左增惠,王鳳君
(1.承德市灤平國有林場總場,河北 承德 068250;2.河北省灤平縣巴克什營鎮(zhèn)人民政府,河北 承德 068200)
胡桃楸(Juglansmandshurica),又名核桃楸,集中分布于我國東北地區(qū),在華北地區(qū)也有較多分布,是我國北方著名硬闊用材樹種,也是國家Ⅱ級珍稀樹種和中國珍稀瀕危樹種的Ⅲ級保護植物[1]。胡桃楸在河北省的太行山和燕山地區(qū)分布較為廣泛。根據(jù)調(diào)查成果,河北省山區(qū)分布有胡桃楸林約4.0萬hm2,林分蓄積平均31 m3hm-2,其中幼、中齡林所占面積比例約為96%;實地調(diào)查顯示,現(xiàn)有林分以溝谷胡桃楸林為主,多為萌生林,混雜有少量實生林木,面積小且分布零星,且受人為干擾較多,林相多不整齊,且多數(shù)林分未開展過撫育工作或撫育不到位,彎曲木、叢生木較多,亟須進行生長撫育。
研究區(qū)位于河北省北部承德市的灤平縣,屬冀北燕山山脈中段。本區(qū)氣候?qū)僦袦貛蚺瘻貛н^渡的半干旱半濕潤大陸性季風(fēng)型山地氣候,年平均氣溫7.6 ℃,最冷月為1月,平均氣溫-10.8 ℃,無霜期149 d;多年平均降水量552.6 mm,多集中于6—8月,占全年降水量的70.5%;多年平均蒸發(fā)量1 679 mm。本區(qū)土壤隨海拔高度變化由低而高變化為草甸土—褐土—棕壤。海拔700 m以上山地多為林地,土壤發(fā)育以棕壤為主,土壤表層有機質(zhì)含量豐富。本區(qū)屬華北植物區(qū)系,森林植被類型屬中國東部濕潤森林區(qū)溫濕帶半旱生落葉闊葉林,主要森林植被類型有油松人工林、蒙古櫟天然次生林、槲樹天然次生林、側(cè)柏天然次生林、山杏灌叢、繡線菊灌叢等。
試驗地位于拉海嶺林場劉家溝營林區(qū)東馬岔溝,胡桃楸天然次生林,林分沿溝谷底部呈不規(guī)則長條狀分布,林齡約20 a,萌生林,郁閉度0.7~0.9;試驗林中有少量實生林木,但所占比例不超過10%。海拔730~790 m,褐土,土層厚度20~40 cm,土少石多,多見直徑10 cm以上大塊礫石。
根據(jù)林木長勢、林分在溝谷中的分布位置和人為干擾程度,選擇4塊試驗樣地,采用GPS實測樣地面積,區(qū)劃樣地邊界,每塊樣地面積約2 000 m2。分別伐前、伐后和生長季結(jié)束期對樣地內(nèi)胸徑3 cm以上林木每木檢尺,分徑級測量樹高,計算平均胸徑和平均樹高;詳細調(diào)查喬、灌、草各植被層的蓋度(郁閉度)、植物種類組成等。
撫育以下層疏伐為主,重點疏伐受壓的下層木、無培育價值的彎曲木和嚴(yán)重干擾林相的傾斜木,對一叢多株的林木只保留1株生長最佳的樹木,并對主干高度2 m以內(nèi)的粗大枝丫進行修枝。由于試驗林為初次撫育,間伐強度不設(shè)前提,以伐除全部無培育前途的林木為主,采用株數(shù)計算間伐強度。伐后生長率計算采用普雷斯勒公式:
式中:P%指生長率,ya代表第a年某項林分因子的測定值,ya+n代表第a+n年的測定值,n為兩次測定的間隔期,Z為某項林分因子的連年平均生長量。胡桃楸林木蓄積量計算依據(jù)文獻[2]。
調(diào)查結(jié)果顯示,胡桃楸次生林為純林,喬木層基本無其他樹種生長,郁閉度均在0.7以上,以萌生樹為主,存在較多一叢多株的現(xiàn)象。喬木層林分密度1 143~1 512株hm-2,植株密集度較高;林木胸徑的徑級范圍變化為4~24 cm,林木徑級間差異較大。各樣地主要林分因子詳見表1。表1的調(diào)查結(jié)果顯示,樣地越靠近谷口位置,人為活動便利,干擾強度愈大,林分生長量也愈低。灌木層植被蓋度約0.3,植被高度約1.0 m,主要種類有土莊裂繡線菊(Spiraeapubescens)、溲疏(Deutziaparviflora)、鼠李(Rhamnusparvifolia)、平榛(Corylusheterophylla)、山楂(Crataeguspinnatifida)等。草本層植被蓋度在0.8以上,高度一般低于20 cm,主要種類有矮生苔草(Carexpumila)、大葉糙蘇(Phlomismaximowiczii)和蒿屬(Artemisia)植物。
表1 胡桃楸林試驗樣地主要林分因子
本次試驗的胡桃楸林由于前期未進行過撫育,具有株數(shù)多、徑級變化范圍大的特點。將4塊樣地的徑級結(jié)構(gòu)圖繪制如圖1。樣地1和樣地2由于人為干擾較多和反復(fù)樵采,林木可能多次萌蘗,生長量較低,小徑級林木所占比例較高,呈現(xiàn)出明顯的左偏型結(jié)構(gòu)。樣地3和樣地4處于溝谷中較深位置,人為干擾較少,林木徑級結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出較為典型的正態(tài)分布結(jié)構(gòu),徑級峰值出現(xiàn)在中間位置。但4塊樣地中胸徑4 cm徑級的幼樹所占比例均較小,可能由于上層林木郁閉,下層幼樹更新困難,因此數(shù)量較少。
由表2可見,3塊試驗樣地的間伐強度均較大,尤其是1號樣地的株數(shù)間伐強度達到了44%,反映了不良木在林分中所占比例較高。由于以下層疏伐為主,且胡桃楸生長迅速,間伐后經(jīng)過1a的生長,喬木層郁閉度迅速恢復(fù)到了疏伐前的水平。由此可見,對于未經(jīng)撫育的胡桃楸萌芽林,下層受壓木或彎曲木所占比例較高,且人為干擾強度越大,不良木所占比例較高,初次撫育時的間伐強度應(yīng)高于現(xiàn)有森林撫育規(guī)程中規(guī)定的20%的間伐強度,一般為25%~45%。
表2 不同間伐強度對胡桃楸林郁閉度的影響
胡桃楸是典型的速生樹種,采用普雷斯勒生長率法計算撫育后的生長效果,結(jié)果表明,處于中幼齡階段的胡桃楸林生長率很高,即使未經(jīng)撫育的林分生長量和生長率也較高,尤其是連年蓄積生長量。較大強度間伐后林分的胸徑、樹高和蓄積生長率明顯提高,撫育后保留木的生長情況也較好,對于林分健康發(fā)育有較好促進作用。
表3 撫育后胡桃楸林的生長率
對于林分密度高、郁閉度高的溝谷胡桃楸林,林分中不良木所占比例較高,尤其是受人為干擾強度大的情況下,初次撫育所需間伐強度較大,建議強度25%~45%,撫育后所降低的郁閉度能在較短時間(1~2 a)恢復(fù)。
胡桃楸速生性較好,中幼齡階段林木的生長率高,經(jīng)過較大強度疏伐,保留木能夠保持較高的生長率和連年生長量,林分蓄積生長率變化為8.7%~22.3%,撫育效果較好。
一般認為胡桃楸頂端優(yōu)勢不明顯,密度低時易分杈形成龐大樹冠,影響主干的通直性。胡桃楸初次間伐的株數(shù)強度較大,主要由初始密度過高所決定,對于林木稀疏的林分應(yīng)適度降低間伐強度,以保持林木間的競爭強度。由于胡桃楸的伐樁萌芽、根蘗和種子更新能力極強[3,4],對于干形低矮、樹冠龐大無培育前途的林木可直接伐除以創(chuàng)造較大林隙,以促進更新幼樹和生長。