基于树冠连续覆盖的火炬松林更新改造探讨

陈兴国 陈明泉 陈兴红 周瑜 史帅 高涛

摘 要 在加强生态文明建设的新形势下，采取大面积皆伐的方式实施林分更新改造被严格禁止。湖北省钟祥市盘石岭林场现有火炬松林出现了林下生物多样性减退、冰冻灾害应对能力差、松材线虫病害威胁等问题，需要进行大面积采伐并更换树种。基于此，以近自然森林经营理念和目标树经营方法为指导，探讨了树冠连续覆盖下火炬松林更新改造的4种模式，以期为生态林树种更新和低产低效林改造提供参考和借鉴。

关键词 近自然森林经营;目标树经营法;更新改造;经营模式;火炬松

中图分类号：S75文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.22.029

火炬松（Pinus taeda）原产于美国东南部，20世纪30年代引入我国[1]。湖北省最早于1947年由武昌林场引种，1948年分别在卓刀泉、九峰两地育苗，1949年和1950年在两地造林35 hm2[2]。湖北省钟祥市盘石岭林场2000年开始大规模营造火炬松，现已成为该场保有面积最大的造林树种。目前，该场火炬松林下基本没有阔叶树种的天然更新，2008年和2018年的雨雪冰冻灾害造成了大面积的雪折，同时该场火炬松林还面临松材线虫病威胁，早期种植的火炬松已经开始出现衰退的迹象。如何在不采取皆伐措施的情况下实现树种的替换，并最终形成多树种组成的复层异龄混交林[3]，是该场需要研究的一项重要课题。本文将以近自然理论[4-5]和目标树经营方法[6]为指导，在确保树冠连续覆盖的前提下，探讨火炬松林更新改造的具体措施和实现路径。

1  研究区概况

钟祥市盘石岭林场地处湖北省中部，位于东径112°41′30″～112°45′32″，北纬31°07′56″～31°19′51″。地形以丘陵岗地为主，属北亚热带季风气候，土壤主要是由页岩、砾岩、砂岩和第四纪粘土母质形成的黄棕壤和黄褐色土。

该场于1956年10月建场，土地总面积4 514.63 hm2，其中有林地面积4 142.02 hm2，占经营总面积的91.7%，活立木总蓄积量39万立方米，森林覆盖率92%。林分类型主要有火炬松纯林、马尾松（Pinus massoniana）纯林和馬尾松栎类（Quercus）混交林，其中火炬松纯林面积最大。

2  火炬松林存在的主要问题

盘石岭林场现有火炬松林初植密度均为167株/hm2，株行距2 m×2 m。该场火炬松前期生长良好，其树高、胸径和蓄积生长量都远高于本地乡土树种马尾松。但造林15年后，该场火炬松开始显现衰退的迹象，后期发展趋势不如马尾松。目前，该场火炬松林主要存在以下问题。

2.1  林下生物多样性减退

由于火炬松初植密度较大，林分郁闭后，林内光照减弱，林下天然更新幼苗、灌木、草本较少。有的小班土壤瘠薄，林下基本上没有植被，只有少量松针。有的小班土壤深厚肥沃，也没有更新的乔木幼树幼苗，只有小灌木和草本。

2.2  冰冻灾害应对能力差

2008年春，湖北省遭受了百年不遇的雨雪冰冻灾害，盘石岭林场的火炬松出现了不同程度的雪折和积雪弯曲现象，损失较大。2018年春，湖北省再遇雨雪冰冻灾害，该场的火炬松再次出现大面积雪折，由于雪折树木较大，损失惨重。2019年春，该场火炬松再次出现了雪折的情况。但同样年份，该场马尾松和栓皮栎等树种都没有发生雪折。

2.3  松材线虫病害威胁

2018年，松材线虫病开始传入盘石岭林场，该场马尾松林不同程度感染。虽然经过3年除治，但尚未拨除。该场马尾松纯林较少，绝大部分为马尾松和栎类、红果冬青等阔叶树组成的混交林。在除治的过程中，由于疫木的伐除，很多小班变成了阔叶混交林或以阔叶树为主组成的针阔混交林，这些林分不会对林相和其生态功能产生大的影响。但火炬松林由于栽植面积大，主要为纯林，且林下乔木树种少见，如果感染松材线虫病，那将是毁灭性的。这种担心不是杞人忧天，我国部分地区已经有火炬松感染松材线虫的报告[7]。因此，该场目前最好的办法是在加快拨除马尾松疫木的同时，探索实施火炬松林更新改造。

3  火炬松林主要更新改造模式

盘石岭林场现有火炬松林龄已达15～20年。总的更新改造思路是用30年左右的时间逐步实现火炬松树种替换，并形成多树种组成的复层异龄混交林。目前，近自然森林经营已在林业发达国家推广，德国的经验证明这是一种经济效益、生态效益和社会效益都十分显著的方法[8]。本文在该理念指导下进行火炬松林更新改造模式的探讨。

3.1  模式1：干扰木择伐+栓皮栎

采取目标树经营法[9-10]并适当补植，主要措施如下。

1）选择并标注目标树。在火炬松林中选择树干粗壮、下部无损伤、上部无分叉、树冠饱满、生活力强的树木作为目标树并进行标注，目标树之间的距离控制在7～9 m，密度控制在每公顷150株左右。

2）选择并采伐干扰木。首先将枯立木作为采伐木标注，然后将濒死木作为采伐木标注，最后将影响目标树生长的同冠层林木作为采伐木标注。一般每株目标树选择1～3棵干扰木，采伐强度控制在15%～20%，在标注完毕并检查无误后进行施工，施工时间安排在3月上旬。

3）在择伐空地上补植栓皮栎（Quercus variabilis），采用2年生容器苗，每公顷350株左右。

4）保护林地内马尾松、红果冬青（llex purpuea）、栓皮栎、麻栎（Quercus acutissima）、黄檀（Dalbergia hupeana）等树种的天然更新，并进行抚育。

5）间隔5～10年后，再进行1次干扰木择伐，强度控制在15%～20%，如果前期补植的栓皮栎生长不好或其他树种天然更新不良，可在本次择伐空地上补植栓皮栎;如果更新的栓皮栎和其他树种将来足够覆盖林地，可不进行补植。

6）再过10～15年，当栓皮栎或其他天然更新的树种进入次林层后，开始选择并标注第2代目标树，每公顷控制在150株左右，并进行第2代目标树的干扰木择伐，同时对目标树之间的火炬松进行适当疏伐。第2代目标树以栓皮栎为主，麻栎、红果冬青、黄檀如果达到目标树标准，可优先选择作为目标树。

7）再过10年，对火炬松全部进行收获性择伐。这样通过25～35年的经营，将现有火炬松纯林改造形成以栓皮栎为主、其他阔叶树为辅组成的复层异龄阔叶混交林。

3.2  模式2：干扰木择伐+浙江楠

措施与模式1类似。在模式1的第“3）”步中，补植浙江楠（Phoebe chekiangensis）而不是栓皮栎。浙江楠属樟科桢楠属高大常绿乔木，是中国特有珍稀树种，木材坚韧，结构致密，具有光泽和香气。浙江楠由紧邻该场的湖北省太子山林管局1984年从浙江省引种成功，现长势旺盛，干形通直圆满。补植采用2年生容器苗，每公顷200株。在模式1的第“5）”步中，可在新择伐的空地上补植浙江楠每公顷50～100株。在模式1的第“6）”步中，第2代目标树以浙江楠为主，适当辅以其他阔叶树种。这样经过25～35年的经营，将现有火炬松纯林改造为以浙江楠为主，其他阔叶树为辅组成的复层异龄阔叶混交林。

3.3  模式3：干扰木择伐+浙江楠+栓皮栎

操作步骤与模式1、模式2类似，区别在于：第1次干扰木择伐后，补植的树种为浙江楠和栓皮栎，补植数量每公顷300株，浙江楠、栓皮栎各占一半;第2次干扰木择伐后，可适当补植浙江楠;第2代目标树以浙江楠为主，栓皮栎和其他阔叶树种为辅。

3.4  模式4：干扰木择伐+人工促进天然更新

在第1次干扰木择伐后，将采伐剩余物、地被物、灌木和杂草全部清理出林地，为林下天然更新创造条件，如清理时已有天然更新乔木苗要保留。对小班内土壤特别板结的地块，要适当进行松土。在第2次干扰木择伐后，采取同样方法进行操作。在第2次干扰木择伐时，如果发现前期天然更新不良，达不到预期的效果，可在第2次干扰木择伐后补播橡子或其他林木种子，促进更新。这种模式和前3种模式相比，最终形成复层异龄混交林的时间可能更晚，但树种可能更丰富。在选择第2代目标树时，要严格按照高质量、高价值、高活力的标准进行，从而确保具备生态效益的同时，也兼顾经济效益。

4  結语

国有林场是重要的森林资源基地，在全社会林业发展中起着骨干和示范作用。如何在确保不降低现有林分生态功能的前提下，实现火炬松林树种替换并形成多树种组成的复层异龄混交林，是摆在盘石岭林场面前的一项重要任务。本研究以近自然理论为指导，采用目标树经营的方法，探讨了4种树冠连续覆盖下的火炬松林更新改造模式，为盘石岭林场林业发展提供了一个新的思路、探索了一条新的途径。

参考文献：

[1] 吴理安，薛树青，汤之义，等.湿地松、火炬松引种试验报告[J].河南林业科技，1985（1）：23-34.

[2] 湖北省林科所试验林场.湿地松、火炬松引种情况报告[J].湖北林业科技，1980（1）：7-13.

[3] 白冬艳，张德成，翟印礼，等.恒续林经营研究的3个关键问题[J].世界林业研究，2013，26（4）：18-24.

[4] 陆元昌.近自然森林经营的理论与实践[M].北京：科学出版社，2006.

[5] 孙白冰，陈晓波，张启昌，等.我国红松大径级用材林近自然培育探讨[J].世界林业研究，2021，34（1）：84-89.

[6] 郭诗宇，胡伯特·福斯特，陈幸良.目标树经营：德国经验与湖北实践[J].世界林业研究，2021，34（2）：14-20.

[7] 熊大斌，马阅，解春霞，等.火炬松自然条件下感染松材线虫病初报[J].南京林业大学学报（自然科学版），2009，33（6）：159-161.

[8] 郭诗宇，周新玲，石林曌.德国巴伐利亚州近自然森林经营成效研究[J].林业调查规划，2021，46（1）：129-134.

[9] 周锦北.目标树择伐林经营技术[J].林业实用技术，2011（9）：11-13.

[10] 樊兰英，郑智礼，吴应建，等.目标树作业法应用研究——以中村林场为例[J].林业科技，2020，45（1）：46-48.

（责任编辑：敬廷桃）