縣（新店林場(chǎng)）

木本類(lèi)：家榆、小黑楊、興安胡枝子、興安鼠李各1株。

草本類(lèi)：虎尾草、狗尾草、星星草、馬唐等占優(yōu)勢(shì)，植被平均覆蓋度30%。

②平原區(qū)：齊齊哈爾市甘南縣（甘南林場(chǎng)）

木本類(lèi)：確認(rèn)有家榆、興安胡枝子、細(xì)葉胡枝子、興安落葉松天然更新幼苗，發(fā)現(xiàn)大量細(xì)葉胡枝子及落葉松幼苗。

草本類(lèi)：狗尾草、金色狗尾草、馬唐等占優(yōu)勢(shì)，間伐區(qū)植被平均覆蓋率為60%。未間伐林地的植被非常少，覆蓋率平均2%。

③丘陵區(qū)：齊齊哈爾市克山縣（北聯(lián)林場(chǎng)）

木本類(lèi)：發(fā)現(xiàn)小黑楊、樟子松、興安落葉松、毛榛、細(xì)葉胡枝子、平榛、黑樺侵入，尤其發(fā)現(xiàn)落葉松、楊樹(shù)、樟子松等天然更新苗數(shù)量較大。

草本類(lèi)：東方草莓、針茅、苔草等占優(yōu)勢(shì)，平均植被蓋度40%，未間伐部分平均植被蓋度8%。

（2）間伐造林區(qū)天然更新情況分析

①更新樹(shù)種及其個(gè)體數(shù)量

從生態(tài)林建設(shè)的角度來(lái)看，侵入樹(shù)種增加了現(xiàn)存生態(tài)林的構(gòu)成樹(shù)種，周邊木本樹(shù)種的侵入對(duì)形成多樣性生態(tài)林具有重要意義。

根據(jù)本次調(diào)查結(jié)果，在調(diào)查區(qū)內(nèi)確認(rèn)能生長(zhǎng)的木本類(lèi)如下：

風(fēng)沙區(qū)：大慶市杜蒙縣（新店林場(chǎng)）

家榆1株、小黑楊1株、興安胡枝子1株、興安鼠李1株。

平原區(qū)：齊齊哈爾市甘南縣（甘南林場(chǎng)）

家榆2株、興安胡枝子2株、細(xì)葉胡枝子13株、興安落葉松9株。

丘陵區(qū)：齊齊哈爾市克山縣（北聯(lián)林場(chǎng)）

小黑楊10株、樟子松8株、落葉松20株、毛榛2株、細(xì)葉胡枝子8株、平榛8株、黑樺1株。

②間伐造林區(qū)更新分析

在風(fēng)沙區(qū)杜蒙縣新店林場(chǎng)，在間伐處理區(qū)確定4個(gè)樹(shù)種的天然更新苗，只發(fā)現(xiàn)4株侵入，數(shù)量很少。因?yàn)橹車(chē)N源稀少和周?chē)用穹拍?。沒(méi)有觀察到新栽植區(qū)有木本類(lèi)侵入，由于離種源遠(yuǎn)、土壤鹽堿度非常高、立地條件差，更新困難。

在平原區(qū)甘南縣甘南林場(chǎng)，確認(rèn)間伐處理區(qū)有4個(gè)樹(shù)種生長(zhǎng)，總計(jì)26株。其中細(xì)葉胡枝子13株、落葉松9株，占85%。

在丘陵區(qū)克山縣北聯(lián)林場(chǎng)，觀察到在間伐處理區(qū)和新栽植區(qū)都有很多木本類(lèi)。特別是間伐處理區(qū)有7個(gè)樹(shù)種的侵入，總計(jì)57株。因?yàn)樘幚韰^(qū)接近天然種源，種子補(bǔ)給容易，和其他2個(gè)地域相比有立地條件的優(yōu)勢(shì)。

③木本類(lèi)更新的可能性

甘南縣甘南林場(chǎng)及克山縣北聯(lián)林場(chǎng)，通過(guò)此次調(diào)查觀察到幾種情況。間伐處理區(qū)，間伐后空地里有很多天然更新苗木。天然更新苗木在寬度10m的空地中分布特點(diǎn)：空地中心較少，北側(cè)和南側(cè)的林緣部分較多；北側(cè)受干旱影響，變黃的很多；南側(cè)每天有一半時(shí)間是遮陰狀態(tài)，更新植物生長(zhǎng)良好?？盏刂行牡貛щs草長(zhǎng)得很茂密，北側(cè)和南側(cè)林緣部分雜草低矮稀疏。侵入樹(shù)種主要是調(diào)查區(qū)周?chē)纳鷳B(tài)林樹(shù)種。

3.2.2 間伐造林對(duì)植物更新影響研究結(jié)果

（1）綜合3個(gè)類(lèi)型區(qū)全部調(diào)查研究結(jié)果，風(fēng)沙區(qū)的新店林場(chǎng)，立地條件極差，人為、牲畜危害嚴(yán)重，天然更新難以進(jìn)行；宜林地造林可選樹(shù)種少，成活困難。

（2）平原區(qū)的甘南林場(chǎng)立地條件相對(duì)較好，天然更新苗木翌年存在春季生理干旱現(xiàn)象，可采取一些措施促進(jìn)天然更新。如采伐跡地改善種子落地發(fā)芽生根環(huán)境，秋季采取防寒措施幫助越冬，翌年春季及時(shí)澆水解決春旱問(wèn)題；待幼苗發(fā)育強(qiáng)壯，抗逆性增強(qiáng)，適應(yīng)環(huán)境后，能夠正常生長(zhǎng)發(fā)育，形成生態(tài)穩(wěn)定的混交林。

（3）丘陵區(qū)的北聯(lián)林場(chǎng)，立地條件最好，觀察到天然更新樟子松2年生實(shí)生苗，其他樹(shù)種，觀察到株高10～50cm存活生長(zhǎng)的個(gè)體，天然更新苗木可以正常越冬?，F(xiàn)有生態(tài)林間伐后，通過(guò)天然更新，可形成生態(tài)穩(wěn)定的混交林。

3.3 更新造林試驗(yàn)

杜蒙縣新店林場(chǎng)（風(fēng)沙區(qū)）

沙質(zhì)土壤，粒徑細(xì)小、排水性差、鹽堿程度高，土壤條件差。試驗(yàn)結(jié)果，間伐區(qū)，小葉錦雞兒平均成活率67%，沙棘平均成活率17%。

甘南縣甘南林場(chǎng)（平原區(qū)）

栽植的紅皮云杉成活率達(dá)100%。從造林當(dāng)年開(kāi)始，生長(zhǎng)良好。間伐區(qū)，盡管間伐前幾乎是裸地，伐后草本生長(zhǎng)繁茂，間伐效果明顯。間伐后沒(méi)有強(qiáng)光直射的南林緣生長(zhǎng)著很多興安落葉松實(shí)生苗。

表2 甘南縣甘南林場(chǎng)（平原區(qū)）的試驗(yàn)栽植結(jié)果

克山縣北聯(lián)林場(chǎng)（丘陵區(qū)）

帶狀間伐區(qū)，30%間伐區(qū)的紅皮云杉、黃波羅成活率達(dá)到90%以上；50%間伐區(qū)成活率在60%～80%，見(jiàn)表3。落葉闊葉樹(shù)更新良好，生長(zhǎng)茂盛。

表3 克山縣北聯(lián)林場(chǎng)（丘陵區(qū)）的試驗(yàn)栽植結(jié)果

根據(jù)此次的調(diào)查結(jié)果，造林時(shí)注意事項(xiàng)如下：（1）造林樹(shù)種的選定，要充分注意適合樹(shù)種及產(chǎn)地；

（2）苗木幼齡時(shí)期必須及時(shí)澆水；

（3）帶狀間伐東西方向?yàn)榛痉较颍?/p>

（4）帶狀間伐的寬度，根據(jù)樹(shù)高確定。如果寬度過(guò)大，容易發(fā)生干旱危害，間伐率30%最好；

（5）注意配置，保留樹(shù)的樹(shù)冠下不可栽植。

4 結(jié)論與建議

4.1 風(fēng)沙草原區(qū)立地條件極差，土壤干旱，板結(jié)，人畜危害嚴(yán)重，天然更新困難。

平原農(nóng)區(qū)立地條件相對(duì)較好，興安落葉松、樟子松實(shí)生苗可越冬，春季生理干旱嚴(yán)重，可采取一些諸如松土除草、越冬防寒、春季補(bǔ)水措施促進(jìn)天然更新，形成抗逆性強(qiáng)的壯苗，以利于形成生態(tài)穩(wěn)定的異齡混交林。

丘陵漫崗區(qū)立地條件最好，天然更新的苗木能夠正常越冬，有些鄉(xiāng)土樹(shù)種可實(shí)現(xiàn)天然更新?，F(xiàn)有生態(tài)林間伐后，通過(guò)天然更新，可形成生態(tài)穩(wěn)定的混交林。

4.2 在丘陵漫崗和平原農(nóng)區(qū)的落葉松、樟子松帶狀間伐地內(nèi)可營(yíng)造紅皮云杉、黃波羅，平均成活率達(dá)90%以上，是構(gòu)建復(fù)層混交林的重要途徑。

4.3 三種類(lèi)型區(qū)人工林都存在土壤板結(jié)問(wèn)題，造林時(shí)加強(qiáng)整地，提高整地質(zhì)量，活化土壤，確保造林成功。

4.4 帶狀間伐后，北側(cè)林緣部日照變強(qiáng)非常干旱，天然更新的苗木和草本類(lèi)大量出現(xiàn)變黃和枯死現(xiàn)象。因此通過(guò)控制間伐帶寬度，從而控制到達(dá)林地的日照量和直射范圍，以這樣的幅度進(jìn)行間伐，能減輕干旱的影響，提高天然更新苗木保存率。

4.5 建議對(duì)嫩江流域中上游天然生態(tài)林采取封育措施，保護(hù)枯枝落葉層，減少人畜破壞，消除土壤板結(jié)層，恢復(fù)土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)林木生長(zhǎng)，充分發(fā)揮生態(tài)林的生態(tài)功能。