吕梁山沿黄红枣经济林退耕还林地生态调查研究

殷海善，乔 月，刘焕焕，贺润平，高海平

（1.山西农业大学农业经济管理学院，山西太原 030006；2.山西农业大学资源环境学院，山西太谷 030801；3.山西农业大学植物保护学院，山西太原 030031；4.柳林县林业局，山西柳林 033300）

山西省吕梁山沿黄山区有13.3 万hm2红枣经济林，大部分为25°以上坡耕地，随着枣树经济效益下滑，部分红枣经济林抛荒、弃管成为生态林[1]。基于坡耕地红枣经济林抛荒后生态结构不合理、生态服务价值不高的情形[2-5]，有学者提出吕梁山沿黄坡耕地红枣经济林应该退耕还林，即补植补种，乔灌结合，针阔结合，构建生态结构合理、生态功能良好的生态林[6]。坡耕地红枣经济林退耕还林是指作为经济林管理的枣树，通过补植一定密度的乔木、灌木，达到生态林的密度标准，退出耕地、锄草等土壤管理和修剪、抹芽等树体管理，按照生态林的技术要求来管理的生态改造行动。吕梁山坡耕地红枣经济林在2000—2005 年第一轮退耕还林时有个别村庄实施了退耕还林，混交了刺槐、侧柏、油松、山杏。

2019 年10 月底笔者通过调查柳林县的红枣经济林将近20 a 退耕还林地混交不同树种的样地，评价其生态结构和功能，旨在为25°坡耕地红枣经济林大规模退耕还林提供参考。

1 材料和方法

1.1 调查地点和样地概况

吕梁山红枣经济林退耕还林混交其他树种的调查地点为柳林县。柳林县位于吕梁山沿黄红枣经济林带中部，南部有石楼县和永和县，北部有临县、兴县和保德县，位于吕梁山沿黄红枣经济林的中心。柳林县红枣经济林面积为1.867 万hm2，在耕地质量结构上，坡耕地约为1.333 万hm2，梯田约为530 hm2，平地面积不足330 hm2。目前，全县红枣经济林管护面积约为30%～40%，放弃管理面积约为60%～70%，与其他沿黄红枣经济林县的情况相似。

调查样地包括4 种（表1）。4 块样地的枣树栽种时间均为1998—1999 年，初植密度为600 棵/hm2，样地1 为红枣经济林混交刺槐。刺槐栽种时间为2000—2001 年，初植密度为1 650 棵/hm2。样地2为红枣经济林混交侧柏。侧柏栽种时间为2000—2001 年，初植密度为1 650 棵/hm2。样地3 为红枣经济林混交油松。油松栽植时间为2017 年，初植密度为1 650 棵/hm2，树苗高度为150 cm。样地4 为红枣经济林混交山杏。山杏栽植时间为2000—2001 年，初植密度为1 650 棵/hm2。

表1 柳林县红枣经济林退耕还林混交其他树种样地情况

1.2 调查方法

1.2.1 样方的选择 选择坡向一致、坡度均匀、树木分布均匀的退耕红枣经济林作为样地。按照投影面积10 m×10 m，作为乔木调查样方；在其中取投影面积5 m×5 m，作为灌木调查样方[7-9]。

1.2.2 测定指标 调查各种乔木的株数、灌木的株树和类型、草本的类型，孤立树测量冠幅；测定各种乔木的地径、树高和样方的土壤枯落层厚度、黑化层厚度、N、P、K 和有机质含量等。

2 调查结果

2.1 红枣经济林退耕还林后的乔木密度和树种多样性

红枣经济林混交其他乔木后，首先表现为，乔木密度增加，乔木树种多样性增加，生态效益比单一红枣经济林显著增加。在样地1，枣树、刺槐和杏树3 种树密度达到3 200 棵/hm2；在样地2，枣树、侧柏和油松3 种树密度达到2 400 棵/hm2；在样地3，枣树和油松2 种树密度达到3 200 棵/hm2；在样地4，枣树和杏树2 种树密度达到1 600 棵/hm2。4 种退耕样地均达到了生态林造林密度要求。

红枣经济林退耕还林后，灌木、草本侵入，灌木、草本种类增加。除枣树根孽苗、侧柏种子萌发成幼树以外，少量的枸杞、榆树、柠条等乡土树种开始侵入，丰富了红枣经济林地的树种类型。草本植物种类和数量比较少，原因是乔木郁闭度高。退耕还林混交其他树种有利于自然植被的恢复，可以加快植被恢复进程，缩短自然演化过程。

2.2 红枣经济林退耕还林后的郁闭度

由表2 可知，红枣经济林退耕还林后，乔木郁闭度大幅度增加。枣树混交刺槐、侧柏18 a 以后，乔木郁闭度在80%～90%；红枣经济林混交山杏以后，农民尚有生产管理活动，乔木郁闭度也达到50%～60%。混交油松2 a 之后，乔木郁闭度在50%～60%，随着油松逐年生长，高度和冠幅增加，枣树混交油松林地的乔木郁闭度会持续增加。究其原因，枣树作为经济林时，密度一般为450～600 棵/hm2，而作为生态林的刺槐、侧柏、油松，补植密度一般为1 650 棵/hm2，枣树和混交乔木的密度远高于作为经济林的枣树。另一方面，作为经济林的枣树，要修剪、打芽，控制枝条生长，而作为生态林以后，不再人工修剪枝条，枣树生物量有所增加。

表2 柳林县红枣经济林退耕还林混交其他树种样方的生态结构

2.3 红枣经济林退耕还林后的枯落物层、腐殖质层

由于红枣经济林2001 年退耕以后18 a 内没有耕地、锄草等作业，林下开始形成枯落层、黑土层，土壤养分改善、土壤侵蚀防护能力提高。从表3 可以看出，所有样地的枯落层普遍在3 cm 以上，黑土层在1 cm 以上，为植物生长提供了良好的肥力条件。枯落层、半矿质化有机物层能够吸收水分，降低水力溅蚀和冲蚀，过滤泥沙，在土壤保护中的作用比较大。退耕混交18 a 以后的枣树混交生态林，已经看不到裸露表土和明显侵蚀沟，水土保持效果显著[10]。

表3 红枣经济林退耕还林混交其他树种样方的生态结构

2.4 红枣经济林退耕还林后的土壤肥力

从表4 可以看出，和管护的红枣经济林地土壤相比，红枣经济林退耕混交刺槐18 a 以后，依据《全国土壤养分含量分级标准》，20 cm 表层土壤的N含量达到4、5 级，有机质含量达到4、5 级，比管护的坡耕地红枣经济林土壤养分高一二个等级[6]。说明红枣经济林成为生态林之后，N 和有机质的循环进入有积累的良性状态，有利于植物、微生物活动。

表4 红枣经济林退耕还林混交其他树种后的土壤养分等级

2.5 红枣经济林退耕还林后的枣树竞争力

在混交树种中，枣树竞争力弱，地径、树高、冠幅、生长势弱于其他树种。从表5 可以看出，从生物量来看，枣树混交刺槐、柏树、杏树以后，枣树的地径、树高均不及混交树种。如枣树混交刺槐，刺槐地径为11.9 cm，但是枣树仅为3.9 cm，刺槐树高为6.5 m，枣树树高仅为3.1 m；枣树混交柏树，柏树地径为11.3 cm，枣树仅为4.5 cm，柏树树高为3.8 m，枣树树高仅2.6 m；枣树混交山杏，杏树地径为15.6 cm，枣树地径仅4.6 cm，杏树树高为5.3 m，枣树树高仅4.6 m。按照生物量回归公式（W＝a＋bD2H，其中，W 是生物量，D 是胸径，H 是树高，a 和b 是常数）估算，枣树混交刺槐后刺槐的生物量大约是枣树的20倍；枣树混交柏树后柏树的生物量是枣树的10 倍；枣树混交杏树后杏树的生物量是枣树的20 倍。

表5 柳林县红枣经济林退耕还林混交其他树种样方的生态结构

在个别未混交地块，对11 棵枣树的测量结果，地径平均为15.4 cm，树高平均为5.9 m，比混交林中的枣树生物量大。表明枣树在放弃管护的情况下，一般不会因自然死亡而淘汰。对样本4 的测量结果，枣树树冠平均为2.3 m×3.0 m，杏树树冠平均为4.7 m×4.7 m，枣树树冠比杏树小得多。根据观测，枣树树冠比大致同龄的侧柏、油松、刺槐也小。

红枣经济林混交以后，枣树密度下降。从2001年混交的红枣刺槐林看，枣树总密度虽然保留在930 棵/hm2，主要为枣树根蘖苗，1998 年栽植的枣树仅在样方边界上为0.5 棵，在样方角上为0.25 棵，多数已经自然淘汰。在混交的红枣侧柏林中，枣树总密度为195 棵/hm2，约为原红枣经济林密度的30%。在混交的红枣山杏林中，由于补植山杏密度小，枣树密度尚能够保持稳定。

3 结论与讨论

吕梁山沿黄坡耕地红枣经济林退耕还林，混交刺槐、侧柏、山杏等乔木树种以后，乔木的密度增加、树种多样性增加、灌木和草本逐渐侵入、枯落层和黑土层形成，土壤养分改善，生态结构改进，生态服务功能提升，达到了退耕还林的目的。因此，红枣经济林退耕还林是吕梁山沿黄水土流失区植被恢复、生态环境改善的良好措施。

坡耕地红枣经济林混交其他乔木树种以后，枣树竞争力弱，存在被淘汰的可能性。一般认为，黄土高原地区的水土保持造林树种刺槐是浅根性树种，没有明显主根，具有巨大的土壤网络能力，对于土壤水分和养分的竞争力比枣树强；同时，从地上部分来看，刺槐树体高度比枣树高，树冠郁闭度比枣树高，对于阳光的竞争力比枣树强。另外，侧柏、油松、山杏的竞争力也强于枣树。红枣经济林在混交其他乔木树种以后，枣树趋于生长势弱、死亡消失，逐渐被演替的过程。因此，在红枣经济林退耕还林的生态建设中，枣树发挥的主要是先锋树种的作用。

缓坡地和梯田枣树资源的开发与保护。一般认为，15°～25°的坡耕地和梯田，水土侵蚀风险比较小，具有经济利用的价值。在早期可以通过混交其他树种，提高红枣经济林的经济效益。混交时，要配置和枣树可以和谐共生的树种如紫穗槐、连翘、柠条、沙棘、苜蓿等较低的灌木、草本，而且控制在合理密度范围内，此外，还需要维持必要的枝条修剪、土壤翻耕、病虫害防治等管理措施。在红枣收入低时，通过开发林下资源获得经济收入；在红枣收入高时，再开发枣树资源。如果评估认为吕梁山枣树资源非常重要，可以选择集中连片、枣树资源丰富、人口稀少区域，建立吕梁山枣树自然保护区来保护。