皖东石灰岩丘陵地退化人工林自然演替过程的研究

王新洋

（南谯区林业和园林局，安徽 滁州 239000）

皖东石灰岩丘陵地退化人工林自然演替过程的研究

王新洋

（南谯区林业和园林局，安徽 滁州 239000）

皖东丘陵地区分布有相对集中的石灰岩山地，岩石裸露、土壤瘠薄，加上易旱易涝的气候特征和不合理的人工造林等原因，导致人工林出现较大规模的退化现象，形成稀疏的落叶阔叶疏林地或灌木林地，造成林地浪费，土地利用率较低。笔者对退化的人工林中稀疏的落叶阔叶树资源采取封禁保护措施，促进退化林地的自然演替，破解石灰岩山地更新造林难题，促进生物多样性和自然生态修复，实现稳定的、可持续经营的目标。

石灰岩；退化人工林；生态修复；自然演替；技术

皖东丘陵位于北亚热带向暖温带过度地带，气候温和、雨量充沛，适合绝大部分落叶阔叶树的生长，物种丰富，具有典型的落叶阔叶林群落特征。石灰岩山地岩石裸露、土层瘠薄，大规模人工造林易导致原生植被被破坏，水土流失、林地退化、林分质量不高。上世纪七八十年代营造的黑松、马尾松、油桐、刺槐等均形成小老树林，并逐步退化为疏林地；而作为人工林抚育对象的朴树、黄连木等乡土树种在缺少人为抚育管理的情况下，通过飞籽成林方式逐步向天然次生林演替，实现退化人工林的自然修复，实现了树种多样性和自然更新复壮。

1 试验地概况与试验方法

试验地选择在安徽省东部的滁州市南谯区施集镇孙岗村墩子王阔叶稀疏林地，海拔110～280 m，基岩为石灰岩，土壤厚度20～60 cm，pH值7.6，呈中性偏碱，土壤肥力中等偏下。属北亚热带向暖温带过渡气候，年均降水量1 031 mm，年均气温14.6℃，无霜期224 d，四季分明，雨量充沛，但雨量相对集中在梅雨季节，春旱、干热风和夹秋干特征明显，人工林不同年份之间存在差异。当地的土壤和气候条件适合多种落叶阔叶树种生长，是南树北移和北树南迁的理想区域。

试验地面积12 hm2，原地类为1982年营造的油桐林，种植密度630株/hm2，由于保留木过于稀疏，加上油桐需求的急剧萎缩，成为无人问津的小老树林。该地远离村庄，人为活动稀少，为朴树、黄连木等乡土阔叶树种飞籽成林提供了良好条件；与此同时，盐肤木、一叶荻等灌木树种大举侵入，为石灰岩山地退化林地生态修复提供了可能性。1989年开始对试验区进行全林保护和封山育林，禁止采伐、放牧和人为樵采、开垦种植等；同时设置25.82 m× 25.82 m的固定样地进行长期调查，定期调查树种变化情况、立木数量、树高、胸径等因子。

2 结果与分析

2.1 阔叶疏林地自然演替目的树种种群数量变化

样地调查结果见表1。

表1 阔叶疏林地自然演替对目的树种种群数量的影响调查

从表1可以看出，封山育林措施能够有效提升石灰岩山地目的树种种群数量和单位面积立木株数，呈现出逐年上升趋势。将1989年底调查作为对照参数，样地共有7个树种29株，林木稀疏、分布不均，并且以强阳性树种、软阔叶树种和灌木树种为主，山槐、盐肤木、山胡椒、枫香、毛梾数量达到17株，占种群数量的58.6%。

1994年复查，样地种群数量达到48株，增幅达到66%。但盐肤木全部死亡。表明林分郁闭度达到0.7以上时，强阳性和灌木类种群竞争优势迅速下降；而朴树和黄连木等硬阔树种种群数量迅速增加，达到32株，占种群数量的66.6%，处于竞争的优势地位。

1999年复查，样地种群数量达到92株，增幅达到217%。10年间，受到生态环境改善、林木良性竞争等原因，山槐种群数量增幅明显，达到23株，是1989年调查的228.6%；而朴树和黄连木等硬阔树种种群数量继续迅猛增长，达到62株，占种群数量的67.4%，处于竞争的优势地位；自然增加了茶条槭、黄檀和臭椿新种群。

2004年复查，样地种群数量达到99株，增幅达到241%。15年间，林木种群之间竞争加快，山槐种群数量呈现自然下降趋势，减少到15株，只有1989年调查的1倍；而朴树和黄连木等硬阔树种种群数量呈现平稳增长趋势，达到69株，占种群数量的69.7%，处于竞争的优势地位；自然增加了皖东地区主要树种——栾树。

2009年复查，样地种群数量达到111株，增幅达到283%。20年间，林木种群数量稳定增长，朴树和黄连木等硬阔树种种群数量达到80株，占种群数量的72%，处于林分的主导地位；此外黄檀、茶条槭等各有零星增长，林地种群结构趋于稳定状态。

2014年复查，样地种群数量96株，增幅下降到234%。25年间，林木种群之间竞争达到顶峰，山槐、栾树种群自然灭亡；而朴树和黄连木等硬阔树种种群数量呈现平稳增长趋势，达到82株，占种群数量的82.8%，处于顶级群落；此外还自然增加了榔榆和油桐，阔叶树种类累计达到15个。

总体变化趋势分析：退化人工林通过10年时间的修复，种群数量达到92株，即初步实现自然演替的目标。10～20年是各树种种群竞争激烈阶段，以山槐、盐肤木等为代表的强阳性和软阔叶树种逐步被淘汰和自然消亡；而以朴树、黄连木为代表的硬阔叶树种成为主导树种，居于统治性地位，实现了自然演替的目标。

2.2 阔叶疏林地自然演替林木胸径增长的调查

从表2分析可知，通过25年近自然方式经营，以1989年参数为对照，林木总胸径值从1989年的209.0 cm逐步增加到411.7 cm、770.3 cm、938.3 cm、1 122.2 cm和1 150.9 cm，增长幅度分别达到97%、268.6%、348.9%、436.8%和450.7%，表明前20年林木生长率始终处于高速增长期，20年后林木生长速度平稳增长。其中，盐肤木因竞争乏力而自然衰退死亡，成为第一个被淘汰的树种；山槐前20年种群数量起伏变化较大，林木胸径较小，表明始终处于弱势地位；黄连木是种群数量和质量变化比较明显的树种，表现出高速增长，林木粗度由48.0 cm逐步增加到94.4 cm、227.0 cm、295.0 cm、324.8 cm和342.4 cm，总体增长幅度达到613.3%，成为两个主要目的树种之一；朴树是表现最为活跃的乡土树种，种群数量呈现几何数增长，树木粗度由59.3 cm逐步增加到204.4 cm、342.2 cm、436.5 cm、558.1 cm和659.2 cm，总体增长幅度达到11.1倍，成为最有发展潜力、速生丰产性强的目的树种。

表2 阔叶疏林地自然演替对林分粗生长的影响调查

2.3 阔叶疏林地自然演替林分蓄积量增长的调查

从表3可知，石灰岩山地退化人工林通过25年自然演替经营，以1989年参数为对照，林木总蓄积量从1989年的0.548 3 m3逐步增加到1.318 1 m3、2.714 1 m3、4.183 1 m3、5.548 0 m3和6.783 9 m3，增长幅度分别达到140.4%、395.1%、662.9%、911.9%和1 137.3%。表明封山育林后，林分蓄积量实现了稳步增长，逐步实现了近自然林经营目标。其中，山槐呈现巨幅波动，林木总蓄积量由0.063 1 m3变化到0.168 9 m3、0.282 3 m3、0.262 5 m3、0.269 0 m3和0，最终与盐肤木一起成为被淘汰的首要树种；黄连木种群数量缓慢增长，但林木生长速度进一步加快，林木蓄积量由0.181 9 m3逐步增加到0.394 0 m3、0.903 8 m3、1.477 3 m3、1.783 5 m3和2.060 5 m3，增长幅度分别达到116.6%、396.9%、712.1%、880.5%和1 032.8%；朴树作为最活跃的目的树种，种群数量增幅较快，林木总蓄积量由0.215 3 m3逐步增加到0.687 0 m3、1.385 9 m3、2.125 7 m3、3.048 5 m3和4.073 9 m3，增长幅度分别达到2.2、5.4、8.9、13.2和17.9倍，单个树种蓄积量基本达到当地一般人工林标准，其已成为目的树种的首选。

表3 阔叶树疏林地自然演替对林分蓄积量的影响调查

2.4 阔叶疏林地自然演替各树种种群结构的调查

从表4可以看出，封山育林前，山槐和盐肤木等软阔叶树种占37.8%，经过25年封山育林，种群数量由15株下降到1株，由主要树种变成被自然淘汰的树种或伴生树种；而朴树、黄连木等天然自生能力较强的乡土树种种群数量由12株逐步增加到31、62、69、80株，2014年达到82株，结构比例由41.4%提升到85.6%，成为石灰岩山地退化人工林自然演替过程的顶级群落，毛梾、茶条槭、榔榆、栾树等也是皖东落叶阔叶林里常见的伴生树种。

从表5可以看出，经过25年封山育林，盐肤木、山槐等软阔叶树种粗度总和由82.5 cm增长到141.1 cm，最后下降到0，占林分比重由39.5%下降到9.6%，直至减少为0；而天然生态修复的朴树和黄连木两个主要阔叶树种粗度总和由107.3 cm提高到1 001.6 cm，占林分比重由51.3%提高到87.2%，成为森林顶级群落树种。其中朴树由封育前的28.3%提高到57.4%，成为主导树种；黄连木由封育前的23%提高到29.8%，表明该树种是自然演替最为稳定或不可或缺的树种，与朴树共同组成森林演替的主要目标树种。

从表6可以看出，经过25年封山育林，石灰岩退化山地软阔叶树种山槐和盐肤木森林蓄积量由0.126 7 m3增加到0.282 3 m3，最后下降到0，占林分比重由23%下降到0，成为逐步被淘汰的树种；而天然生态修复的阔叶树种由0.413 1 m3提高到2.930 6 m3，占林分比重由41%提高到92.4%，成为较为稳定的森林顶级群落；朴树由封育前的39.3%提高到60.1%，成为第一树种；黄连木由封育前的33.2%下降到30.4%，基本处于相对稳定状态，它与朴树共同组成自然演替的目标树种，蓄积量占比由封育前的72.5%提高到90.5%。

表4 阔叶疏林地自然演替对各树种种群数量结构的影响分析

表5 阔叶疏林地自然演替对林分粗生长结构的影响分析

表6 阔叶疏林地自然演替各树种蓄积量生长结构的影响分析

3 结论与讨论

（1）基岩为石灰岩的人工林退化后，可以不通过人工造林方式进行更新。通过10年时间封禁保护，可以基本达到自然生态修复的目的，是衰退人工林和稀疏落叶阔叶林更新的有效方式；20年以后林分达到稳定的树种结构和群落结构。

（2）皖东丘陵乡土树种资源丰富，对于土壤瘠薄的石灰岩山地的退化人工林或稀疏的天然次生林，实施自然演替方式进行天然更新技术上是可行的。通过严格的封山育林措施，不仅可以实现自然的生态修复，还能够确保种群数量稳定增长，林木蓄积量达到或超过同期人工林的水平，减少了人力、物力，保护了原始生境条件，有效提高了林地利用率。

（3）皖东丘陵最具代表性的乡土落叶阔叶树种主要有朴树、黄连木和麻栎、栓皮栎等，它们具有适应性广、速生丰产性稳定、生态修复能力强、种群数量增长快、保持水土、有效改善林分土壤和小气候环境的优点，是石灰岩山地生态修复中值得重点关注和保护的树种。通过自然演替，可逐步恢复皖东丘陵地区落叶阔叶林典型的群落类型。

（责任编辑：杨婷婷）

Study on Natural Succession of Degraded Plantations on Limestone Hills in East Anhui

WANG Xinyang
（Nanqiao District Forestry and Landscaping Bureau，Chuzhou 239000，Anhui，China）

In hilly regions in eastern part of Anhui Province，relatively concentrated distribution of limestone hills with bare rocks and barren soil，frequent droughts and floods and improper afforestation has led to large-scale degradation of plantations and formed sparse broad-leaved deciduous plantations and shrubberies，a waste of woodland and low land utilization rate.In this paper the measure of hillclosure was adopted for degraded sparse broad-leaved deciduous plantation resources to facilitate natural succession of degraded woodland and solve the problem of reforestation on limestone hills，which would promote biodiversity and natural ecological restoration and achieve the goal of steady and sustainable management.

Limestone；Degraded plantations；Ecological restoration；Natural succession；Techniques

S791

A

2095-0152（2016）04-0003-06

2016-05-26

2016-06-07

王新洋（1965- ），男，林业工程师，主要从事人工林栽培与天然林生态修复方面工作。E-mail：nqlywxy@163.com