肖建明，王生源，喬占國，關(guān)利峰，薛丹

(1.榆林市林業(yè)科學(xué)研究所，陜西 榆林 719000；2.榆林市榆陽區(qū)林業(yè)工作站，陜西 榆林 719000)

毛烏素沙地是我國三北防護(hù)林體系建設(shè)的重點(diǎn)地區(qū)之一，經(jīng)過多年的努力，已經(jīng)營造了大面積的人工林，其中灌木林在整個(gè)人工林生態(tài)系統(tǒng)中的作用舉足輕重。僅榆林沙區(qū)沙柳面積就達(dá)30多萬hm2，令人遺憾的是，由于多種環(huán)境脅迫，它們正在遭受著衰退或潛在衰退的威脅，毛烏素沙地大面積灌木早衰林便是最為典型的例證。

毛烏素沙地人工林衰退具有自身的特殊性，干旱缺水、養(yǎng)分貧瘠、風(fēng)蝕沙埋均可導(dǎo)致人工林衰退?！霸缢ァ惫嗄玖值幕謴?fù)以平茬復(fù)壯為主，重點(diǎn)摸清適宜的平茬年齡、平茬周期、平茬高度等技術(shù)參數(shù)，為平茬林分盡快恢復(fù)其數(shù)量、結(jié)構(gòu)和功能提供技術(shù)依據(jù)，真正發(fā)揮其“持續(xù)生態(tài)位”效應(yīng)?？寺」嗄臼侨斯ち衷缢サ闹黧w部分，如沙柳、沙棘、檸條、紫穗槐、花棒等，其平茬復(fù)壯機(jī)制與技術(shù)問題亟待研究。本文對(duì)沙柳平茬技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)研究，為毛烏素沙地衰退灌木林更新復(fù)壯提供技術(shù)支撐。

1 研究區(qū)自然概況

試驗(yàn)區(qū)位于陜西省榆林市榆陽區(qū)，毛烏素沙地南緣。地理坐標(biāo)：108°58′—110°24′E，37°49′—38°58′N。試驗(yàn)區(qū)屬中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫8.1 ℃，年降水量400 mm左右。地貌多為半固定、固定沙丘，土壤相對(duì)貧瘠，人工沙柳林下植被稀疏或無植被。

2 研究方法

2.1 不同立地下沙柳林生長特征調(diào)查

選擇2005年?duì)I造的未經(jīng)平茬復(fù)壯的沙柳人工林樣地，調(diào)查不同立地、非撫育狀態(tài)下的人工沙柳灌木林衰退特征。立地類型分為丘間低地、迎風(fēng)坡下部、迎風(fēng)坡上部，每個(gè)地類調(diào)查沙柳30株，重復(fù)調(diào)查3次，然后求平均值。

2.2 試驗(yàn)樣地

選擇2005年?duì)I造的未經(jīng)平茬復(fù)壯的沙柳人工林樣地，作為非撫育狀態(tài)下的沙柳采集平茬復(fù)壯技術(shù)參數(shù)試驗(yàn)對(duì)象。

2.3 沙柳平茬試驗(yàn)

2017年3月，于2005年造林樣地上，在不同立地類型(丘間地、迎風(fēng)坡下部、迎風(fēng)坡上部)，設(shè)置3塊大小為30 m×20 m的樣地，每塊樣地選擇40個(gè)沙柳樣株，留茬高度以0 cm(齊地面)、5 cm、10 cm 各選10株進(jìn)行平茬，另10株作為對(duì)照(不平茬)，重復(fù)三次試驗(yàn)。平茬前對(duì)樣株枝條長度、冠幅、枝條總數(shù)、枯枝數(shù)、枝條地徑進(jìn)行本底調(diào)查記錄。平茬后每年生長季末對(duì)沙柳枝條長度、冠幅、萌生枝條數(shù)、萌枝率(新萌生枝條數(shù)與原活枝數(shù)之比)、枝條地徑進(jìn)行調(diào)查，生物量用平均地徑(D)、枝條總數(shù)(S)、枝條平均長度(L)等估算〔生物量=1/3π(D/2)2LS〕，調(diào)查數(shù)據(jù)取平均值，連續(xù)調(diào)查2年。

2018年10月，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐選擇迎風(fēng)坡沙柳平茬后1、2、3、4、5、6年的樣地，分別選30株樣本調(diào)查沙柳株高、冠幅、分枝總數(shù)、枯枝數(shù)、當(dāng)年生枝條數(shù)、枝條地徑等生長指標(biāo)，根據(jù)平均值估算生物量，分析平茬后沙柳生長量動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，確定林分開始平茬的年齡。

2.4 數(shù)據(jù)處理

對(duì)不同方法平茬后的沙柳灌木林各項(xiàng)生長指標(biāo)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

3 結(jié)果與分析

毛烏素沙地人工沙柳灌木林衰退特征見表1。

表1 毛烏素沙地人工沙柳灌木林衰退特征

3.1 平茬高度對(duì)沙柳更新生長的影響

選擇2005年?duì)I造的1 m×2 m沙柳林，于2017年3月土壤解凍前進(jìn)行平茬。每個(gè)樣地平茬高度設(shè)為0 cm(齊地面)、5 cm、10 cm進(jìn)行平茬，于2017-2018年每年10月進(jìn)行生長狀況綜合調(diào)查。表2為每個(gè)樣地平茬選定的40株沙柳灌叢樣本的本底調(diào)查結(jié)果，表3為選定沙柳平茬后生長指標(biāo)。依據(jù)表3結(jié)果，留茬高度對(duì)沙柳高生長、地徑生長和冠幅的影響差異不顯著，而對(duì)分枝數(shù)和生物量的影響差異顯著。當(dāng)平茬高度為10 cm時(shí)，平茬后的沙柳萌枝率比0 cm和5 cm平茬高度分別提高81.5%、39.0%，說明在一定的平茬高度范圍內(nèi)，平茬后的沙柳萌枝率與留茬高度成正比。當(dāng)平茬高度為5 cm時(shí)，平茬后的沙柳生物量比0 cm和10 cm平茬高度分別提高9.7%、4.5%。可見，沙柳平茬高度為5 cm時(shí)，有利于提高平茬后生物量的積累。

注：平茬前生物量指去除枯枝后的生物量

注：平茬后生物量指去除枯枝后的生物量

3.2 適宜平茬周期

平茬周期是指兩次平茬之間的間隔時(shí)間。平茬周期由沙柳的生物學(xué)特性和立地條件決定。生物學(xué)特性如不同林齡階段生長量變化、生長繁殖力衰退、枝條枯死等；立地條件如水分、養(yǎng)分、風(fēng)蝕沙埋等，這就要通過生物產(chǎn)量分析來確定。本研究結(jié)合生產(chǎn)，對(duì)立地條件一致的不同平茬年限(平茬后林齡)沙柳人工林生長指標(biāo)進(jìn)行了抽樣調(diào)查。

由表4可知，沙柳高生長、地徑和冠幅等生長指標(biāo)在平茬后的前4 a生長迅速，第5年開始進(jìn)入緩慢生長階段。沙柳枝條在平茬后第2年開始出現(xiàn)枯死現(xiàn)象，第4年加重。對(duì)于平茬后新萌生枝條而言，沙柳平茬后1～2 a內(nèi)萌生能力很強(qiáng)，第3年便開始衰退，這與沙柳自身的生物學(xué)特性、林地的水分和營養(yǎng)競爭有關(guān)。從平茬后沙柳生物量變化來看，第4年開始凈增長量變化趨于緩慢。因此，從沙柳生物學(xué)特性來看，平茬周期以3～4 a為宜，即平茬后于第3、4年生長季結(jié)束后至第2年萌芽前再次進(jìn)行平茬。

表4 平茬后的不同林齡沙柳林生長特征

注：生物量指去除枯枝后的生物量

4 結(jié)論

人工灌木林造林后，在非撫育狀態(tài)下生長到一定年限后，其個(gè)體生長繁殖能力逐漸衰退，枝條枯死，林分生產(chǎn)力下降。在不同立地條件下，從丘間地、迎風(fēng)坡到沙丘頂部，沙柳衰退速度逐漸加快。從沙柳生長規(guī)律分析，造林后3～6 a應(yīng)進(jìn)行第1次平茬更新，促進(jìn)沙柳萌蘗繁殖生長，提高林分生物產(chǎn)量。當(dāng)人工林進(jìn)入豐產(chǎn)期后以3～4 a為1個(gè)平茬周期對(duì)資源進(jìn)行收割利用，所獲取的生物產(chǎn)量最高。

毛烏素沙地沙柳人工林平茬留茬高度應(yīng)控制在5 cm 左右，平茬后生物量積累速度最快，平茬作業(yè)一般在沙柳休眠期進(jìn)行。