李天成 肖小輝 陳偉 陳小艷 張劍梅 周湘林 龍志明 劉霖
摘 要 基于江西省吉安市永新縣七溪嶺林場國儲林項目造林的森林調(diào)查,從樹高、直(地)徑、生長勢分析樹種的生長速度,發(fā)現(xiàn)相比普通(傳統(tǒng))造林的樹木,國儲林項目良種良法造林樹高年均生長量、直徑年均生長量顯著增加,杉木直徑年均增長62%,樹高年均增長103%;楠木樹高年均增長64%,直徑年均增長77%。通過38個監(jiān)測樣地數(shù)據(jù)分析,國儲林造林項目具有顯著的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。調(diào)查結(jié)果表明,國儲林項目造林在選種、選苗、施肥,機械全墾整地改良土蠰、提升地力、提高樹木蓄積生長量等方面,對國有林場快速培育森林有重要指導(dǎo)價值。
關(guān)鍵詞 采伐跡地;國儲林;生長效益;江西省永新縣七溪嶺林場
中圖分類號:S725 文獻標志碼:A DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.18.032
SOHLAEPFER博士在《關(guān)于森林問題的原則聲明》(1992年)中指出,森林資源和林地應(yīng)當可持續(xù)地經(jīng)營,以保障下一代人的社會、經(jīng)濟、生態(tài)、文化和精神的需求[1]。人工林采伐后,種植樹種的生長能力、經(jīng)濟效益及適應(yīng)性的問題,在生產(chǎn)實踐中日益凸顯。
七溪嶺林場是杉木(Cunninghamia lanceolata)的中心產(chǎn)區(qū),已有近千年的栽培歷史,形成了一套系統(tǒng)的栽培技術(shù)和管理方式[2-3]:闊葉林砍伐后進行煉山整地,栽植第一代杉木人工林;杉木采伐后再進行人工整地培育第二代林木,乃至循環(huán)培育第三代杉木。實踐證明,這種連續(xù)再造方式存在很大風(fēng)險,普通造林人工整地循環(huán)培育地力低下,肥力結(jié)構(gòu)不平衡,林分生產(chǎn)力下降。包括杉木在內(nèi)的人工林能否維持長久的土地生產(chǎn)力成為林學(xué)界廣泛關(guān)注的問題,也是關(guān)系到國有林場生存發(fā)展的重大課題。傳統(tǒng)造林主要表現(xiàn)為人工林、同齡林、樹種適應(yīng)性不高等問題,國儲林造林項目注重機械整地、大穴整地、科學(xué)施肥,采用良種良法造林,突破了傳統(tǒng)杉木造林生長低下的瓶頸[4]。為此,筆者于2018年和2021年對林場杉木林采伐跡地國儲林項目造林和普通造林(傳統(tǒng)造林)進行了調(diào)查和研究。
1 研究地概況
1.1 七溪嶺林場
七溪嶺林場地處贛中西部羅霄山脈中段,地理坐標東經(jīng)114°05′00″~114°18′20″,北緯26°43′30″~26°56′30″,地貌為中低山;屬中亞熱帶溫暖濕潤氣候,年均氣溫18.1 ℃,年降水量1 685 mm,無霜期281 d,有霧日58 d,年日照時間1 688 h,年相對濕度79%。研究區(qū)內(nèi)有花崗巖、頁巖、板巖,土壤類型主要為山地紅壤、黃紅壤,土層厚60~100 cm,腐殖質(zhì)層厚12 cm,pH值5.5~6.6[5]。
1.2 調(diào)查地段
七溪嶺林場南華山分場鵝舌坪、銅鑼坪、野雞坪等山場和耙陂分場五里排、池下山、棕樹沖、綜合廠等山場,面積310 hm2,海拔250~500 m,全坡,坡向半陰半陽,坡度15°~25°。為評價國儲林造林生長指標,根據(jù)項目年度實施方案要求,在七溪嶺林場南華山分場1號小班設(shè)置3個監(jiān)測樣地,在南華山分場2號、3號小班各設(shè)置5個監(jiān)測樣地,設(shè)置監(jiān)測樣地具有代表性,每個監(jiān)測樣地20 m×20 m,小班監(jiān)測樣地面積之和占小班造林面積1%以上,并對監(jiān)測樣地的各項作業(yè)、管理措施和生長情況等進行記錄。在1、2、3號小班附近設(shè)置2個杉木造林對照樣地,比較國儲造林的優(yōu)勢。
2 造林技術(shù)概述
2.1 小班技術(shù)設(shè)計
楠木種苗采購自永新縣森林苗圃及七溪嶺林場自行培育的3年生容器袋楠木苗;杉木采購自江西省保障性苗圃培育的陳山紅心杉良種1年生Ⅰ級實生苗;木荷采購自中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所選育、永新縣森林苗圃培育的1年生Ⅰ級實生苗。種苗要求頂芽飽滿,根系發(fā)達,無病蟲害,高粗勻稱,長勢旺盛,外形完整,按《主要造林樹種苗木質(zhì)量分級》(GB 6000—1999)中Ⅰ級苗的標準執(zhí)行。
2.2 國儲林造林方案
杉木采伐跡地機械全墾整地再造杉木、楠木,不宜在坡度陡、高海拔、土壤貧瘠山地作業(yè)。機械整地時需把采伐跡地杉木蔸、雜灌移除。機械整地按株行距2.0 m×1.5 m進行大穴整地,大穴規(guī)格按40 cm×40 cm×40 cm實施,杉木和楠木栽植密度均為3 000株·hm-2。每穴施基肥500 g,第2年每株追肥200 g,第3年每株追肥300 g。幼林3年7次全刈撫育,第1年實施培土追肥措施,培兜高20 cm,土堆60 cm×60 cm×60 cm。
2.3 普通造林(傳統(tǒng)造林)方案
杉木采伐跡地人工整地再造杉木、闊葉樹,人工砍除山上灌木雜草后煉山、人工整地。人工整地按株行距2.00 m×1.67 m進行穴墾整地,穴規(guī)格30 cm×30 cm×30 cm,杉木種植密度2 505~3 300株·hm-2、闊葉樹種植密度1 050~1 650株·hm-2。幼林3年7次全刈撫育。
2.4 分析方法
2.4.1 數(shù)據(jù)采集
1)樣方調(diào)查。根據(jù)確定的調(diào)查方案(見表1),于2019年10月、2020年10月、2021年10月用隨機布點的方法,按調(diào)查地點面積的1%機械選取樣方(20 m×20 m)77個,每個樣方記錄樣木的樹種、年齡、直徑、樹高、株高年生長量等因子。
2)查閱小班檔案。登記該調(diào)查小班的采伐年齡、樹種、采伐時林木密度、平均樹高及樹高連年生長量、平均胸徑、直徑連年生長量、平均蓄積等因子。
2.4.2 數(shù)據(jù)處理
1)樹高和直徑。根據(jù)調(diào)查樣方結(jié)果,計算樣方樣木平均胸徑,以所有樣方平均胸徑代表林分平均胸徑,評價林地生產(chǎn)力。根據(jù)地位級(林分平均樹高)反映林地林木生長效果原理,用采伐跡地再造樹種樣方平均木(平均胸徑的林木)的平均樹高為林分平均樹高,評價樹種選擇的造林效果(立地質(zhì)量)。根據(jù)平均樹木的樹高和直徑,計算樹高和直徑的連年生長量,以此比較國儲林造林的生長能力。
2)蓄積生長量。根據(jù)樣方樣木的樹高、胸徑(地徑),查閱《江西省二元立木材積表》計算蓄積,用所有樣方的平均蓄積量計算單位面積蓄積量和蓄積年均生長量。
3 結(jié)果與分析
3.1 平均樹高與平均胸徑生長分析
由表2可知,與普通(傳統(tǒng))造林方法相比,國儲林項目良種良法造林調(diào)查小班綜合計算杉木直徑年均增長62%,樹高年均增長103%;楠木樹高年均增長64%,直徑年均增長77%。結(jié)果顯示,國儲林造林方法能夠提高林地生產(chǎn)效益,改善土壤肥力,提高樹木的土地利用價值。
3.2 蓄積生長分析與評價
調(diào)查結(jié)果表明(見表2),采伐跡地普通(傳統(tǒng))造林杉木年均株高綜合生長量只有國儲林項目的49%,直徑年均增長量也只有國儲林項目的61%;采伐跡地普通(傳統(tǒng))造林楠木年均株高綜合生長量只有國儲林項目的61%,直徑年均增長量也只有國儲林項目的57%;國儲林項目林木蓄積改善效果明顯。
3.3 樹高、直徑、生長勢連年生長綜合評價
由表2可知,采伐跡地國儲林造林小班杉木株高連年生長量大于100 cm,直徑連年生長量大于1 cm;楠木株高連年生長量大于50 cm,直徑連年生長量大于0.5 cm。而杉木采伐跡地普通(傳統(tǒng))造林的杉木株高連年生長量均小于60 cm,直徑連年生長量小于1 cm;楠木株高連年生長量小于50 cm,直徑連年生長量小于0.4 cm。兩者種造林方案林木生長差異顯著,國儲林造林林木生長優(yōu)越。
由表2可知,采伐跡地國儲林良種良法造林3年生杉木較普通(傳統(tǒng))方法造林樹高增長71%、直徑增長88%,3年生楠木樹高增長45%、直徑增長88%;4年生杉木較普通(傳統(tǒng))方法造林樹高增長100%、直徑增長75%,4年生楠木樹高增長53%、直徑增長100%;5年生杉木較普通(傳統(tǒng))方法造林樹高增長96%、直徑增長44%,5年生楠木樹高增長37%、直徑增長79%;6年生杉木較普通(傳統(tǒng))方法造林樹高增長87%、直徑增長49%,6年生楠木樹高增長45%、直徑增長68%。結(jié)果顯示,國儲林良種良法造林幼林階段林地生產(chǎn)效益顯著提高。
根據(jù)林木樹高和直徑生長從幼林到中齡林的林分生長規(guī)律,采伐跡地國儲林良種良法造林的幼樹高生長和直徑生長有顯著提高,表明通過機械整地可改善土壤肥力、疏松土壤結(jié)構(gòu),采用壯苗種植、科學(xué)施肥等措施,不需要改變目標樹種也可達到林地生產(chǎn)效益顯著提高的效果。
3.4 樹種適應(yīng)性及抗逆能力評價
杉木采伐跡地國儲林再造杉木、楠木,其樹高連年生長量均大于普通(傳統(tǒng))方法造林培育的第2代杉木,國儲林項目造林良種利用率100%,Ⅰ級苗木使用率達到100%,達到《楠木培育技術(shù)規(guī)程》(LY/T 2119—2013)和《杉木速生豐產(chǎn)用材林》(LY/T 1384—2007)的生長指標要求。普通(傳統(tǒng))方法造林培育第2代杉木容易受病蟲害侵擾,3~8年林齡的林分出現(xiàn)樹木逐漸死亡現(xiàn)象,林分密度低,8年林齡的林分密度下降到75%,林地內(nèi)出現(xiàn)小面積“空地”,表明普通(傳統(tǒng))方法造林人工整地培育第2代林木的抗逆性明顯減弱。
3.5 效益分析
造林后按設(shè)計要求撫育、施肥,建立監(jiān)測樣地38個。
1)經(jīng)濟效益。新造林杉木林分,按培育杉木速生豐產(chǎn)用材林30年,每667 m2蓄積年生長量為0.7 m3以上,按出材率70%計算,30年后每667 m2可達14.7 m3以上,按當前木材售價1 300元·m-3計算,每667 m2產(chǎn)值1.9萬元。此外,在杉木培育期間實施兩次間伐,可獲得一定的經(jīng)濟效益。項目造林的實施,還有力地帶動了實施區(qū)域和輻射區(qū)域的農(nóng)資生產(chǎn)與銷售、造林苗木培育等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,其間接經(jīng)濟效益更大。
2)社會效益。項目參與人員由林業(yè)管理者和有經(jīng)驗的技術(shù)人員組成,具有知識全面、技術(shù)先進的優(yōu)點。該項目的實施可大大提高輻射區(qū)林農(nóng)和林業(yè)技術(shù)人員從事林業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理的業(yè)務(wù)素質(zhì),掌握先進的林業(yè)造林技術(shù),提高林分質(zhì)量,提高林地生產(chǎn)力,具有很好的社會效益。
3)生態(tài)效益。國儲林項目建成后,營造的國儲林示范林具有較大的生長潛力和很強的固氮能力。同時,項目的實施與輻射推廣,有利于山區(qū)形成良好的森林景觀,為提高江西省森林質(zhì)量、改善林分結(jié)構(gòu)貢獻積極作用,具有較大的生態(tài)效益。
4 結(jié)論與討論
培育國家戰(zhàn)略儲備林,杉木采伐跡地再造杉楠混交林可選擇機械全墾整地造林,不需更換經(jīng)營樹種結(jié)構(gòu),以快速實現(xiàn)經(jīng)營效益的最大化。杉木采伐跡地國儲林機械全墾整地再造杉、楠木,其林地生產(chǎn)效益顯著提高,主要原因是良種使用率高、Ⅰ級苗使用率高、按設(shè)計要求進行合理撫育施肥,加之機械全墾整地改變了土壤結(jié)構(gòu),切斷了殘存樹蔸對土地養(yǎng)分的吸收,土壤肥力顯著提高,林地生產(chǎn)力得以提升,效益顯著提高。
合理選擇森林采伐跡地造林方式,關(guān)系到林業(yè)企業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。根據(jù)調(diào)查資料,七溪嶺林場萬年山分場143小班2012年杉木采伐跡地連栽杉木,年均蓄積生長量較第一代林木下降了44.1%~55.0%。如果持續(xù)這樣經(jīng)營,一個輪伐期七溪嶺林場林木蓄積將下降為43.2萬~53.9萬m3,經(jīng)濟損失巨大。本項目結(jié)果證明,杉木采伐跡地國儲林良種良法造林能夠提高林場林地生產(chǎn)效益,對實現(xiàn)七溪嶺林場森林可持續(xù)經(jīng)營有重要指導(dǎo)價值。
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(責(zé)任編輯:張春雨)