长白落叶松人工林可持续经营技术研究现状

2021-10-20王晓丹赵晓璐

吉林林业科技 2021年5期

李芬，王晓丹，李伟，王戬，韩姣，赵晓璐

(1. 露水河林业局，吉林白山 134506; 2. 长春市绿园区林业水利管理服务站，吉林长春 130000; 3. 吉林省林业科学研究院，吉林长春 130033; 4. 吉林省重点国有林技术服务中心，吉林长春 130022)

目前，天然林蓄积量与人类对木材和林产品的消耗之间的差距已经越来越大，致使全球范围内大面积营造人工林。尽管不同国家、地区的造林目的不同，开始实施的时间也存在差异，但是大规模人工林营造为人类提供了大量的木材和林产品，弥补了天然林资源的不足，更重要的是提升了森林覆盖率。人工林的出现在林业经济发展与生态环境保护中扮演着非常重要的角色。

长白落叶松(LarixolgensisHenry)为松科落叶松属高大乔木，自然分布于我国长白山和小兴安岭林区，其树干通直，生长迅速，同时该树种具有耐寒、耐光、耐旱、耐贫瘠等特性，喜寒凉气候，对土壤适应性强，具有一定的耐水保湿能力[1，2]。因此，从20世纪60年代开始成为东北林区人工林主要造林树种，通常形成纯林，有时与冷杉、云杉和耐寒的松树或阔叶树形成人天混林相。但其为人类提供木材的同时，也出现一些负面效应，如：在土壤水分不足或过高、通风不良的立地条件下，不能正常生长，甚至死亡；密度过大，郁闭度高，生产力低下，病虫害频发，地力减退，这些问题与人工林的管理不当密切相关；此外，其人工纯林带来了林地土壤板结、酸化、生物多样性锐减等一系列生态问题。诸多学者对其经营技术等展开了大量研究[3-5]，本文对长白落叶松现有人工林的抚育管理、目标树经营和可持续经营模式等方面研究综述如下。

1 抚育管理

在树木的自然生长过程中，随着树木的生长，对自然光、土壤水分和养分的需求不断增加，树木之间的竞争也越来越激烈。为了争夺更多的养分和生长空间，自然稀疏现象应运而生[3，6]。为了缩短林分自然间伐时间，优化林分空间布局，提高林分质量，林业工作者一般会采取人工抚育措施来加快这一过程，抚育管理主要包括幼林抚育、土壤管理和修枝等。

1.1 幼林抚育

幼林抚育要坚持除早、除小、除了、适时抚育的原则，采取连续3年或者5年抚育期。5年期，第1～3年每年抚育2次，第4～5年，每年抚育1次。造林前3年，根据不同的整地方式分别采用带状或穴状除草、松土，后2年，须在造林地进行全面的割草、割灌。3年期，每年应按照3、2、1次进行，第1年的首次抚育应在造林后立即进行，第二次抚育在7月末前完成。幼林抚育前2年主要是扩穴培土，扶正踏实，后1年主要任务是带状割草、割灌。除草松土、培土正苗要结合进行，松土深度要达到5 cm，注意里浅外深，并在根径周围培土2～3 cm，不得损伤幼树。

1.2 土壤管理

落叶松有嗜氮特性，长白落叶松亦是如此，在幼林期每株施磷酸二铵50 g，高生长比对照增加29.6 %，中龄至皆伐前4～5年，最佳施N量为每株200 g，对树高和胸径生长的效果最为明显，分别提高13 %和25 %。施肥时间以6月初为最优。

中龄林林地翻土可改善土壤理化性质。翻土与不翻土相比，土壤容重下降16.10 %、总孔隙度提高6.0 %。翻土深度以深翻效果更为明显，翻土20 cm比翻土10 cm降低土壤容重6.77 %、提高土壤总孔隙度3.33 %。与不翻土对照，翻土使土壤有机质含量增加87.50 %，速效氮含量提高79 %，林木胸径生长提高27.5 %以上。

中龄林林地埋压针叶可提高林地土壤肥力。与对照相比，埋压针叶的速效N含量提高1.53倍，速效P含量提高6.65倍，速效K含量提高2.69倍，以埋压15 cm深为宜。中龄林林地施入石灰，可以降低土壤酸度。每公顷施入1 t石灰，可使0～20 cm土层内的土壤酸度下降0.50，每公顷施入2 t石灰，土壤酸度下降0.73，pH由5.70提高到6.43，接近中性[7，8]。

1.3 修枝

自然状态下，林木的下部枝条随着年龄的增长，逐渐自行枯死脱落，称为自然整枝。人为除去树冠下部枯死及部分活枝的森林抚育措施，称为人工整枝，又叫修枝。人工修枝的目的在于培育干形通直、圆满、少节或无节良材，同时改善林分卫生状况，有利于护林防火和减少森林病虫害的发生。修枝对象：针对林分中生长良好、树冠均匀、干型饱满、无病腐、有培育前途的最终保留木修枝，不需对所有的林木修枝。

一般选择在晚秋或早春进行修枝，此时树液停止流动或尚未流动，不会因修枝作业影响林木生长，并且能减少木材变色现象的发生。早春修枝后，即进入生长季节，切口容易愈合。冬季林木养分大部分贮存在根部，修除一部分枝条，林木营养损失不多。生产实践中，早春修枝比晚秋修枝效果更好，因为晚秋修枝会使伤口长期暴露在寒冷的气候条件下，切口附近的皮层和形成层就可能受到损伤。

林分充分郁闭，林冠下部出现枯死枝时，开始修枝。应选择在第一次修枝后又出现2～3轮新枝时进行第二次修枝。间隔期以2～3年为宜。修枝高度：以修枝高度与树高之比作为衡量标准，修枝强度方面，一般幼龄林修枝不超过树高的1/3，中龄林不超过树高的1/2。修枝方法：修枝工具要锋利，切口要平滑，不要中切，不要平切，不要撕坏树皮。将修下的枝条及林内病、枯木等一律清出林外，以改善林内卫生，增强林分通透性和稳定性。幼龄林第一次修枝可以结合第一次抚育间伐一同进行，以减少工作量[9]。

2 目标树经营

2.1 目标树选择

目标树是处于优势木或主林层的个体(实生乡土顶级群落树种)，且生活力旺盛(有良好生长趋势的冠型)，干形通直完满(树冠高度应至少达到1/4树高)，没有明显的损伤和病虫害痕迹，特别是在树干的基部不能出现各种因素导致的损伤情况等。而干扰树是直接影响目标树生长的、需要采伐的林木，一般也是生长势头较强的林木。长白落叶松人工林目标树经营的判断标准为树高达到终高的1/2、自然整枝超过当前树高的1/2时，以目标树为中心，对目标树周围20倍胸径的树木进行伐除。目标树株数一般为100～200株·hm-2[10]。

2.2 保留密度

间伐开始期的确定，当林分自然整枝明显加强、分化强烈、小径木数量增多，冠高比达到三分之一以下，郁闭度达到0.8以上时，可以作为第一次抚育间伐的时间。一般根据连年生长量、林分密度控制图、林木分化程度和自然整枝高度确定抚育间伐的开始期。结合初植密度、立地条件和集约程度等因素调整间伐的起始时间，初植密度2 500～4 400株·hm-2的林分，一般在10～15年开始间伐。间伐强度与间隔期的确定方法参考胸高直径与冠幅的相关规律、树高、经营密度表。第一次间伐强度20 %～30 %，间隔期5～10年，间伐方式采用下层法。

第二次间伐宜在22～24年间进行，第三次间伐在27～29年间进行，第四次间伐在33～36年进行。间伐原则是留优去劣，间密留稀，留大去小。具体的间伐实施技术要素可参考密度经营表(表1)[11-14]。

表1 长白落叶松经营密度

3 可持续经营模式

在长白落叶松经过目标树经营管理后，应建立其可持续经营模式，形成异龄复层混交林，并促进其正向演替，提高林地生产力，提升生态服务功能。目前，现有长白落叶松人工林可持续经营模式有2种，即落叶松-阔叶树混交林模式和落叶松-红松混交林模式。

3.1 落叶松-阔叶树混交林模式

在林分进入31～40年阶段时，林分进入冠下更新阶段。对落叶松实施目标树经营(如上所述)。伐后林下营造水曲柳、核桃楸、黄檗等珍贵阔叶树，栽植密度为1 600～2 000株·hm-2。林下更新后1～5年，连续割草、割灌、扩穴3年5次，未达到最低保留株数密度的进行补植，注意保留天然萌生的水曲柳等阔叶幼树、幼苗；6～10年，割除影响更新幼树生长的非目的树种和灌木、藤本，去除枯死枝，促进林木个体生长，改善林木质量和森林健康，上层落叶松41～50年生时，下层更新的阔叶树进入高生长期，对上层落叶松实施单株择伐1～2次，保留密度100～200 株·hm-2。对下层天然更新的阔叶树种进行割灌、除草、除藤等抚育，确保下层目标树正常生长。51～70年生时，保留落叶松大径级木45～75株·hm-2，培育形成落叶松-阔叶树异龄复层林[10]。

3.2 落叶松-红松混交林模式

同样在林分进入31～40年阶段时，栽培红松，密度和抚育管理与落叶松-阔叶树混交林模式相同，但同时要注意保留天然更新的阔叶树幼树的抚育管理。41年生以后，实施单株择伐1～2次，并且一般在春季红松树体萌动时择伐，以减少疏伐过程中对红松的伤害，每次采伐蓄积强度≤30 %，培育形成落叶松-红松异龄复层混交林[15-19]。