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南通市人工林经营协同生态恢复发展策略

2024-08-05陈波

南方农业·下旬 2024年6期

摘 要 江苏省南通市作为我国商品林建设的重要基地,其人工林资源总量极为丰富。为实现南通市人工林经济效益与生态效益的协同提升,保障林区生态稳定性和可持续发展,总结南通市人工林资源概况,分析其存在的问题,提出构建多元化混交林结构、促进土壤改良与养分循环、提升生物多样性、精细化水资源管理等策略。

关键词 人工林;生态恢复;混交林结构;江苏省南通市

中图分类号:S718.55 文献标志码:C DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.12.068

江苏省是我国人工林面积最大的省份之一,南通市作为该省重要的林业产区,人工林蓄积量高达6 508万m3。然而,长期的经营实践中,南通市人工林存在林木物种单一、土壤退化、生物多样性下降等问题,威胁到当地生态系统的平衡和稳定[1]。因此,如何在南通市人工林的经营管理中,采取有效的生态恢复和保护对策,以实现经济效益与生态效益的协同提升,是亟待解决的难题。

1 南通市人工林资源概况

南通市作为江苏省重要的商品林基地,人工林面积达132.6万hm2,总蓄积量达6 508万m3,分别占全省的20.4%和28.9%。南通市主要的树种包括马尾松、油松、池杉、黑松等针叶树;合欢、香樟、槐、女贞等阔叶树,采伐周期一般为18~25年,以经济林为主要类型。南通市的人工林面积不断扩大,已成为市域内生态环境的重要组成部分。人工林以商品林为主,木材产出的经济效益对地区经济的增长起到了关键的支撑作用。广泛分布的针阔混交林体系,具有调节气候、涵养水源、保持水土、美化景观等重要功能,是南通市域范围内碳汇容量的主要来源,对维系区域生态安全发挥不可替代的作用。因此,人工林资源的合理配置与优化经营,关系到南通市经济增长与生态环境保护的协调发展。

2 存在的问题

2.1 林分结构单一

南通市人工林建设起步较早,初期多采取单一树种的人工林规模化建设模式,造林树种以经济效益高的松树居多。据统计,南通市松科人工林面积达91.3万hm2,占比达68.8%,其中马尾松面积最大,超过50万hm2[1]。单一树种人工林具有抗风能力强、生长快、立地适应性强等优点,推广效果显著。但是长期的大面积单一树种人工林建设,也导致了南通市林区生物多样性明显下降。调查表明,目前,南通市主要林分中,优势物种相似性指数超过0.85,表明物种组成高度一致,林分结构单一[2-3]。

与天然林相比,南通市人工针叶林的生物量、营养物质都相对贫乏。这主要体现在生物群落简单,凋落物质少,仅为天然林的20%~30%,直接影响了土壤肥力[4]。长期形成单一物种的结构,使林分生态系统功能不完整,抵御外界干扰的能力弱,一旦发生火灾、虫害等灾害,人工林很难实现自我调节,生态系统脆弱性明显。同时,针叶树凋落物的覆盖度低,雨滴直接击溅地表,加剧了土壤侵蚀。长期大规模种植单一松树人工林,增加了病虫害发生概率。例如,松毛虫、松针褐斑病是常见的松树病虫害种类,一旦暴发,易造成区域性灾害。

2.2 土壤退化,加剧养分流失

南通市人工林土壤长期面临结构性退化的问题。具体而言,表层土壤渗透性降低、容重增加、无机氮含量不足。统计结果表明,南通市有58.6%的人工林地土壤结构完整性较差,土壤入渗率低于1.25 cm·min-1,不利于水分向下渗透和过滤。同时,38.2%的人工林地土壤容重超过1.55 g·cm-3,已严重影响植物根系生长[4]。这与南通市人工林长期高强度采伐、机械操作破坏表层结构、未及时进行采后残留物处理等密切相关。此外,南通市许多松树人工林存在养分循环不平衡的问题。常见松树种如马尾松、黑松等针叶树凋落物对土壤酸化作用明显,土壤pH值长期处于4以下,不利于土壤养分的矿化和有效态释放,从而影响林木对养分的吸收利用。同时,针叶树林地落叶层覆盖度低,雨水直接冲刷地面,加速了土壤养分流失。统计数据显示,南通市约32.1万hm2酸性严重的人工针叶林,面积占比超过60%[5]。养分循环制约直接导致了许多人工林预期寿命偏低,只有50年左右,一定程度上制约了南通市林业可持续发展。

2.3 生物多样性较低

南通市人工林生物多样性较低,这已成为影响林分生态系统稳定性的关键因素。统计结果显示,超过60%的人工林内优势树种相似性指数大于0.8,植被组成高度单一化[2]。常绿阔叶树仅占6%左右,针阔叶混交林更是罕见。同时,由于缺乏立体结构,乔灌草层植被不连续,各植被层生物量小,凋落物量仅为15%~35%。凋落物来源的单一性进一步影响了林下生物多样性。

植被组成多样性较低使南通市人工林生态系统功能不完整,物种间层级关系简单,食物链和食物网结构简单。一旦发生火灾、虫害、病害等自然干扰,人工林难以实现自我调节,抵御风险的能力较差。近10年来,南通市68.2万hm2人工林受到不同程度的松毛虫危害。同时,针叶树物种组成的高相似性,也促进了病原体在区域内的快速传播。

2.4 水资源管理不完善

南通市处于长江三角洲地带,水资源相对丰富。然而,由于地表植被破坏,水土流失现象普遍存在。统计显示,南通市62.5万hm2的人工林存在不同程度水土流失,约占林地总面积的47.2%,其中27.4万hm2为轻度水土流失,16.3万hm2为中度水土流失[2]。水土流失不仅加速了土壤肥力流失,也对地表水环境造成一定污染。

水资源利用效率较低也是当前南通市面临的问题之一。1)工业用水重复利用率偏低,仅为73%,低于苏南地区平均水平。2)南通市大部分人工林未建立有效的林区排灌设施,无法对降水进行收集利用,可利用量仅为降水量的11%左右。3)与天然林相比,南通市人工针叶林具有枝条排斥作用强、对降水的截留容量较差的特点,制约了水资源利用效率的提高。除供水保障外,水资源与植被、土壤之间的关系也影响到生态系统平衡。研究表明,南通市58%的松树人工林长期面临着土壤干旱化问题,这不仅影响林木的光合作用及生长,也使得火灾发生风险增加[1]。

3 策略

3.1 构建多元混交林结构

为增强南通市人工林的生物多样性,构建立体化的混交林体系是核心策略。1)实施间作改造,在成年针叶纯林的基础上,选择适宜的乔木、灌木、草本等间作。优先选择产量高、生长快的乡土树种,如栾、枫香树、银杏、槐及水杉等。仔细评估不同树种的生长特性、立地需求、光照适应性等,科学配置间作模式,形成疏密相间的立体结构。2)建立复层混交林。在不改变针叶树主体地位的情况下,适当引进毛白杨等混交树种,控制混交度在20%~30%为宜。同时,结合微地形地貌特征,形成南针北阔、阔针间作的立体结构,加强林缘效应。3)构建复合功能的人工湿地。针对南通市76.4万hm2低洼湿地林区,规划建设人工湿地复合体。配置规格均一的湿生树种如柳树、桉树等,打造多样化的立体生态空间。人工湿地承担净化水质、调蓄洪峰、维护生物多样性等多重生态功能。4)合理利用凋落物。针叶树凋落物覆盖性较差,通过种植覆盖作物如豆科蔬菜、草本植物等,形成二次覆盖系统,提高表层覆盖度,保持土壤氮磷含量。同时,在采伐过程中利用树枝凋落物堆积还田,促进养分释放。

3.2 促进土壤改良与养分循环

为有效提高南通市人工林土壤肥力,促进养分循环,可以从以下4方面着手。1)进行深度施肥改良。针对人工针叶林土壤酸化严重的现状,选择优质磷肥、有机肥等改良剂,在林地进行深施,并适当施用碳酸钠、粉煤灰等中和酸性物质,提高土壤pH值,并提供肥力基础。同时,配置腐植酸、海藻酸等助剂,增强土壤保肥和供肥能力。2)建立间作配置。在针叶林空隙间,选择豆科绿肥作物如蚕豆、绿豆等进行间作,还田黄豆秸秆等农作物残体,增加土壤有机质含量。合理间作不仅丰富了凋落物组成,也有利于改善土壤理化性质。3)针对人工林采伐过程中造成的土壤损伤,加强采后综合管理。采用橡胶轮轧压、立体间作等手段,增加表层覆盖,遏制水土流失;同时,在整地过程中尽量保留树冠、树根系统,促进养分的释放固定。4)构建立体养分循环系统。在施肥基础上,引入蘑菇加工余料、农作物秸秆还田、微生物菌剂应用等多元措施,形成“天-地-林”三位一体的养分循环新格局。

3.3 提升生物多样性

为有效保护南通市人工林的生物多样性,构建稳定的生态系统,可以从以下4方面进行创新。1)实施原生树种引种工程。调查南通市分布的乔木、灌木、草本等原生维管束植物,科学评估其生态功能和经济价值。重点保护珍稀濒危植物种,同时筛选具有重要生态调节功能的优良基因,通过人工栽培繁育,丰富群落组成。2)建立健全生物多样性监测网络。统筹规划南通市生物多样性调查执法机构与监测机构,形成科学高效的监测评估体系。重点针对南通市土壤微生物、甲虫类昆虫及鸟类进行长期跟踪监测,为保护决策提供数据支撑。3)提高公众生物多样性保护意识。在南通市开展形式多样的公众科普宣传活动,提高公众对于生物多样性重要性的认知,树立全民共治生态环境的价值理念。发动公众参与生物多样性保护的义务监督,共同打造南通市生物共同体的和谐与健康发展。4)完善生物多样性法制体系。改进自然保护区的设置标准,增加环境影响评价中涉及生物多样性因素的权重,提高环境违法成本,减轻开发建设活动对生物多样性的负面影响。

3.4 精细化水资源管理

为有效改善南通市水资源利用现状,推进水资源管理与生态系统修复的有效衔接,主要从以下4方面进行系统性创新。1)构建精细化水资源监测预警网络。在南通市主要水系及人工林带分布区域布设全自动水文监测设备,对降水量、土壤水分、地下水位等水文要素进行精细化监测,建立数据库,并通过模型模拟分析可能出现的水旱灾害风险,为水资源调度决策提供依据。2)创新节水工艺改造。在南通市主导产业如林木种植、造纸工业等高耗水行业开展新技术改造,推广间歇灌溉、中水回用、净水再生等工艺,实现工业生产用水重复利用率超80%,这不仅显著减少南通市的总耗水量,还降低了对生态环境的冲击压力。3)建设立体式蓄水保水工程。在南通市人工林区规划建设疏水渠、排水沟等水利骨干工程,在局部低洼区建立具备多功能的人工湿地,发挥调蓄洪峰、涵养水源的作用。合理控制排水强度,增加雨水地表蓄存时间,促进水分渗入地表,降低土壤干旱化风险,提高南通市水资源利用效率。4)完善水资源管理法规体系。制订水资源消耗总量控制方案,严格执行水资源费征收政策,实行用水计划管理,加大水资源利用违法行为处罚力度。

4 结语

南通市作为我国重要的商品林基地,人工林资源总量丰富,但也面临林木物种单一、土壤退化、生物多样性下降等诸多生态问题。这制约了南通市人工林的健康稳定与生态系统服务功能的改善。笔者在分析现状基础上,从构建复层混交林体系、土壤改良、生物多样性保护及水资源精细化管理等方面探索了一系列的创新策略。这些系统性的生态恢复与经济增长的协同发展路径选择,不仅有利于改善南通市人工林的生态环境,也将促进区域经济社会可持续发展,实现生态文明建设目标。

参考文献:

[1] 李宁.氮添加对江苏沿海杨树人工林土壤胞外酶活性的影响[D].南京:南京林业大学,2023.

[2] 刘彬池.江苏沿海杨树人工林土壤有机碳垂直分布模式及其调控因素[D].南京:南京林业大学,2023.

[3] 佚名.江风海韵长寿乡 宜居富民森林城:江苏省南通市创建国家森林城市纪实[J].国土绿化,2018(8):18-23.

[4] 杨涵.乡村振兴战略下江苏省林业高质量发展的对策研究[J].中国林业经济,2021(6):53-56.

[5] 施忠华.江苏林业发展的现状和问题思考[J].现代园艺,2018(22):212.

(责任编辑:张春雨)