皖东丘陵地区退化刺槐人工林自然演替过程的研究

王懿君

（南谯区林业和园林局，安徽　滁州　239000）

皖东丘陵地区退化刺槐人工林自然演替过程的研究

王懿君

（南谯区林业和园林局，安徽滁州239000）

本文为探索衰退小老树林和残次林更新复壮的路径、时间与可行性的措施，实现人工林的近自然经营和速生丰产的目标，对退化的人工刺槐林分开展了10～15年封禁保护措施，并持续调查封禁后试验区内的树种生长、种群数量和林木蓄积量。结果表明，刺槐人工林退化后，可以通过10～15年封禁保护措施，达到自然生态修复的目的。自然演替丰富了树种，增加了种群数量，提升了林木蓄积量，其中朴树、黄连木是值得重点保护和培育的树种。

刺槐；人工林；自然演替；林地生产力

刺槐（Robinia pseudoacacia）俗称洋槐，属豆科落叶大乔木，原产北美地区的墨西哥，1877年引入我国；因其根系为浅根性，非常适合皖东丘陵土壤条件；因适应性强、造林成活率高、生长快、繁殖易、用途多而被广泛推广。二十世纪七八十年代成为我国主要造林树种，目前仍然是华北、西北、东北及长江中下游地区重要的荒山绿化和城市园林绿化树种，是一个代表性的“乡土化”树种。刺槐是阳性喜光、固氮树种，其侧根发达、萌芽更新能力强、根瘤菌丰富，可有效提高地力。由于特殊的气候、瘠薄的土壤和严重的病虫害等原因，导致刺槐部分林分衰退，单位面积数量少，林木生长量急剧下降，出现缓慢增长或负增长现象，从而使得林地生产力显著下降，沦为衰退林地。笔者尝试通过阶段性封山育林和生态修复促进人工林的近自然经营，实现森林的树种多样性和自然更新复壮。

1　试验地概况

试验地位于安徽省东部丘陵地区的滁州市南谯区施集镇龙蟠村魏郢组，海拔110～160m，基岩为安山岩与变石英角斑岩过渡类型，土层厚度20～50 cm，呈微酸性至中性，土壤肥力中等。属北亚热带向暖温带过渡气候类型，年降水量1 031mm，年平均气温14.4～16.6℃，无霜期224 d，呈现出雨量充沛、四季分明的气候特征。当地的土壤和气候条件适应多种落叶阔叶树种生长。试地面积8 hm2。

2　试验材料和方法

试验材料为35年生人工刺槐林，林分郁闭度0.5；立木株数585株/hm2，其中刺槐300株/hm2。由于林木保留过于稀疏，导致朴树、苦楝、臭椿等乡土树种自然侵入，为自然生态修复提供了可能性；除刺槐外，目的树种还有4个，即黄连木、朴树、苦楝、棠梨。自1999年起对试验区进行全面保护和封山育林，禁止森林采伐、放牧和人为樵采、开垦种植农作物等；同时设置25.82m×25.82m的固定样地进行长期跟踪调查，定期调查树种变化情况、立木数量、树高、胸径等因子，从1999年开始，每5年调查1次，持续至2014年。

3　结果与分析

3.1人工刺槐林自然演替对单位面积活立木株数的影响

从表1可以看出，35年刺槐林分单位面积立木株数呈现逐年下降趋势。2004年调查时，刺槐数量由1999年的24株降低到12株，立木株数下降了50%，表现出极不适应性；而其他乡土树种则呈现出增长趋势，4个目的树种数量由15株增加到20株，立木株数增长了33.3%，表现出较强的自然生态修复能力。

2009年调查时，立木总株数与1999年相近，但刺槐数量已减少至7株，立木株数下降了70.8%，逐步沦为次要树种；而其他乡土树种则继续呈现快速增长趋势，4个目的树种数量增至31株，立木株数增长了106.7%。

2014年调查，立木总株数达到78株，刺槐数量由7株增加到10株，与1999年调查相比，下降了58.3%，沦为伴生树种；而其他乡土树种则继续呈现快速增长趋势，4个目的树种增加到68株，表现出阶段性倍增，立木株数总体增长353.3%，林分郁闭度达到0.9，林木生长状况稳定、林相整齐。

总体变化趋势分析：从1999年开始，每5年调查1次，林分总体立木数量增长率为-17.9%、

-2.6%、102.6%，表明前10年处于乡土树种与原生树种刺槐对抗竞争阶段，此消彼长；而10年后，乡土树种种群数量剧增，并且迅速成为主要树种，竞争优势明显，15年左右基本达到自然演替和近自然经营的目标。

表1　刺槐自然演替对立木株数的影响调查

3.2刺槐林自然演替对目的树种种群数量变化的影响

从表2可知，刺槐人工林通过15年近自然经营，乡土树种先后出现了5个，种群数量由15株增加到68株，其中朴树表现最为活跃，是林分中增长速度最快的树种，从1999年开始实施近自然经营技术以来，呈现种群数量倍增趋势，2014年其种群数量占到乡土树种总株树的75%，说明了其是试验区重点保护和培育的目的树种；黄连木也是皖东地区主要的乡土树种之一，种群数量由封育前的8株增加到14株，增长幅度达到87.5%；而棠梨、苦楝、臭椿是皖东地区比较常见的乡土树种，因阳性树种随着林分郁闭度的增加而逐步死亡，他们成为阶段性存在的伴生树种。

表2　刺槐自然演替对入侵的主要乡土树种立木株数的影响

3.3刺槐林自然演替对林木胸径增长的影响

从表3可以看出，刺槐人工林通过15年近自然经营，林木总胸径值一直在递增，从1999年的325.1 cm逐步增加到344.7 cm、408.9 cm和741.1 cm，增长幅度分别达到6.0%、25.5%和228.0%。这表明实行封山育林的前10年期间，林木生长率维持缓慢增长，10年后由于近自然林达到理想经营状态，林木胸径增长达到2.28倍。具体树种分析：原始树种刺槐因自然衰退死亡和天然更新乏力，林木胸径由183.1 cm逐步下降到119.1 cm、66.4 cm和87 cm，总体下降幅度达到47.5%，沦为次要树种；黄连木虽然在种群数量上没有明显增加，但生长量增长较快，林木胸径由80.8 cm逐步增加到107.0 cm、152.9 cm和194.1 cm，总体增长幅度达到236.9%，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，林木胸径由40.3 cm迅速增加到93.7 cm、167.6 cm和439.4 cm，总体增长幅度达到10.9倍，成为最有发展潜力、速生丰产性强的目的树种。

3.4人工刺槐林自然演替对林分蓄积量增长的影响

由表4可知，通过15年的近自然经营，刺槐林木总蓄积量从1999年的1.008 7 m3逐步增加到1.519 0m3、1.935 4m3和3.159 4m3，增长幅度分别达到59.7%、91.9%和213.2%。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。具体树种分析：原始树种刺槐因自然衰退死亡和天然更新乏力，总蓄积量由0.595 6m3逐步下降到0.389 9m3、0.213 8m3和0.228 8m3，总体下降幅度达到61.6%，沦为次要树种；黄连木种群数量缓慢增长，但林木生长速度进一步加快，蓄积量由0.210 6 m3逐步增加到 0.622 9 m3、0.959 4 m3和1.255 6m3，总体增长幅度达到496.2%；朴树作为最为活跃的目的树种，种群数量呈现剧增，总蓄积量由0.107 8m3逐步增加到0.381 6m3、0.699 8m3和1.606 0m3，总体增长幅度达到13.9倍，成为目的树种的首选。

表3　刺槐自然演替对林分胸径生长的影响调查

3.5刺槐人工林自然演替对各树种种群结构的影响

从表5可以看出，经过15年的封山育林，刺槐种群数量由24株下降到10株，人工林主体地位得到彻底颠覆，种群结构由占主导地位的61.4%下降到12.8%，成为次要树种；朴树、黄连木等天然自生的乡土树种种群数量达到68株，结构比例由38.6%提升到87.2%，完成了刺槐人工林的自然演替过程。

综上所述，经过15年的封山育林，刺槐胸径总和、林分蓄积量一直在下降，说明其已成为逐步淘汰的树种。而天然生态修复的阔叶树种胸径总和、林分蓄积量一直在增加，说明其渐变成为森林顶级群落。其中朴树表现最好，为第一目的树种；黄连木次之，其与朴树共同组成森林演替的重点目的树种。

表4　刺槐自然演替对林分蓄积量的影响调查

表5　刺槐自然演替对各树种种群数量结构的影响分析

4　结论

（1）刺槐人工林退化后，可以不采取人工干预方式进行重新造林，通过10～15年封禁保护措施，完全可以达到自然生态修复目的，是衰退小老树林和残次林更新复壮的有效方式。

（2）皖东丘陵乡土树种资源丰富，对于土壤瘠薄的安山岩、玄武岩、紫砂岩上的人工林，实施近自然经营方式进行天然更新技术是可行的。通过限制性措施，不仅使现有林分得到生态修复，而且能使树种更丰富、种群数量大幅增加、林木蓄积量迅速提升，达到速生丰产的目标，提高了林地利用率。

（3）朴树、黄连木是皖东丘陵最具代表性的乡土阔叶树种，具有生态修复能力强、种群数量发展快、林分速生丰产性稳定、有效改善林分土壤和小气候环境等特点，是生态修复中值得重点保护和培育的树种，通过自然演替，逐步恢复皖东丘陵落叶阔叶林顶级森林群落。

（责任编辑：杨婷婷）

Study on NaturalSuccession Processof Degraded Robinia pseudoacacia Plantations

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

In this paper，in order to exploreways，time and feasiblemeasures for regenerating and invigorating degraded small-old trees and remnant forests and achieve the goalof close-to-naturemanagementand fastgrowing and high yields，a 10 to 15-year-long hillclosuremeasure was adopted for degraded Robinia pseudoacacia plantations and continual surveys weremade on the growth of tree species，population quantity and stand volume in the test area after hill-closure.The results showed that a 10 to 15-year-long hillclosure measure could achieve the goal of natural ecological restoration for degraded Robinia pseudoacacia plantations.Natural succession enriches tree speciesand increases the stand volume，and Celtis sinensis and Pistacia chinensisare the speciesworthy ofkey protection and cultivation.

Robinia pseudoacacia；Plantations；Naturalsuccession；Woodland productivity

S792.27

A

2095-0152（2016）05-0022-03

2016-05-26

2016-06-29

王懿君（1974-），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:nqlywyj@163.com