退化柞蚕场人工促进柞树-红松混交林修复关键技术研究

张慧东，尤文忠，毛沂新，颜廷武，魏文俊，王睿照，赵刚

(辽宁省林业科学研究院，辽宁 沈阳 110032)



退化柞蚕场人工促进柞树-红松混交林修复关键技术研究

张慧东，尤文忠，毛沂新，颜廷武，魏文俊，王睿照，赵刚

(辽宁省林业科学研究院，辽宁 沈阳 110032)

近年来退化柞蚕场栽植红松成为辽东山区一种被林农广泛接受的生态恢复模式；但是，目前对这种恢复模式的适用范围、具体技术和实施效果还不甚了解。通过对辽东山区典型退化柞蚕场营建的柞树-红松混交林林分生长规律、红松结实规律的调查分析，初步揭示了该区域退化柞蚕场营建柞树-红松混交林的生长情况，确定了退化柞蚕场生态恢复柞树-红松混交林的最适造林密度。研究结果可为辽东山区退化柞蚕场生态恢复提供科学参考。

退化柞蚕场；混交林；柞树；红松；生态恢复

辽宁有800多年的放蚕历史[1]，目前全省蚕场面积达52.44万hm2，分布在全省的11个市的2 560个村，柞蚕业已成为部分山区农民经济收入的主要来源。由于受短期经济利益驱使，长期以来，重放养轻管护、过度放蚕、对蚕场柞树进行短周期频繁刈割、酷采滥樵等行为，使蚕场树木出现生长衰退，更新能力下降，致使蚕场柞树矮化、稀疏，蚕场逐步退化进而形成沙化[2-4]。有关统计资料表明，山区蚕场沙化面积已占矮柞林植被面积的30%左右，退化蚕场的增加直接导致了土壤侵蚀面积的不断扩大，轻度侵蚀面积扩大与退化蚕场面积增加呈正相关，并有继续蔓延的趋势。退化蚕场使地表植物稀疏，固土能力差，尤其是沙化蚕场，雨季沙石易伴水而下，使水土流失状况进一步恶化。为应对柞蚕场的退化和沙化，行政管理部门和蚕农等在退化、沙化的蚕场开展了封山育林、水土保持工程治理、补植绿色植物等物理和生物治理措施，并取得了一定的治理效果[5-9]。但是，单纯的退化蚕场治理有其适用的局限性，其不能有效地解决蚕农经济收入增加与生态环境恢复的矛盾，使其在退化蚕场的治理过程中不能得到蚕农广泛的支持。

近年来，在退化蚕场栽植红松已成为一种被蚕农广泛接受的退化蚕场生态治理新模式[10]，其具有以下几方面的优势。首先，红松作为辽东地区原生顶级群落的关键种，其材质优良，具有良好的抗压力、耐朽力，是很好的用材树种；另外，红松结实丰富、种粒大，种仁含丰富的种油(达70.49%)、蛋白质(17.18%)，还含有人体必需的维生素A、E以及脂肪酸、油酸、亚油酸和亚麻酸和皮诺敛酸等，经济价值极高，是辽东地区树种改良和林分改造的首选树种。其次，该模式允许蚕农在初期继续放蚕，保证蚕农收入不降低，红松进入结实期后可以通过采收红松果实增加蚕农经济收入，从而实现退化柞蚕场生态恢复过程中蚕农短期、长期经济收益的兼顾，有效提高蚕农退蚕还林积极性。再次，柞树-红松混交林的营建，可以促进退化蚕场树木的生长，减少水土流失，减少病虫害，最终将退化柞蚕场改良成为群落结构稳定、生态功能良好、经济效益明显的针阔混交林。但是，目前对这种生态恢复模式的适用范围、关键技术和实施效果还不甚了解，本研究通过对辽东山区典型退化柞蚕场柞树-红松混交林生长规律、红松结实规律等的调查分析，为辽东山区退化柞蚕场营建柞树-红松混交林提供科学指导。

1 研究区概况

本研究主要针对郁闭度0.4以上，灌草总盖度大于60%，枯落物层厚大于2 cm，树势出现明显衰退，在现有条件下不能实现正向演替的退化柞蚕场，或经过封育措施林分状况恢复到上述指标的林分营建柞树-红松混交林。于2012年，对辽宁省东部山区的宽甸、凤城和西丰等地的退化柞蚕场和已栽植红松的退化柞蚕场进行调查，样地基本情况见表1。

表1 柞树-红松混交林样地概况

2 研究方法

在红松已进入结实期的柞树-红松混交林(红松造林密度：2 m×2 m、2 m×3 m、3 m×3 m和4 m×5 m)分别设置3块20 m×30 m的调查样地，对样地内的红松和柞树进行每木检尺，测量内容包括胸径、树高、连年生长量、结实量、种子粒数等指标。

3 结果分析

3.1 嫁接红松胸径、树高生长相关性研究

对退化柞蚕场营建的柞树-红松混交林红松生长规律进行的调查结果显示，退化柞树-红松混交林内嫁接红松的胸径和树高有着较好的相关性。红松栽植10年后，林分内的红松平均胸径为3.45 cm，但是受林内柞树遮阴、养分空间等条件的影响，柞树-红松混交林红松的胸径差异较大，最小胸径仅为2 cm，最大的胸径为4 cm；红松冠层的高度差异不显著，平均高为3.45 m，其最矮为3.20 m，最高为3.60 m。红松的胸径和树高有着良好的正相关，相关关系为y=1.736 9X0.516 8(R2=0.766 8)，结果见图1。可见，在退化柞蚕场生态恢复过程中栽培的红松在生长初期受到退化蚕场内柞树的影响，其高生长优于径生长，主要表现为红松个体间胸径变化较大，而高生长则差异较小。

3.2 柞树-红松混交林红松树高生长规律

图2显示了退化柞蚕场生态恢复柞树-红松混交林林分生长规律。由图可以看出，在退化柞蚕场内栽植红松后，红松的平均高生长在第5年出现显著的增加，从第6年开始，红松的连年高生长和连年累积高生长均明显增加，并随林龄增长其连年累积高生长呈现出指数增加趋势(y=5e0.335x，R2=0.685)。在对栽培5年后的红松进行嫁接后，嫁接红松的各项生长指标仍保持高速生长，其树高、胸径和材积分别是嫁接前的173%、193.8%和386.8%。可见，退化柞蚕场生态恢复柞树-红松混交林的初期效果极为明显。

3.3 柞树-红松混交林红松结实规律

采用红松嫁接苗可使红松完全克服对立地条件要求高的固有生物学特征，促进红松生长、提高红松生长量，并促进红松提前结实10 a以上。退化柞蚕场生态恢复柞树-红松混交林营建目的之一就是充分利用红松嫁接苗的生长特性，促进退化柞蚕林内红松快速地进入结实期，增加退化柞蚕场生态恢复过程中林农的经济收入。

凤城市不同密度柞树-红松混交林红松结实规律调查结果显示，林分密度对退化柞蚕场生态恢复柞树-红松混交林的红松结实株率、单株结实量、单球果质量和球果种粒数有显著的影响。从图3可以看出，不同林分密度与红松结实数量和质量总体均表现为负相关关系，其中林分密度与结实株数和单株结实量呈幂函数关系，与单球果质量、球果种子数呈二次函数关系，其相关系数R2均在0.9以上。

从图3可以看出，红松结实株率和平均单株结实量随混交林中红松密度降低而增加，在500株hm-2时达到最大；而红松单球果质量和球果种子粒数均表现为林分密度为每公顷1 000株左右时最低，在500株hm-2时达到最大。因此，综合林分密度对红松结实影响的分析，在红松进入果实采收期后保持退化柞蚕场生态恢复柞树-红松混交林红松密度在500株hm-2左右时，红松结实株率、平均单株结实量、单球果质量和球果种子粒数等指标均最高。结合多年的生产实践表明，鉴于嫁接红松苗市场价格较高，营建嫁接红松为主的柞树-红松混交林初始投入、后期抚育和管理成本较高，因此为实现较高的经济产出比，建议在以收获红松果实为目的进行退化柞蚕场柞树-红松混交林生态恢复过程中，嫁接红松初植密度应以600～750株hm-2为宜。

4 结论与讨论

在退化柞蚕场中补植红松，应特别注意加强后期的抚育管理。一是红松在幼龄林阶段生长缓慢，易受到生长较快的栎类和其他阔叶树种所遮挡压制，因此在林分郁闭后，要及时进行透光抚育，伐除影响目的树种生长的藤本植物、灌木和非目的树种，以及目的树种中部分生长不良的林木，促进目的树种的生长；二是通常蚕场的退化最显著的特点就是表层土壤的沙化，因此保育土壤也是退化柞蚕场生态恢复的重要内容，根据多年的实践，建议对混交林草本的抚育时间在立秋后进行，草本植物有利于地表腐殖质的形成和保持水土；三是在抚育的同时对群落的结构进行调整，对丛生柞树进行定株抚育，调整林分红松与柞树混交比保持在4∶6～6∶4之间，将退化柞蚕场培育为具有稳定结构、较高生产力和较强生态功能的针阔混交林。该技术的实施不仅可在维护生态安全、提供生态服务等方面产生巨大的生态效益，同时可以增加林农的经济收入，解决长期以来存在退蚕还林与林农经济收益的突出矛盾，实现生态、经济和社会效益的协调发展。

[1] 姚荣升，董兆琪.辽东山区柞蚕场存在问题及发展对策[J].防护林科技，2009(06)：87-88

[2] 蒋伟，岳丽华，肖涛，等. 辽东山区柞蚕场生态环境评价指标及防治技术[J].水土保持应用技术，2008(2)：36-37

[3] 孙宝林，霍进臣，车忠新，等.辽东山区柞蚕场水土保持生态修复技术[J].中国水土保持.2006(6)：30-31

[4] 吴振铎，赵月田，潭学仁，等.柞蚕场沙化、退化成因分析及柞蚕业发展的基本构想[J].吉林林业科技，2005，34(4)：37-40

[5] 李晓华，李铁军，舒乔生.辽东地区柞蚕场植被动态[J]. 吉林林学院学报，1999，15(1)：43-45

[6] 曹忠杰，林素兰，贾天会.辽东山区柞蚕场土壤侵蚀研究[J].水土保持研究，2001，8(1)：137-141

[7] 吴菲，黄毅，于淼.辽东山区柞蚕场退化现状及治理措施[J].辽宁城乡环境科技，2006，26(4)：36-40

[8] 张慧东，尤文忠，赵刚，等.辽东山区封育退化柞蚕林的生态空间格局变化[J].辽宁林业科技，2014(2)：17-20，56

[9] 魏文俊，尤文忠，赵刚，等.退化柞蚕林封育对枯落物和表层土壤持水效能的影响[J].生态学报，2016，36(3)：721-728

[10] 曾凡顺，李来荣，富艳臣.辽东山区现有柞蚕场的生态效益分析及可持续经营对策[J].辽宁林业科技，2006(4)：10-13

Technology for Ecological Restoration of Mixed Forest ofQuercusmongolica-PinuskoraiensisPlanted in Degraded Tussah

Zhang Huidong, You Wenzhong, Mao Yixin, Yan Tingwu, Wei Wenjun, Wang Ruizhao, Zhao Gang

(Liaoning Academy of Forestry，Shenyang 110032,China)

In recent years, plantingPinuskoraiensisin degraded tussah becomes one kind of ecological recovery mode in degraded tussah which were widely accepted by farmers in mountainous area in Eastern Liaoning Province. However, at present the scope of application of this recovery mode, the specific techniques and its effects are still poorly understood. The growth and fruition of mixed forest ofQuercusmongolica-Pinuskoraiensisplanted in degraded tussah in mountainous area in Eastern Liaoning Province was investigated. It is initially revealed the growth of mixed forest ofQuercusmongolica-Pinuskoraiensisplanted in degraded tussah in this region, and determined the optimum density for ecological restoration in the mixed forest ofQuercusmongolica-Pinuskoraiensisin degraded tussah. Result can be provided scientific

for ecological restoration in degradation tussah in mountainous area in Eastern Liaoning province.

degraded tussah; mixed forest;Quercusmongolica;Pinuskoraiensis;ecological restoration

1005-5215(2016)11-0008-03

2016-09-18

辽宁省农业领域青年科技创新人才培养计划(2014015)；国家科技支撑计划项目(2012BAD22B04)

张慧东(1981-)，男，内蒙古呼和浩特人，博士，高级工程师，主要从事森林生态研究，Email: zhanghuidong00@163.com

S725.2

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2016.11.003