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(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110032)

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退化柞蠶場(chǎng)人工促進(jìn)柞樹(shù)-紅松混交林修復(fù)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(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110032)

近年來(lái)退化柞蠶場(chǎng)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(fù)模式；但是，目前對(duì)這種恢復(fù)模式的適用范圍、具體技術(shù)和實(shí)施效果還不甚了解。通過(guò)對(duì)遼東山區(qū)典型退化柞蠶場(chǎng)營(yíng)建的柞樹(shù)-紅松混交林林分生長(zhǎng)規(guī)律、紅松結(jié)實(shí)規(guī)律的調(diào)查分析，初步揭示了該區(qū)域退化柞蠶場(chǎng)營(yíng)建柞樹(shù)-紅松混交林的生長(zhǎng)情況，確定了退化柞蠶場(chǎng)生態(tài)恢復(fù)柞樹(shù)-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(chǎng)生態(tài)恢復(fù)提供科學(xué)參考。

退化柞蠶場(chǎng)；混交林；柞樹(shù)；紅松；生態(tài)恢復(fù)

遼寧有800多年的放蠶歷史[1]，目前全省蠶場(chǎng)面積達(dá)52.44萬(wàn)hm2，分布在全省的11個(gè)市的2 560個(gè)村，柞蠶業(yè)已成為部分山區(qū)農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入的主要來(lái)源。由于受短期經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)使，長(zhǎng)期以來(lái)，重放養(yǎng)輕管護(hù)、過(guò)度放蠶、對(duì)蠶場(chǎng)柞樹(shù)進(jìn)行短周期頻繁刈割、酷采濫樵等行為，使蠶場(chǎng)樹(shù)木出現(xiàn)生長(zhǎng)衰退，更新能力下降，致使蠶場(chǎng)柞樹(shù)矮化、稀疏，蠶場(chǎng)逐步退化進(jìn)而形成沙化[2-4]。有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明，山區(qū)蠶場(chǎng)沙化面積已占矮柞林植被面積的30%左右，退化蠶場(chǎng)的增加直接導(dǎo)致了土壤侵蝕面積的不斷擴(kuò)大，輕度侵蝕面積擴(kuò)大與退化蠶場(chǎng)面積增加呈正相關(guān)，并有繼續(xù)蔓延的趨勢(shì)。退化蠶場(chǎng)使地表植物稀疏，固土能力差，尤其是沙化蠶場(chǎng)，雨季沙石易伴水而下，使水土流失狀況進(jìn)一步惡化。為應(yīng)對(duì)柞蠶場(chǎng)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(chǎng)開(kāi)展了封山育林、水土保持工程治理、補(bǔ)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(chǎng)治理有其適用的局限性，其不能有效地解決蠶農(nóng)經(jīng)濟(jì)收入增加與生態(tài)環(huán)境恢復(fù)的矛盾，使其在退化蠶場(chǎng)的治理過(guò)程中不能得到蠶農(nóng)廣泛的支持。

近年來(lái)，在退化蠶場(chǎng)栽植紅松已成為一種被蠶農(nóng)廣泛接受的退化蠶場(chǎng)生態(tài)治理新模式[10]，其具有以下幾方面的優(yōu)勢(shì)。首先，紅松作為遼東地區(qū)原生頂級(jí)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(shù)種；另外，紅松結(jié)實(shí)豐富、種粒大，種仁含豐富的種油(達(dá)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(jì)價(jià)值極高，是遼東地區(qū)樹(shù)種改良和林分改造的首選樹(shù)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(jìn)入結(jié)實(shí)期后可以通過(guò)采收紅松果實(shí)增加蠶農(nóng)經(jīng)濟(jì)收入，從而實(shí)現(xiàn)退化柞蠶場(chǎng)生態(tài)恢復(fù)過(guò)程中蠶農(nóng)短期、長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)收益的兼顧，有效提高蠶農(nóng)退蠶還林積極性。再次，柞樹(shù)-紅松混交林的營(yíng)建，可以促進(jìn)退化蠶場(chǎng)樹(shù)木的生長(zhǎng)，減少水土流失，減少病蟲(chóng)害，最終將退化柞蠶場(chǎng)改良成為群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、生態(tài)功能良好、經(jīng)濟(jì)效益明顯的針闊混交林。但是，目前對(duì)這種生態(tài)恢復(fù)模式的適用范圍、關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)施效果還不甚了解，本研究通過(guò)對(duì)遼東山區(qū)典型退化柞蠶場(chǎng)柞樹(shù)-紅松混交林生長(zhǎng)規(guī)律、紅松結(jié)實(shí)規(guī)律等的調(diào)查分析，為遼東山區(qū)退化柞蠶場(chǎng)營(yíng)建柞樹(shù)-紅松混交林提供科學(xué)指導(dǎo)。

1 研究區(qū)概況

本研究主要針對(duì)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(shù)勢(shì)出現(xiàn)明顯衰退，在現(xiàn)有條件下不能實(shí)現(xiàn)正向演替的退化柞蠶場(chǎng)，或經(jīng)過(guò)封育措施林分狀況恢復(fù)到上述指標(biāo)的林分營(yíng)建柞樹(shù)-紅松混交林。于2012年，對(duì)遼寧省東部山區(qū)的寬甸、鳳城和西豐等地的退化柞蠶場(chǎng)和已栽植紅松的退化柞蠶場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查，樣地基本情況見(jiàn)表1。

表1 柞樹(shù)-紅松混交林樣地概況

2 研究方法

在紅松已進(jìn)入結(jié)實(shí)期的柞樹(shù)-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(duì)樣地內(nèi)的紅松和柞樹(shù)進(jìn)行每木檢尺，測(cè)量?jī)?nèi)容包括胸徑、樹(shù)高、連年生長(zhǎng)量、結(jié)實(shí)量、種子粒數(shù)等指標(biāo)。

3 結(jié)果分析

3.1 嫁接紅松胸徑、樹(shù)高生長(zhǎng)相關(guān)性研究

對(duì)退化柞蠶場(chǎng)營(yíng)建的柞樹(shù)-紅松混交林紅松生長(zhǎng)規(guī)律進(jìn)行的調(diào)查結(jié)果顯示，退化柞樹(shù)-紅松混交林內(nèi)嫁接紅松的胸徑和樹(shù)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(shù)遮陰、養(yǎng)分空間等條件的影響，柞樹(shù)-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(shù)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(jiàn)圖1?？梢?jiàn)，在退化柞蠶場(chǎng)生態(tài)恢復(fù)過(guò)程中栽培的紅松在生長(zhǎng)初期受到退化蠶場(chǎng)內(nèi)柞樹(shù)的影響，其高生長(zhǎng)優(yōu)于徑生長(zhǎng)，主要表現(xiàn)為紅松個(gè)體間胸徑變化較大，而高生長(zhǎng)則差異較小。

3.2 柞樹(shù)-紅松混交林紅松樹(shù)高生長(zhǎng)規(guī)律

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

3.3 柞樹(shù)-紅松混交林紅松結(jié)實(shí)規(guī)律

采用紅松嫁接苗可使紅松完全克服對(duì)立地條件要求高的固有生物學(xué)特征，促進(jìn)紅松生長(zhǎng)、提高紅松生長(zhǎng)量，并促進(jìn)紅松提前結(jié)實(shí)10 a以上。退化柞蠶場(chǎng)生態(tài)恢復(fù)柞樹(shù)-紅松混交林營(yíng)建目的之一就是充分利用紅松嫁接苗的生長(zhǎng)特性，促進(jìn)退化柞蠶林內(nèi)紅松快速地進(jìn)入結(jié)實(shí)期，增加退化柞蠶場(chǎng)生態(tài)恢復(fù)過(guò)程中林農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收入。

鳳城市不同密度柞樹(shù)-紅松混交林紅松結(jié)實(shí)規(guī)律調(diào)查結(jié)果顯示，林分密度對(duì)退化柞蠶場(chǎng)生態(tài)恢復(fù)柞樹(shù)-紅松混交林的紅松結(jié)實(shí)株率、單株結(jié)實(shí)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(shí)數(shù)量和質(zhì)量總體均表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)關(guān)系，其中林分密度與結(jié)實(shí)株數(shù)和單株結(jié)實(shí)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(shí)株率和平均單株結(jié)實(shí)量隨混交林中紅松密度降低而增加，在500株hm-2時(shí)達(dá)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(shí)最低，在500株hm-2時(shí)達(dá)到最大。因此，綜合林分密度對(duì)紅松結(jié)實(shí)影響的分析，在紅松進(jìn)入果實(shí)采收期后保持退化柞蠶場(chǎng)生態(tài)恢復(fù)柞樹(shù)-紅松混交林紅松密度在500株hm-2左右時(shí)，紅松結(jié)實(shí)株率、平均單株結(jié)實(shí)量、單球果質(zhì)量和球果種子粒數(shù)等指標(biāo)均最高。結(jié)合多年的生產(chǎn)實(shí)踐表明，鑒于嫁接紅松苗市場(chǎng)價(jià)格較高，營(yíng)建嫁接紅松為主的柞樹(shù)-紅松混交林初始投入、后期撫育和管理成本較高，因此為實(shí)現(xiàn)較高的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出比，建議在以收獲紅松果實(shí)為目的進(jìn)行退化柞蠶場(chǎng)柞樹(shù)-紅松混交林生態(tài)恢復(fù)過(guò)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(chǎng)中補(bǔ)植紅松，應(yīng)特別注意加強(qiáng)后期的撫育管理。一是紅松在幼齡林階段生長(zhǎng)緩慢，易受到生長(zhǎng)較快的櫟類和其他闊葉樹(shù)種所遮擋壓制，因此在林分郁閉后，要及時(shí)進(jìn)行透光撫育，伐除影響目的樹(shù)種生長(zhǎng)的藤本植物、灌木和非目的樹(shù)種，以及目的樹(shù)種中部分生長(zhǎng)不良的林木，促進(jìn)目的樹(shù)種的生長(zhǎng)；二是通常蠶場(chǎng)的退化最顯著的特點(diǎn)就是表層土壤的沙化，因此保育土壤也是退化柞蠶場(chǎng)生態(tài)恢復(fù)的重要內(nèi)容，根據(jù)多年的實(shí)踐，建議對(duì)混交林草本的撫育時(shí)間在立秋后進(jìn)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(shí)對(duì)群落的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，對(duì)叢生柞樹(shù)進(jìn)行定株撫育，調(diào)整林分紅松與柞樹(shù)混交比保持在4∶6～6∶4之間，將退化柞蠶場(chǎng)培育為具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)、較高生產(chǎn)力和較強(qiáng)生態(tài)功能的針闊混交林。該技術(shù)的實(shí)施不僅可在維護(hù)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(shí)可以增加林農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收入，解決長(zhǎng)期以來(lái)存在退蠶還林與林農(nóng)經(jīng)濟(jì)收益的突出矛盾，實(shí)現(xiàn)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)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(jì)劃(2014015)；國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAD22B04)

張慧東(1981-)，男，內(nèi)蒙古呼和浩特人，博士，高級(jí)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