浅谈亚热带石灰岩低山丘陵区森林恢复与可持续经营
——以青阳县酉华林场为例
2021-11-12刘朝安
刘朝安
(青阳县酉华林场,安徽 池州 242800)
1 实践区域基本情况
1.1 概况
青阳县酉华林场始建于1958 年,经营总面积3 821.53 hm,有林地面积3 441.29 hm,活立木总蓄积285 451 m,森林覆盖率为82.24%,林木绿化率为98.66%;区划国家和省级公益林面积2 887.4 hm,占经营总面积的75.6%。苦马冲林区属于酉华林场场部管护站,林区面积353.4 hm,位于生态红线区。
1.2 立地状况
1.2.1 地理位置和地形地势
苦马冲林区属皖南山区黄山山脉九华山支脉,林区平均海拔210 m,平均坡度22°。属亚热带石灰岩地区,地形近似环状,其中东、西、北三面呈外流小盆地,东部还有典型的喀斯特地貌,如天坑、滴水崖、蟹子塘。最高峰黑山位于117°59′3″E、30°39′11″N,海拔378 m。
1.2.2 气候特征
苦马冲林区全年四季分明、气候温和、雨量充沛、日照充足、湿度较大,无霜期达218 d。冬夏较长,春秋较短,严寒酷暑时间较短。年平均气温16.2 ℃,极端最高温度40.6 ℃,极端最低温度-16 ℃。降水量年际间变化大,年内分布不均,梅雨特征显著。年平均降水量1 525 mm,年蒸发量1 334.7 mm。
1.2.3 基岩和土壤
基岩属于寒武系和奥陶系的炭酸盐岩类的石灰岩,其成土母质发育而成红色石灰土,土层浅薄,厚度30~60 cm,土壤pH 值6.0~7.5。
成土母质为石灰岩风化壳,在山脊及中上坡形成红色石灰土,山坡多形成黑色石灰土,仅在坡脚及谷地由坡积物形成完整结构的山地黄壤。山脊多岩裸,红色石灰土土层浅薄,厚度一般为10~30 cm,石粒含量高,含水量低。由于光照强度大,昼夜温差大,立地状况差;山坡黑色石灰土含沙粒较重,土层厚度一般为30~60 cm,质地较为黏重,干时板结、湿时泥泞,透气性差,立地状况较差;坡脚山地黄壤土层较厚,一般为60~90 cm,质地黏重,立地状况较好。
石灰土和石灰质山地黄壤,石粒含量较高,土壤黏重、透气性差,矿质营养富钙镁,而磷、钾类矿质营养较缺乏,立地条件总体较差,生产力较低,限制了多种速生和中生树种的生长发育,但喜钙树种在此区域生长发育良好。
1.2.4 森林及植被
苦马冲林区地处亚热带,地带性植被为常绿阔叶林,因长期受人为干预及生产经营活动影响,原始植被破坏严重。目前,林区内森林植被绝大部分为次生植被群落和人工栽植的针、阔叶林以及部分竹林。
次生植被组成:朴树(或黄连木)·杂竹(或山胡椒)·蜈蚣草(或苔草),建群种为朴树(Celtis sinensis)、黄连木(Pistacia chinensis)、山槐(Albizia kalkora)、圆柏(Sabina chinensis)、紫树(Nyssa sinensis)、江南桤木(Alnus trabeculosa)等乔木;灌木多杂竹、云实(Caesalpinia decapetala)、雀梅(Sageretia thea)、悬钩子(Rubus idaeus)等;草本多五节芒(Miscanthus floridulus)、苔草(Carex tristachya)、蜈蚣草(Eremochloa ciliaris)等。喜钙树种朴树、青檀(Pteroceltis tatarinowii)、柏类、杜仲(Eucommia ulmoides)、榔榆(Ulmus parvifolia)、石楠(Photinia serrulata)、山胡椒(Lindera glauca)、云实等。
苦马冲林区立地条件类型划分:类型号1,类型名称为山脊。坡度大于15°,为红色石灰土,基岩为石灰岩,土壤厚度小于30 cm,植被群落混有化香(Platycarya strobilacea),主要树种以云实、山胡椒为主。类型号2,类型名称为山坡。坡度15°~25°,为黑色石灰土。基岩为石灰岩,土壤厚度30~60 cm,植被群落混有黄连木,主要树种以朴树、山槐为主;类型号3,类型名称为坡脚、谷地。坡度小于15°,为山地黄壤,基岩为石灰岩,土壤厚度大于60 cm,植被群落混有响叶杨(Populus adenopoda),主要树种以枫香(Liquidambar formosana)、栎类为主。
2 实践区域森林可持续经营
2.1 持续实施造林绿化和可持续森林经营活动
苦马冲林区地处酉华林场之门户,为低山的外围延伸,位于乡村道路可视范围内,森林经营便利,生态建设意义重大。酉华林场自1958年建场伊始,在大范围营造杉木、马尾松和毛竹等商品用材林的同时,着重抓场区生态环境建设和造林绿化,前后经历了南方集体林区大造林、“五·八”造林绿化规划、中德财政合作皖南生态造林扶贫项目(以下简称“德援项目”)、南方低山丘陵区森林恢复和可持续经营示范项目(以下简称“亚太项目”),实施了人工造林、飞播造林、森林植被恢复和退化林修复等多管齐下、有机结合的森林可持续经营实践活动。
2.2 以退化林修复、低效林改造为手段的森林质量提升活动
2.2.1 亚太项目示范点的设立
根据亚太森林恢复与可持续管理组织的安排,选择苦马冲林区董家涝30 hm林分作为目标林分。该林分初建于1992 年,以青檀、柏木、椿叶花椒(Zanthoxylum ailanthoides)为主,成林后由于土层浅薄,后期抚育管理不及时,导致造林质量不高。2002年德援项目期间,又采用侧柏补植造林,建成现有林分。
亚太项目初始的2017 年,设置了6 块固定样地(样地面积20 m×20 m),进行了林分数据采集。结果显示,林分林龄16 年,平均郁闭度0.6,主要目标树种为青檀、侧柏、椿叶花椒,株数1 025 株/hm,平均胸径7.8 cm,平均树高6.7 m。整体绿化看已成林,但是森林质量不高、生态功能脆弱。主要表现:一是目标树种单一,树种结构单纯;二是林分密度低于阔叶树天然幼林标准(1 500 株/hm),更低于人工林起始标准;三是林分生长量低下,尤其中生树种林分生长量明显偏低。
2.2.2 亚太项目点经营措施、经营目标
为改变项目点林地低产、低效、低功能的森林植被退化状况,在亚太项目实施中采取了多种经营措施:一是清除林地内有碍目的树种和其他伴生幼树的不良灌草,尤其是竞争力强盛的五节芒和小杂竹;二是开展抚育,对青檀等阔叶树种进行修枝、整型;三是对林中空隙地进行植苗造林,造林树种为青檀;四是着重保留萌生小叶冬青等常绿阔叶幼树。
经营目标:一是对林中空地适时补植,增加密度,促进林分生长;二是减少林下干扰,促进形成乔灌草结构和凋落物层、腐殖质层的形成,提高林分水源涵养能力等。
2.2.3 亚太项目的实施
亚太项目从2017 年在董家涝阴排小范围试行,经过2018 至2020 年分片实施,30 hm项目林分(含5 hm对照区)已经全部完成既定项目任务。
主要措施:一是砍灌、整地。在补植造林前1 年的冬季,清除林下小杂竹、五节芒以及层间杂灌,穴状整地,750 穴/hm,配置点4.0 m×3.33 m,利用林窗、隙地,见缝插针,避开成林大树和岩裸,确保补植造林实效。二是补植、造林。早春选择优质1 年生青檀苗木栽植,密度750 株/hm。三是幼林抚育、成林复壮管理。每年春、秋两季抚育管理,全面清除危害目标树种的幼树和恶性杂灌,主要是五节芒、小杂竹、悬钩子等,注重选留小叶冬青、南天竺(Nandina domestica)和雀梅等林下灌草;对多代萌孽的青檀丛进行整形、修枝,选留健壮的4~5 株,其他一律从根茎部位修除;对枫香、朴树、黄连木等次生的目标树种,要修除干性发育不良的侧枝,促进自然整枝、形成良好干形。四是补充林地矿质营养。石灰岩地区磷、钾等矿质营养缺乏,要结合林地的林木生长情况,在项目实施年的冬季施复合肥料和猪粪、鸡粪等农家肥料,补充、培肥林分土壤。
2.2.4 亚太项目成效评估
项目于2020 年结束,进行了固定样地复查监测,对项目点进行自查评估。
样地调查结果显示,经过4 年项目建设,林木株数1 550 株/hm(其中成林株数1 030 株/hm,补植株数520 株/hm),林分平均胸径9.2 cm,平均高7.2 m,郁闭度0.8,成效初显。与期初数据相比,林分质量显著提升。与对照区(林分平均胸径6.6 cm,平均高5.6 m)相比,生长量也有显著增加。与非作业样地对比,作业样地比非作业样地生长量更显著。
天然更新调查。通过样方调查,结合母树典型调查,柏木、侧柏、青檀等目标树种幼树在林窗、隙地等林下更新情况为:幼树(苗)株数为7 500 株/hm,评定天然更新等级为中等,青檀、柏类多种子更新,其他阔叶树多萌孽更新。
3 森林恢复与可持续经营实践活动评价
3.1 林区生态环境改善
3.1.1 森林覆盖率、林木绿化率跨越式突破
纵向比较:森林覆盖率由上世纪六七十年代的不到30%提升至目前的91%,林木绿化率达99%(零星岩裸地),森林植被几乎覆盖整个林区,实现全域绿化。
横向比较:与之毗连的酉华镇乐园村虎形山林地,仅见朴树、黄连木等稀疏小乔木,林地被云实、小杂竹和五节芒等覆盖,森林覆盖率仅为50%,岩裸程度较深,生态环境状况较差。
3.1.2 森林质量根本提升
森林可持续经营期初,苦马冲林区荆棘丛生,山场大部分被五节芒、小杂竹、云实等先锋植被覆盖,鲜有大乔木。通过持续造林绿化、森林可持续经营,以青檀、侧柏、柏木为代表的人工林群落和以朴树、黄连木、山槐为代表的天然次生林群落覆盖了该区域全境,林木长势旺盛。各类乔灌草错落有致,形成多树种复层异龄林的优化结构,石楠、雀梅、蜈蚣草、苔草等地被物也成为珍贵的观赏植物资源,是稳定森林环境的重要成分。
截至2020 年末,实践区域有林地面积达321.6 hm,活立木蓄积量达28 944 m,同比“五·八”造林绿化规划实施之初(1990 年数据:有林地面积106 hm,活立木蓄积量6 360 m),三十多年的可持续森林经营活动,使有林地面积增长超3 倍,活立木蓄积量增长超4.5 倍。
3.1.3 森林拦截地表径流、涵养水源功能初现
枯落物的腐化,腐殖质层厚度达3 cm,森林土壤正在形成。由于森林植被对降雨有效拦截,增强了林地土壤涵养水源的能力。自2008 年以来未见山洪爆发;自2012 年以来,多年断流的滴水崖又重现潺潺溪流,显现出石灰岩地貌的美丽景观。
3.1.4 森林种质资源日益丰富、动植物种类呈现多样化
人工林和地带性次生乔木和灌草组成的亚热带石灰岩地区森林,蓄养了珍贵的柏类、栎类、榆科、石楠、杜仲、蜈蚣草等830 多种植物,野猪、鸟类等90 多种野生动物的乐园。尤其是椿叶花椒的挖掘与栽培实践,填补了该树种在安徽的地理分布空白,表现出良好的生态学特性,为当地造林绿化提供了重要种质资源。
3.2 林区社会效益的发挥
苦马冲林区多年来的森林可持续经营已使其成为区域生态环境综合治理的成功实践,对酉华林场乃至周边地区有着显著的示范、引领、辐射、推进作用。随着森林可持续经营活动的开展,对当地林农劳动力的需求增加,进一步提升了当地林农收入,平均收入超13 500 元(按照150 元/天,工作90天计算),已成为林农重要的经济来源。同时,苦马冲林区生态环境得到极大改善,土壤蓄水能力增强,地下水位由区域治理前的1.5 m 以下上升至1.0 m 以上,附近的村民5 年前从苦马冲开始引入自来水,方便了当地林农生产、生活。
3.3 经济效益
3.3.1 林木经济价值
苦马冲林区森林主体为侧柏、柏木、黄连木、朴树等中生树种,不仅是生态环境建设的贡献者,更有不菲的木材利用价值,尤其柏木、黄连木是上等的工业和家具用材。以柏木为例,到了更新成熟期,按市场价计算,更新采伐15 m/667m蓄积量,62%出材率,按照2 000 元/m计算,木材产值达18 600元/667m。青檀是多代萌生的经济用材,每3 年采伐1 轮,按4 000 kg/667m收获鲜秆,可以蒸煮200 kg 干皮(出皮率5%)、按干皮价格10 元/kg 计算,仅檀皮产值达2 000 元/667m,经济效益可观。
3.3.2 林副产品的开发利用
林内还有丰富的灌草以及中草药资源,如丹皮、黄精、沙参、射干、天门冬、何首乌、白芨等珍稀中草药。仅以丹皮为例,3 年左右采收产量可达2 500 kg/667m,按干皮利用率60%、价值20 元/kg 计算,产值达30 000 元/667m以上。
4 亚热带石灰岩区域森林可持续经营建议
4.1 坚持生态优先、保护优先
亚热带石灰岩地区生态脆弱、治理难度大,生态区位却很重要。应坚持生态优先,生态、经济和社会可持续协调发展,坚持科学经营与依法治林相结合;坚持优化森林资源结构、提高林地生产力的原则,贯彻“保护优先、生态优先、持续发展”的方针,着力森林生态系统自然修复、功能质量提升、生态效益发挥。禁止一切不利于生态公益林机能修复、功能恢复的人为干扰因素,开展全天候巡山护林防火,严禁开矿、樵采、放牧等一切毁林行为,杜绝生态红线内一切侵害生态公益林的活动。
4.2 科学规划提升森林质量、优化森林生态结构
一是实施见缝插针式的林窗、隙地森林补绿。石质山地森林经营应该结合乡土树种的选育和保护,宜造则造、宜封则封、护育结合、综合治理,保护好水土,最大限度保留次生植被,尤其注重乡土树种幼苗、幼树和下木的选育,适时调处树种间矛盾。切不可在荆棘丛生的、土层厚度在20 cm 以下的成片岩裸地上成片造林,不得劈山清理原生的黄连木、朴树、山槐、紫树等指示性树种。二是以森林抚育、退林修复活动为推手,根据石质山地土层浅薄、质地黏重、碱性较重、而钙质丰富的立地特征,促进青檀、柏类、榆科、栎类、黄连木、山槐、楸树、杜仲、椿叶花椒、江南桤木和紫树等喜钙树种的林木生长发育,清除不良木、小老树等有害木。三是在森林补绿、森林修复的基础上,着力优化森林结构、提升森林生态质量、完善森林生态功能,逐步过渡到近自然的常绿落叶阔叶混交林。
4.3 充分运用亚太项目建设成果
一是以酉华林场场区,六安冲、苦马冲等林区为依托,开展生态教育基地建设,培育生态旅游示范区。二是加强林木良种基地建设,挖掘、培育石质山地适生的珍稀、特殊林木及中草药资源以及野生动物,丰富动植物种质资源基因库。三是连接盘台省级自然保护区、宋冲红色旅游区,打造集生态旅游、红色旅游和生态示范区建设为一体的多功能森林生态教育示范区,充分发挥森林生态效益、经济效益和社会效益。
4.4 找准森林经营利用和森林生态环境建设的平衡点
森林恢复和可持续经营为石质山地的生态环境改善提供了坚实的物质基础,进而发挥着巨大的社会效益和经济效益。要综合区域立地特征和社会经济情况,改革经营管理方式,协调森林经营利用和森林生态环境建设之间矛盾,促进森林三大效益发挥。
一是分类指导,林种结构以水源涵养为主,旅游康养、经济利用为辅。对处在立地条件恶劣的青檀林进行粗放经营,主要起水源涵养的作用;坡脚立地较好、交通便利林地,实行青檀矮林作业,集约经营;充分利用森林环境、卡斯特地貌特征、人文资源等,开展旅游、康养活动。
二是开展复合经营,实施以黄精、丹皮等中药材种植为主的林下经济。在保障森林动植物安全的前提下,合理培育利用林下灌草资源。同时开发研究树桩盆景产业,发挥石质山地森林特色。