内蒙古三北工程区退化林现状分析与修复建议

段 河,张建波,张忠旺

(1.内蒙古自治区林业和草原监测规划院,呼和浩特 010020；2.乌兰察布市卓资县林业和草原局,内蒙古 卓资 012300)

三北防护林建设工程是建立在生态极端脆弱地区的人工生态系统,不能从根本上摆脱自然条件的严重限制,人工生态系统和自然生态系统的高度契合还是需要不断破解的难题。严酷的立地条件、局限的树种选择、薄弱的技术经济基础,客观上就决定了生态建设成果的不稳定性[1]。

回首三北工程40多年的建设成果,一些林分由于适应问题、老化问题发生的退化(或衰退)现象具有一定的必然性[1]。就现状来看,三北地区的生态状况只能是整体控制、局部改善,要实现经济社会协调发展,还有十分漫长的路要走。当前,我国经济正处在快速发展期,生态产品的数量和层次严重稀缺和滞后。一方面,需要加快脆弱生态区域的治理；另一方面,需要初级生态建设成果的升级。同时,应对气候变化也对提高林分质量、提高林地生产力提出了新要求。所以,对三北工程退化林进行有效的修复，既是生态建设客观规律的要求,也是国家发展战略的必然要求。为精准掌握内蒙古自治区三北工程区退化林数量、分布、形成原因以及退化程度,持续不懈推进内蒙古三北工程建设,不断提升森林资源总量和质量,持续改善内蒙古三北地区生态环境,巩固和发展祖国北疆绿色生态屏障,2021年内蒙古自治区林业和草原局组织开展了三北工程退化林摸底调查工作。

1 基本情况

内蒙古自治区地处祖国北疆,地域辽阔,横跨东北、华北、西北“三北”地区,是我国北方面积最大、种类最全的生态功能区,保留着大面积的原始生态区域,拥有森林、草原、湿地、沙漠、河流、湖泊等多种生态系统,是“三北”地区重要的生态防线,也是我国北方重要生态安全屏障。境内三北工程区地处北纬37°35′～51°26′,东经100°20′～125°09′之间,东西直线距离约2 100km,南北跨距约1 500 km,总土地面积10 476.65万hm2,约占中国“三北”总面积的25.75%,约占内蒙古国土总面积的92.93%。

内蒙古地形以高原为主体,海拔多在千米以上,地貌形态复杂多样,主体高原区有呼伦贝尔、锡林郭勒、乌兰察布、巴彦淖尔——阿拉善及鄂尔多斯等高平原,平均海拔约1 000m,高原边缘主要有大兴安岭、阴山、贺兰山等山峦,这些山脉的位置和走向构成了内蒙古高原地貌的脊梁,也构成一条牧业区与农业区的分界线。高原的外沿分布着嫩江西岸、西辽河、土默川、河套及黄河南岸平原和黄土丘陵低山区。在山地向高平原、平原的过渡地带,其间镶嵌有低山、谷地和盆地,这些地区,除鄂尔多斯高原比较干旱以外,其他区域均肥土沃野,是主要农耕地带。三北工程区分布有巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、乌兰布和沙漠、库布齐沙漠,分布有呼伦贝尔沙地、科尔沁沙地、浑善达克沙地、毛乌素沙地。气候以温带大陆性季风气候为主,年总降水量在50～450mm。各类土壤性质和生产性能各不相同,东西之间分布变化明显。由于地处亚洲大陆的温带半湿润、半干旱及干旱地区,所以草原植被成为本区主体植被,荒漠植被也较为发达,森林植被则限于东部的半湿润、湿润地区和一些山地。形成了东北部为大兴安岭山地明亮针叶林区,西部为阿拉善戈壁荒漠区,中部是广大的草原区的分布特点。

2 退化林数量

基础数据为2021年内蒙古三北工程区退化林草摸底调查成果(1)内蒙古自治区林业和草原局.内蒙古三北工程区退化林草摸底调查成果.2021.。

2.1 退化林面积

内蒙古三北工程区退化林面积3 019 432.30hm2。其中,退化乔木林面积 509 088.86hm2,占16.86%；退化灌木林面积 2 510 343.44hm2,占83.14%。

按权属分布,集体退化林分布最多,面积2 316 865.16hm2,占76.73%。按林种分布,防护林退化分布最多,面积2 744 196.16hm2,占90.88%。

退化乔木林中分布最多的树种是杨树(PopulusL.),面积375 114.71hm2,占退化乔木林面积的73.68%；退化榆树(UlmuspumilaL.)占4.3%。退化过熟林面积202 909.51hm2,占退化乔木林面积的39.86%,退化中龄林占18.45%,退化近熟林占18.43%,退化成熟林占15.89%,退化幼龄林占7.37%。

退化灌木林中分布最多的树种是柠条(CaraganakorshinskiiKom.),面积611 319.75hm2,占退化灌木林面积的24.35%,退化锦鸡儿(Caraganasinica(Buc′hoz)Rehder)占18.08%,退化沙柳(Salixcheilophila)占11.55%。

生态公益林退化面积2 912 065.62hm2,占退化林面积的96.44%。其中,重点公益林退化面积2 034 459.56hm2,占67.38%；一般公益林退化面积占29.07%。

三北工程区范围内,天然林资源保护工程退化林面积 685 918.59hm2,占退化林面积的22.72%；三北防护林体系建设工程退化林面积105 530.37hm2,占3.5%；退耕还林还草工程退化林面积375 504.29hm2,占12.44%；京津风沙源治理工程退化林面积253 549.81hm2,占8.4%。

2.2 退化林蓄积

内蒙古三北工程区退化林总蓄积25 979 882m3。其中,国有退化乔木林蓄积11 897 270m3,占退化乔木林总蓄积的45.79%；集体退化乔木林蓄积14 082 612m3,占54.21%。

退化乔木林蓄积按林种分布,防护林蓄积最大,蓄积量18 482 047m3,占退化乔木林蓄积的71.14%。退化乔木林蓄积按亚林种分布,防风固沙林蓄积分布最多,蓄积量11 683 929m3,占退化乔木林蓄积的44.97%。

主要退化树种为杨树,蓄积量18 346 493m3,占退化林蓄积量的70.62%；其次是樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolicaLitv.),蓄积量2 379 380m3,占9.16%；榆树蓄积量632 596m3,占2.43%；柳树(Salixbabylonica)蓄积量627 505m3,占2.42%。

退化的过熟林蓄积分布最多,蓄积量占退化乔木林蓄积44.80%；退化成熟林蓄积4 114 714m3,占15.84%；退化近熟林蓄积4 183 772m3,占16.10%。

3 退化林质量

森林资源质量是森林发挥效益的基础条件。近些年,在国家重点林业工程带动下,全区森林资源有了较快发展。虽然全区森林资源增长较快,但自然灾害、生理衰老和人为干扰等因素导致的林木生长衰退、林相残败断带、林分结构不合理、生产力和防护功能显著下降的问题较为突出。

全区三北工程区退化乔木林以过熟林为主,面积比例占近40%。平均树高仅8.37m,平均胸径14.78cm,平均郁闭度0.35,平均蓄积量51m3/hm2。由于灌木生长的立地条件较差,植物群落结构差,生物量低,且覆盖度以疏为主,生态系统脆弱,生态功能不强。退化灌木林平均树高为1.12m,平均覆盖度30.32%。上述指标均远低于正常林分。

4 退化林退化原因与程度

退化林成因主要有生理、立地、灾害、人为等原因。其中,生理原因形成退化林的最大,面积1 383 199.32hm2,占45.81%；灾害原因次之,面积1 151 209.58hm2,占38.13%；立地原因面积1 151 209.58hm2,占15.17%；人为原因最小,面积26 854.45hm2,占0.89%。

退化林退化程度分为重度、中度和轻度3种。其中,中度退化林分布最多,面积1 958 354.94hm2,占64.86%；重度退化林面积1 034 484.90hm2,占34.26%；轻度退化林面积26 592.46hm2,占0.88%。

重度退化乔木林中:杨树分布最多,面积264 867.04hm2,占退化乔木林面积的52.03%；其次是胡杨(PopuluseuphraticaOliv.),分布面积18 315.14hm2,占3.60%；第三是樟子松,分布面积16 918.24hm2,占3.32%；重度退化油松(PinustabuliformisCarr.)分布面积9 627.39hm2,占1.89%；重度退化柳树分布面积8 246.13hm2,占1.62%。

5 退化林分布特征

5.1 退化林分布格局

内蒙古三北工程区退化林3 019 432.30hm2。其中,乔木林509 088.86hm2,灌木林2 510 343.44hm2,分别占全区林地总面积的23.27%和76.73%。

如图1所示,退化林区内退化灌木林按空间分布鄂尔多斯市分布最多,阿拉善盟次之,通辽市最少,可以看出退化灌木林主要分布在西部干旱、半干旱区。退化乔木林主要分布在赤峰市、鄂尔多斯市、乌兰察布市,其他盟市分布较少。图1可见退化林区域格局。

图1 内蒙古三北工程区退化林区域格局

5.2 退化林分布特征

在退化林8种退化类型面积中:枯梢1/3～2/3以上林木株数占比20～30%以上,枯梢特征明显,林木生长衰竭的退化乔木林面积156 905.30hm2,占全区退化面积的5.20%；受害林木比重达30～40%以上,灾害导致树干腰折、劈裂或枯断梢2/3以上等现象,林相残败的退化乔木林面积64 033.63hm2,占2.12%；发生病虫害且3年内无法防治根除的退化乔木林面积24 295.11hm2,占0.80%；并非因林木个体间竞争性生长影响而导致林木生长衰竭开始枯死株数比例在5%以上,呈逆向生长的退化乔木林面积77 206.23hm2,占2.56%；郁闭度降至0.3以下、林木分布不均匀,林木出现斑块或群团状死亡,形成林间空地的退化乔木林面积39 133.30hm2,占1.30%；带状林木死亡,连续断带长度达到20m以上,且缺带总长度占整条林带长度比例达20%以上,导致疏透度增至0.6以上,林相残破的退化林面积9 612.77hm2,占0.32%；因自然灾害、人为影响导致植株连年枯死,难以维持稳定状态、覆盖度下降至40～50%以下,分布不均匀,防护功能持续下降的退化灌木林面积2 511 274.48hm2,占83.17%；林木进入过熟期,防护功能下降的退化乔木林面积136 971.50hm2,占4.54%。退化林8种退化类型结构如图2所示。

从上述退化林退化类型和退化程度分析可以看出,防护功能持续下降的退化灌木林分布面积最大,将近65%的退化林其退化程度为“中度”。

图2 内蒙古三北工程区退化林退化类型结构

图3 内蒙古三北工程区退化乔木林树种结构

如图3所示,退化乔木林中以杨树分布最多,这与三北工程区60—80年代大面积以插条的方式种植杨树有关。图3可见退化乔木林树种结构。

如图4和图5所示,退化乔木林以过熟林最多,由此可见,因年龄老化使树木各个生态指标下降造成生态功能下降,形成退化林。图4和图5可见退化乔木林各龄组面积和各龄组蓄积结构。

图4 内蒙古三北工程区退化乔木林各龄组面积结构

图5 内蒙古三北工程区退化乔木林各龄组蓄积结构

6 退化林修复建议

6.1 退化林修复措施

如表1所示,内蒙古三北工程区退化林的修复类型有6种,包含17种修复方式,分别是:更替修复类型,包括皆伐更新、渐伐更新、林冠下造林更新3种修复方式；补造修复类型,主要包括单株择伐、群状择伐、补植补播3种修复方式；抚育修复类型,主要包括间伐、补植补播、促进复壮3种修复方式；封育修复类型,主要包括封禁、封补、封调3种修复方式；生境修复类型,主要包括隔株更新、半带更新、带外更新、隔带更新、断带更新5种修复方式；综合修复类型,是用一种修复方式难以完全恢复林分生态功能和生态系统的退化防护林。

其中:建议更新修复的退化林面积193 769.19hm2,占三北工程区全部退化林面积的6.42%；建议补造修复的退化林面积381 522.80hm2,占12.64%；建议抚育修复的退化林面积412 137.43hm2,占13.65%；建议封育修复的退化林面积243 533.57hm2,占8.07%；建议生境修复的退化林面积978.36hm2,占0.03%；建议综合修复的退化林面积1 787 490.94hm2,占59.20%。

需采取皆伐更新的退化林面积178 162.68hm2,占三北工程区全部退化林面积的5.90%；需采取灌木林补造措施的退化林面积375 324.69hm2,占12.43%；需采取平茬复壮的退化林面积411 513.31hm2,占11.63%；需采取封育修复的退化林面积229 607.56hm2,占7.60%。

退化面积分布在前5的树种有柠条、锦鸡儿、杨树、沙柳和白刺,合计面积占三北工程区退化林的66.69%；其它树种面积合计占33.31%。其中,杨树以综合修复为主,更新修复次之,柠条以综合修复为主,补造修复次之。

表1 内蒙古三北工程区退化林修复措施

需综合修复的退化国家公益林分布面积1 173 925.07hm2,占三北工程区退化林面积的38.88%；需综合修复的退化地方公益林,分布面积560 043.12hm2,占18.55%。

需综合修复的天然林资源保护工程面积361 525.83hm2,占11.97%；需综合修复的退耕还林工程面积244 292.01hm2,占8.09%；综合修复的京津风沙源治理工程面积109 970.33hm2,占3.64%；需补植补造的天然林资源保护工程面积130 118.18hm2,占4.31%；需补植补造的京津风沙源治理工程面积80 406.43hm2,占2.66%；需补植补造的退耕还林工程面积49 207.24hm2,占1.63%；需补植补造的三北重点防护林工程面积29 260.30hm2,占0.97%；需抚育修复的天然林资源保护工程面积126 069.42hm2,占4.18%；需抚育修复的退耕还林工程面积65 399.43hm2,占2.17%；需封育修复的天然林资源保护工程面积42 743.15hm2,占1.42%。

天然林资源保护工程区的退化林需平茬面积125 830.36hm2,占三北工程区退化林面积的4.17%；退耕还林工程区的退化林需平茬面积65 392.67hm2,占三北工程区退化林面积的2.17%；京津风沙源治理工程区的退化林需补造面积79 945.17hm2,占三北工程区退化林面积的2.65%。

需综合修复的过熟林分布面积145 791.50hm2,占28.64%；其次是需综合修复的中龄林,面积55 095.00hm2,占10.82%。

6.2 退化林修复建议

随着三北工程区各项工程推进,初期营建的防护林已陆续进入成过熟阶段,出现老化、退化现象,急需修复,以保持区域生态建设成果。基于内蒙古森林资源的质量状况和林业发展现状,内蒙古三北工程区退化林修复过程应该重视以下几个方面。

1)因地制宜开展退化林修复

对于退化林修复模式和布局,应以各树种的生物学特性为基础,尊重自然规律,减少盲目性[2]。在三北工程区退化林修复过程中,应按照“分类实施、先重后轻、先急后缓”的原则,分不同类型、不同区域制定有针对性的改造措施,科学有序系统推进退化林分修复。分析内蒙古三北工程区退化林形成的原因,找到能够切实改善退化环境或者适合造林的模式,确保在修复工作开展的过程中,拿出科学的具体修复方案。坚持“宜乔则乔、宜灌则灌、乔灌结合”的修复策略,优先选择生长性稳定、抗逆性较强的本地区乡土树种,重新划分不同的区域类型有序的进行林分修复。对退化程度比较严重的区域要做好必要的生态修复长期保障措施和保障机制,并且按各树种的生态学特点做好修复林分的抚育管理,同时做好周边生态环境的保护,以期实现森林资源的可持续发展[3]。

2)坚持自然修复和人工修相结合的原则

内蒙古三北工程区东西跨度较大,东部地区降水量在400mm以上,立地条件优越,林木生长较其它地区有明显的优势,针对天然更新以阔叶树占优势的地区,尽量减少人为干预,应以封山育林为主,采取适度的抚育措施,如除草、施肥等,促进退化林木尽快恢复。减少成本投入,实现低投入、高产出。此外,对于封山育林地要加强修复后一定时期内抚育措施的实施,给幼树提供良好的生长环境。

3)提高修复退化林分投资标准

目前,我国林业财政补贴主要集中在造林和中幼龄林抚育上(2)内蒙古自治区林业和草原局.内蒙古自治区“三北”防护林体系建设五期工程自评估报告(2011—2020年).2021.。内蒙古三北工程区退化林中人工林1 816 657.38hm2,天然林1 202 782.38hm2,这些森林质量较差,建设初期缺乏深入系统的研究,大部分地区选择了生长速度快的杨类,导致目前林分退化严重的局面。目前,这部分林分的经营不能纳入财政补贴范围,缺乏专项资金的支持,林业部门只能依靠零星的项目资金勉强经营(3)内蒙古自治区林业和草原局.内蒙古自治区“三北”防护林体系建设工程总体规划修编(2021—2050年).2021.。退化林修复工作不是一蹴而就的事,需要一个漫长的过程。由于前期投入较大,回报期较远,而且缺乏稳定的资金来源,是三北工程区退化林修复最大的阻碍因素。因此,政府应出台相应的补贴政策措施,或根据退化林修复规划将退化林修复资金纳入财政预算,以保证退化林修复工作的实效(4)内蒙古自治区林业和草原局.内蒙古自治区“三北”防护林体系建设第六期工程规划(2021—2035年).2021.。

7 结束语

综上所述,在退化林修复的过程中,要准确把握各林分的生物、生态学特性,充分尊重自然规律,坚持因地制宜的原则,选择适合的退化林修复措施,更好地发挥森林资源的经济功能、生态功能和社会功能。内蒙古三北工程区退化林修复是一个漫长的过程,需要科学规划,深入研究退化的机理,在此基础上制定合理的、系统的退化林修复经营体系,从根本上确保内蒙古三北工程区退化林的修复效果,并从政策层面做好修复资金的筹措。