郭樹平

(黑龍江省林業(yè)科學(xué)研究所，哈爾濱 150081)

紅松(Pinuskoraiensis)要求溫和涼爽的氣候，國外僅分布在日本、朝鮮和俄羅斯的部分區(qū)域，在我國只分布在東北的長白山到小興安嶺一帶。世界紅松森林面積約50萬km2，中國最多，約占總面積的60%，朝鮮半島最少，只有總面積的10%左右[1]。小興安嶺的自然條件最適合紅松生長。

闊葉紅松林是中國東北東部山區(qū)的地帶性森林植被，典型的溫帶針闊混交林，具有建群種獨(dú)特、物種多樣性豐富、含有較多的亞熱帶成分等特點(diǎn)。在闊葉紅松林中，針葉樹代表種主要是紅松，闊葉樹主要有紫椴(Tiliaamurensis)、蒙古櫟(Quercusmongolica)、水曲柳(Fraxinusmandschurica)、春榆(Ulmusjaponica)、裂葉榆(Ulmuslaciniata)、大青楊(Populusussuriensis)及槭屬的色木槭(Acermono)、擰勁槭(Acertriflorum)、白樺(Betulaplatyphylla)等。其中紅松、水曲柳、春榆和白樺等屬于第三紀(jì)孑遺種，山葡萄(Vitisamurensis)和狗棗獼猴桃(Actinidiakolomikta)屬于南北植物種的滲入。

經(jīng)過近一個(gè)世紀(jì)的破壞和開發(fā)，黑龍江省的大面積紅松原始林資源已接近枯竭，現(xiàn)存的僅限于科研教學(xué)單位實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)和種子園，而生態(tài)系統(tǒng)較完整的僅為豐林保護(hù)區(qū)闊葉紅松林，面積18 400 hm2、涼水自然保護(hù)區(qū)闊葉紅松林，面積6 394 hm2、小北湖自然保護(hù)區(qū)闊葉紅松林，面積4 721 hm2，此外，還有一些經(jīng)過衛(wèi)生伐和疏伐的母樹林，主要包括伊春(28 047 hm2)、鶴北(11 000 hm2)和東方紅(5 000 hm2)。伊春林區(qū)在20世紀(jì)50年代紅松林面積和蓄積分別占53.8%和74.3%，60年代為29.9%和45.3%，80年代為8.4%和11.7%，90年代為5.8%和6.9%，到2004年伊春林區(qū)全面停止采伐紅松為止，已經(jīng)下降到4.51%和4.5%[2-3]。

1 研究區(qū)自然地理概況

黑龍江豐林國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)地處小興安嶺南坡中段北緣，地理坐標(biāo)為E128°58′～129°15′、N 48°02′～48°12′，坡度多在10°～25°，個(gè)別達(dá)到35°，年均溫度-0.5℃，無霜期120 d左右，年降水量為650 mm，總面積18 400 hm2。地帶性植被為溫帶針闊葉混交林，主要森林類型有紅松林、云冷杉林和落葉松林，其中紅松林所占比例最大。植被類型以紅松和蒙古櫟為優(yōu)勢(shì)樹種，并與沙冷杉(Abeshollophlla)、臭冷杉(Abiesnephrolopis)、紅皮云杉(Piceakoraiensis)及魚鱗云杉(Piceajezoensisvar.microsperma)相混交的針闊葉混交林。林內(nèi)闊葉樹種較豐富，主要有蒙古櫟、水曲柳、紫椴、黃檗(Phellodendronamurese)、春榆、核桃楸(Juglansmandshurica)、色木槭等，下木毛榛子(Corylusmandshurica)、刺五加(AcanthopanaxSenticosus)和暴馬丁香(Syingareticulatavar.mandshurica)等。

2 林分類型和分布景觀格局

2.1 闊葉紅松林的主要林分類型

闊葉紅松林的水平分布區(qū)內(nèi)林型表現(xiàn)比較明顯，包括位于黑龍江省的東寧一帶(44°20′N為北界)混交有沙冷杉的南部紅松林，位于小興安嶺南坡混有楓樺和紫鍛等多種闊葉樹的中部紅松林(典型紅松林)，和位于小興安嶺的對(duì)面山(48°20′N為南界)混有紅皮云杉、臭冷杉的北部紅松林[1]。

2.2 小興安嶺闊葉紅松林斑塊特征

豐林自然保護(hù)區(qū)原始林景觀占保護(hù)區(qū)總面積的88.52%，三個(gè)地帶性頂極群落林分類型占森林總面積的50.7%，其中，椴樹紅松林12個(gè)斑塊、面積513 hm2；楓樺紅松林51個(gè)斑塊、面積3 581 hm2；云冷杉紅松林斑塊數(shù)量達(dá)88塊、面積5 104 hm2。其它林分類型包括冷杉林斑塊數(shù)和面積分別為8個(gè)、336 hm2，落葉松林為4個(gè)、103 hm2，云冷杉混交林46個(gè)、1 700 hm2，針葉混交林66個(gè)、3 364 hm2，針闊葉混交林27個(gè)、1 460 hm2，闊葉混交林1個(gè)、28 hm2，白樺林5個(gè)、63 hm2，山楊林1個(gè)、21 hm2，蒙古櫟林3個(gè)、97 hm2[3]。整個(gè)林分類型中，云冷杉紅松林斑塊數(shù)量最多，占斑塊總數(shù)的24.38%；楓樺紅松林的平均面積最大，分布集中成片。

2.3 小興安嶺闊葉紅松林年齡特征

豐林保護(hù)區(qū)的森林是以成過熟林為主要組成部分，面積占74.9%[4]。三個(gè)地帶性頂極群落林分類型中，椴樹紅松林成熟齡、過熟齡林分所占比例分別為89.67%、10.33%，楓樺紅松林中齡、成熟齡、過熟齡林所占比例分別為0.36%、52.72%、46.90%，云冷杉紅松林中齡、近熟齡、成熟齡、過熟齡所占比例分別為0.69%、2.04%、40.81%、56.47%。

其它林分類型中：冷杉林近熟齡、成熟齡林所占比例分別為94.35%、5.65%；落葉松林中齡、成熟齡林所占比例分別為27.18%、72.82%；云冷杉混交林、針葉混交林、針闊葉混交林中齡、近熟齡、成熟齡、過熟齡林所占比例分別為12.05%、54.89%、29.37%、3.69%，5.05%、26.49%、44.05%、24.41%，4.85%、33.97%、40.51%、20.66%；闊葉混交林中齡、近熟齡、成熟齡林所占比例分別為63.92%、25.32%、10.76%；白樺林中齡、近熟齡林所占比例分別為93.65%、6.34%；山楊林均為近熟齡林；柞樹林幼齡、中齡所林占比例分別為76.29%、23.71%。

原始紅松林己進(jìn)入老齡過熟的階段。山楊林只有近熟林，白樺林以中齡為主，柞木林以幼、中齡林為主。除柞木林外，所有次生化林分都沒有幼齡林，說明在近二、三十年內(nèi)沒有受到強(qiáng)烈的外界干擾而發(fā)生次生化演替，而次生化演替較強(qiáng)烈的時(shí)期大約在1950～1970年，在50年代發(fā)生森林火災(zāi)形成次生林后的二、三十年內(nèi)。柞木林主要是從反復(fù)破壞的次生演替的結(jié)果。

2.4 小興安嶺闊葉紅松林林分類型垂直分布特征

豐林自然保護(hù)區(qū)總海拔在260～690 m，300～400 m居多。椴樹紅松林多分布在300～500 m，45%以上分布在300～400 m處，海拔600 m以上沒有分布；楓樺紅松林主要分布在300～600 m，40%以上分布在400～500 m處，300 m以下和600 m以上僅零星分布；云冷杉紅松林主要分布于300～500 m，45%以上分布在300～400 m處，其他段少量分布。

冷杉林、落葉松林、云冷杉混交林75%以上分布在300～400 m；白樺林和山楊林90%以上分布在300～400 m；闊葉混交林80%以上分布在400m以下[4]。

3 影響紅松天然更新和生長的主要因素

闊葉紅松林上層樹冠由紅松占優(yōu)勢(shì)的地方大部分十分濃密，光照較弱，幼苗很難在這樣的郁閉條件下達(dá)成熟階段，只有林冠由其它樹種占優(yōu)勢(shì)或林木稀疏成林中空地才有較強(qiáng)的光照，利于紅松幼苗幼樹的生長[5]。小興安嶺地區(qū)在地面20～50 cm范圍內(nèi)，紅松林只是白樺林透光度的1/4～1/3左右[6]。紅松在幼年期比較耐蔭，補(bǔ)償點(diǎn)低，但達(dá)到一定年齡(10～20 a)后，就需要更多光照。林分過密大部分幼樹就要死亡。紅松在過分郁閉條件下均生長不良，很難超過幼樹階段，就逐漸被淘汰。因此紅松林內(nèi)其個(gè)體的出現(xiàn)頻率不是進(jìn)一步聚集，而是趨于均勻化[5]。

3.1 郁閉度對(duì)紅松群落數(shù)量的影響

據(jù)李文華研究表明，郁閉度0.8的闊葉紅松林林分群落組成結(jié)構(gòu)為4椴3紅1柞1榆1楊+槐、色、白；郁閉度0.6的林分群落組成結(jié)構(gòu)為3椴3紅3柞1其它(槐、楊、榆等)；郁閉度0.4的林分群落組成結(jié)構(gòu)約5紅2鍛2柞1其它(榆、槐、山等)；郁閉度0.2的林地群落組成結(jié)構(gòu)為7紅1榆1椴1柞+花、山；郁閉度0.0的林地群落組成結(jié)構(gòu)為7紅2榆1其它(椴、胡)[6]。可見，透光撫育強(qiáng)度對(duì)林下紅松的恢復(fù)進(jìn)程具有較大影響，較大的采伐強(qiáng)度也為紅松提供了良好的生長空間。見表1。

表1 郁閉度對(duì)群落數(shù)量的影響

3.2 郁閉度對(duì)紅松幼林生長群落的影響

據(jù)屈紅軍研究表明，郁閉度0.8的林地紅松徑級(jí)分布為2～10 cm，平均3.6 cm；0.6的林地紅松徑級(jí)分布為2～12 cm，平均5.4 cm；0.4的林地紅松徑級(jí)分布為2～18 cm，平均7.7 cm；0.2的林地紅松徑級(jí)分布為2～24 cm，平均10.5 cm；0.0的林地紅松徑級(jí)分布為2～28 cm，平均14.4 cm。郁閉度0.6的林地紅松樹高分布為130～250 cm，平均95.7 cm；0.4的林地紅松樹高分布為130～250 cm，平均樹高137.0 cm；0.2的林地紅松樹高分布為130～350 cm，平均178.2 cm；0.0的林地紅松樹高分布為130～450 cm，平均214.3 cm[7]。

綜上可見，透光撫育強(qiáng)度對(duì)群落中的紅松幼樹地徑和樹高均有較大影響。見表2。

表2 郁閉度對(duì)紅松幼林生長的影響

3.3 小興安嶺闊葉紅松林不同林分類型對(duì)紅松天然更新的影響

小興安嶺闊葉紅松林下紅松天然更新數(shù)量是因森林類型而異，在柞樹紅松林中最多，椴樹紅松林中次之、楓樺紅松林和云冷杉紅松林中最少。闊葉紅松林中紅松天然更新的數(shù)量隨年齡的增加而急劇下降，82%(柞樹紅松林中為96%)以上的苗木集中在1～5 a生，而1 a生的幼苗又為其總更新數(shù)量的81%(柞樹紅松林中為89%)。在鍛樹紅松林和云冷杉紅松林內(nèi)最大年齡的紅松幼樹為30 a，柞樹紅松林中最大年齡為20 a[8]，具體數(shù)據(jù)見表3。

4 撫育經(jīng)營闊葉紅松林內(nèi)紅松的作用

4.1 上層林冠撫育對(duì)紅松幼樹的影響

吉林省黃泥河林業(yè)局對(duì)次生林的林下人工更新10 a的紅松(造林10 a后進(jìn)行上層撫育間伐，撫育株數(shù)強(qiáng)度25%，蓄積強(qiáng)度18%)進(jìn)行調(diào)查研究，結(jié)果證明：撫育林分紅松幼樹枯死率為0，平均保存株數(shù)為317株/hm2，未撫育林分的枯死率為15.0%，平均保存株數(shù)為283株/hm2。撫育林分保存株數(shù)增加了12.0%，紅松幼樹的高、地徑生長分別增加了40%和50.0%，冠幅增長量增加了15.5%[9]。這說明上層撫育對(duì)林冠下人工更新的紅松幼樹的樹高生長和地徑生長、保存率有顯著影響。見表4和表5。

表3 不同類型下紅松天然更新的數(shù)量 株·hm-2

表4 林分生長狀況

表5 不同處理對(duì)紅松幼樹的影響

4.2 上層林冠撫育強(qiáng)度對(duì)紅松生長的影響

吉林省敦化市林業(yè)局對(duì)次生林(上層林木以蒙古櫟為主，比重占60～90%，其它為椴樹、白樺、楊樹等，平均林齡56 a，平均胸徑14～16 cm，株數(shù)1 300～1 800株/hm2，蓄積111 m3/hm2，林分郁閉度0.8；林下人工更新24a的紅松，造林1 600株/hm2，現(xiàn)保存株數(shù)平均1 100株/hm2，樹高3～5 m，胸徑3～6 cm)撫育2 a后，郁閉度控制在0.60、0.65、0.70時(shí)，樹高年生長量分別為0.43、0.33、0.19 m，胸徑年生長量分別為0.68、0.37、0.21 cm，蓄積年生長量分別為2.80、1.04、0.43 m3/hm2[10]，這說明采伐撫育強(qiáng)度越大，林分的年生長量越高。見表6和表7。

表6 林分生長狀況

表7 不同撫育強(qiáng)度對(duì)紅松生長的影響

5 小興安嶺闊葉紅松林生態(tài)修復(fù)的策略

5.1 適宜修復(fù)的林型

根據(jù)小興安嶺林下紅松天然更新數(shù)量分布，在柞樹紅松林和椴樹紅松林中進(jìn)行林下紅松造林促進(jìn)恢復(fù)最適宜。

5.2 林隙造林促進(jìn)恢復(fù)

林隙是樹木更新的重要場(chǎng)所，由于林隙內(nèi)樹種的動(dòng)態(tài)變化，其小環(huán)境(光照、溫度、濕度、土壤等)特征也不斷發(fā)生改變，更新苗木的不同發(fā)育時(shí)期對(duì)光、溫和水等資源需求也體現(xiàn)動(dòng)態(tài)需求。在<100 m2的林隙對(duì)物種多樣性保護(hù)更加有利[11]，林隙大小在100 m2左右對(duì)≦20 cm的幼苗生存更加有利、300 m2左右最適合幼樹和小徑木生長[12]。紅松在林隙內(nèi)更新較好的集中在201-400 m2和401～600 m2的林隙內(nèi)，是更新密度發(fā)生變化的敏感區(qū)域。在闊葉紅松林內(nèi)，幼苗的多樣性指數(shù)峰值在201～4 00m2的林隙內(nèi)，幼樹Ⅰ(H>1 m，DBH<2 cm)、幼樹Ⅱ(2 cm

5.3 透光撫育促進(jìn)恢復(fù)

自然條件下，幼苗發(fā)育過程中，在樹種本身特性和林隙小環(huán)境特征的綜合作用下，一些種類和個(gè)體被淘汰，只有部分樹種進(jìn)入演替層。采取人為干擾措施，進(jìn)行透光撫育，可以使小環(huán)境向有利于紅松生長方向變化，進(jìn)一步促進(jìn)闊葉紅松林的恢復(fù)，撫育時(shí)間可選擇紅松林齡10～20 a之間，撫育強(qiáng)度以林分保留郁閉度0.6為宜。

6 小 結(jié)

闊葉紅松林是東北東部山區(qū)的地帶性森林植被，但由于過度利用與破壞，目前已退化為次生林和人工林。本文綜合闡述了小興安嶺闊葉紅松林的林分結(jié)構(gòu)、林型以及垂直分布特征，分析影響紅松天然更新和生長的主要因素，研究撫育經(jīng)營措施對(duì)紅松生長的影響，最終提出了小興安嶺闊葉紅松林生態(tài)修復(fù)的最佳策略。

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