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【摘 要】 本文系分析了人工樟子松固沙林经营现状及枯死原因,对影响林分稳定性的各项因子进行了充分的论述。
【关键词】 樟子松;人工固沙林;衰退规律原因;改造更新
前言:
樟子松是欧洲赤松的一个地理变种,天然分布于我国呼伦贝尔沙地和大兴安岭北部山地,具有抗旱、耐寒、耐瘩薄等优良特性,1955年最早在科尔沁沙地东南缘的辽宁省彰武县章古台沙地上引种成功,开创了樟子松治沙造林的先例;之后,特别是1978年东北、西北、华北(简称“三北”)防护林工程建设启动以来,樟子松在三北风沙区开始被大规模引种栽植。据统计,樟子松己在三北地区12个省(区、市)300多个县推广应用,面积己超过30万hm2,樟子松己成为我国三北防护林工程和防沙治沙工程的主要造林树种。然而近几年,在最早引种沙地樟子松的辽宁省章古台地区,人工固沙林出现了大面積的衰退枯死现象,呈现流行爆发趋势,而后其他部分地区也出现了类似情况发生衰退。
据初步调查,仅辽宁省3.83万hm2樟子松人工固沙林就有2.5万hm2占65.27%。樟子松人工固沙林的衰退己严重危害现实林分的正常生长,继续发展下去相当部分的樟子松林将被毁掉,这将给我国“三北”防护林体系工程建设造成巨大损失,治理衰退的樟子松人工固沙林己成为巩固三北防护林体系建设成就的重要问题。为此,开展章古台樟子松固沙林衰退成因及有效防治措施研究十分必要和迫切,这对巩固三北防护林体系建设成果,维护提高樟子松人工固沙林的稳定性和再生能力,指导樟子松在我国三北防护林地区健康发展都有重大的理论和实践意义。
一、樟子松固沙林衰退枯死原因
1、气候
作为一个外来种,必须经过驯化才能培育成为引种区的一个栽培种,以至“乡土化”。樟子松要在引种栽培区完全达到“乡土化”,还要经过较长时期的引种栽培实践。引种的成败既与引种区和原产地生态条件的相似程序有关,也与引种植物本身的生物、生态学特性有关。树种与环境共处于相互联系、相互作用的生态系统,其中气候因素与树种的关系最为显著。按照生态学观点,树种在原产地生态和历史条件下形成的气候适应性是对现实气候生态位的占有,引种地区的气候条件则是由多个气候因子构成的多维气候空间。
影响樟子松生长发育的气候生态因素很多(表),如年降水量、蒸发量、气温、年日照时数、≥10℃积温、无霜期等,但并非每个因子对区分这两类地区所代表的总体都有重要作用,而是只有其中一部分因子起主导作用。为此把樟子松天然分布区内的满州里、完工、海拉尔、牙克石、孟根楚鲁5个气象站作为一组而将引种区昌图、康平、彰武3个气象站作为另一组,并选定对樟子松生长影响较大的年均气温、1月气温、7月气温、极端最高气温、极端最低气温、年均降水量、年均蒸发量、年均风速、年日照时数、≥10℃积温等10个气候因子参与统计分析。应用MATLAB软件包程序分别对原始数据做总体差异分析和因子差异分析。分析结果认为樟子松天然分布区与引种区之间气候总体差异非常显著;在各气候因子中除极端最高气温、年均风速、年日照时数3个气候因子外,其余7个气候因子均表现极端显著差异。
从以上计算结果可以看出,樟子松在天然分布区与引种区气候差异性主要体现在热最和水分两方面。由表4可知,沙地樟子松原产地在极端最低气温、日最低气温≤0℃的天数分别比引种区低19.9℃,多58.3天,表明樟子松要求更低和更长的低温。
水分方面,天然分布区与引种区水分条件有明显差异。在输入量上,原产地比引种区降水少176.2mm,这对引种区樟子松生长是有利的。在输出量.上,引种区比天然分布区多蒸发水分493.3mm,蒸发量大这一点对引种区樟子松生长是不利的,且引种区比天然分布区年均积雪天数少110.2天。虽然原产地天然降水少,但水分的有效作用率高,其低温和大量的积雪可以大大减少上壤水分蒸发,使樟子松在生长季内水分能得到有效补充和供应。
2、水分
降水少且集中是科尔沁沙地气候的典型特征,多年的气候观测分析表明:章固台地区年约有50%左右的降水集中在7,8月份,其它月份降水量差则明显减少,尤其是春季,由于降水少,加上风大蒸发量较大,林木生长受到严重影响。
大气降水和地下水是沙地土壤水分的主要来源,由于章古台地区地下水位较低,所以大气降水对植物生长而言尤为重要。多年来章古台地区降水量不稳定,波动较大,年降水量最大值与最小值相差300mm以上(97年与2000年),甚至出现连年的千早现象(如2000-2001年连续两年降水量不足300mm),水分输入严重不足。
根据土壤水分对植物生长的有效性原理,并非土壤中的水分都能被林木生长所利用。当土壤含水量低于凋萎含水量时,林木不能从土壤中吸取水分,为无效水;当土壤含水量大于凋萎含水量时,土壤水分是有效的,但大于凋萎含水量的土壤水分对林木的有效性也是不同的,当土壤水势不同时,林木从土壤中吸收水分的难易程度是不同的。当土壤含水量降低到田间持水量的60%以下时,就出现水分亏缺,对林木生长产生不良影响,此时的土壤水分含量称为生长阻滞点。生长阻滞点至田间持水量之间的水分,林木易于利用。此范围内的水分划分为2级,土壤水分在田间持水量的60-80%属中效水,80-100%的水分属高效水。据测定章古台沙地的土壤田间持水量为5-6%,调查结果显示:35年生樟子松人工固沙林(林分密度为2100株/公顷)土壤水分长期处于生长阻滞含水量以,土壤水分供应严重不足,影响了林木的正常生长,从而导致树势衰弱。
3、经营技术
章古台地区樟子松人工固沙林提早衰退的原因除水热等条件外,培育目的不够明确、营林技术欠科学欠合理也是一个重要的原因。在早期的引种时,为了保证造林成活,不惜加大造林密度,以密保活,初植密度多为3300-4400株/公顷,有些地块甚至达到了6600株/公顷。树木营养空间不足,导致树木生长衰弱,病虫危害时有发生。 樟子松在林分郁闭前(12年左右)造林密度、经营密度过大,对土壤水分和林木生长影响尚不明显,但是进入速生期以后,随着林龄的增长,耗水量增加,对土壤水分和林分生长的影响开始显著。
林分密度大小直接影响土壤水分的收支平衡状况,林分水量的分配受降水量和林分密度的影响。1999年降水量较少,林木生长期0-3m土层的贮水量也随之减少,但经营密度大(1250株/hm2)的林分减少的多;2000年降水量较大,水分输入大于支出,0-3m上层的贮水量增加,但密度大的林分增加量小。表明适当调整林分密度可有效改善林分的水分收支状况。现有樟子松人工固沙林在经营培育过程中,曾按用材林来经营,追求高的收获量,林分经营密度普遍偏大,许多中龄林密度都超过1500株/hm2,这种密度远远超过环境的承载能力,这不能不说是营林技术上的失误。樟子松人工固沙林密度过大造成后果是破坏了林木蒸腾耗水与环境供水能力之间的水量平衡,使之处于严重的赤字状态。导致这些失误的根源,除了对环境条件认识的局限外,也有植被建设指导思想方面的原因。樟子松人工固沙林属防护林范畴,不是用材林,更不是速生丰产林。长期以来,在樟子松人工固沙林经营过程中,曾一度照搬用材林经营技术规程,修枝、抚育间伐不及时、强度小,结果形成过大的林分密度,从而造成过量的水分消耗,致使土壤水分出现亏缺,最终造成樟子松人工固沙林整体衰退,甚至死亡。
4、松沫蝉、松毛虫的危害
1)松沫蝉
由于对松沫蝉危害的严重性认识不足,防治力度不够,章古台地区樟子松人工固沙林松沫蝉的危害逐年加重,发生面积越来越大。据调查,10-40年生樟子松人工固沙林有虫株率达100%,严重地段林中有“雨感”。松沫蝉一年一代,以卵越冬。在章古台地区每年5月上旬(樟子松展叶始期)松沫蝉的卵开始孵化,幼龄若虫主要在当年新梢上取食。树龄不同,取食部位也不尽一致。树龄较小时,若虫多在当年梢上取食;树龄较大时,多在2年生部位为害。每团沫中一般有若虫1-2个,最多达18个。老熟若虫于7月上旬开始羽化,成虫经过一段时间的营养补充后,8月开始产卵,卵产于松针叶鞘内进行越冬。松沫蝉危害不仅影响林木正常生长,还明显促进樟子松枯梢病的发生和危害程度。具体表现在如下几个方面:
其一,松沫蝉的若虫和成虫长期吸食树液,消耗大量水分和养分,使树木生理紊乱,树势衰弱,抗病能力降低。
其二,松蝉沫的PH值7.5左右,一年中松沫蝉长达约3个月的沫期(5~7月)恰好与枯梢病病原菌的饱子扩散期相吻合。为抱子萌发侵染创造了便利条件。
其三,松沫蝉取食产生的伤口是病菌侵入的便捷途径,无形中增加了发病率,加重了枯梢病危害程度。
其四,松沫蝉本身充当着病菌的携带者和传播者双重身份。如果没有松沫蝉,松枯梢病危害程度会大大降低。
2)松毛虫
松毛虫对樟子松人工固沙林危害是持久的,如果监测好虫口密度,及时进行化学防治,把虫口密度控制在“经济阐值”范围内,达到“有虫不成灾”,不会影响樟子松正常生长。但如果防治力度不够或不及时,不仅影响林木正常生长,严重时可使林木致死。在章古台地区,松毛虫的生活习性表现为:一年二代,一年中第一代松毛虫4月初开始危害,第二代松毛虫8月上旬开始危害。松毛虫属食叶害虫,伤害部位是林木的光合作用和蒸腾作用的器官一针叶,所以一旦松毛虫大面积发生,则难以控制,后果将不可逆转。
二、樟子松固沙林经营技术
1、密度的确定依据
密度是林木群体结构的数量基础。在培育人工林过程中经常遇到不同的密度概念,如初植密度、最大密度、相对密度、经营密度等,而固沙造林合理密度主要涉及初植密度和经营密度。尽管科学家们曾就密度问题做过一系列深入细致的研究工作,但多以生物群体收获量大小,即以经济产量做为密度是否合理的衡量标准,一段时期以来在固沙造林生产实践中也一直沿用这一标准,“适当密植”曾被作为固沙造林的有效措施被大力提倡,但是随着固沙树木的生长,加上没有及时将林分密度调整到适宜范围,结果在林木生长发育过程中水分、养分供应不足,致使固沙林生长衰退,甚至死亡。
2、松毛虫、松沫蝉的化学防治
森林病虫危害树木又称“无烟火灾”。在加强对现有樟子松人工固沙林经营管理的同时,不可轻视森林保护工作。樟子松松毛蟲危害突发性强,但虫害发生规律易于掌握,药剂防治措施和手段比较成熟。目前缠毒绳是一种既经济又实用的防治方法。此外,在樟子松林集中连片地区,在虫害严重情况下,可采用飞机喷药防治。
由于松沫蝉对于松枯梢病的发生与危害有明显的促进作用,因此应做好松沫蝉的防治工作。用50%甲胺磷原液或5倍液注干或涂干、500倍液喷雾等是防治松沫蝉幼龄若虫的适宜措施。
三、结束语
综上,樟子松人工固沙林衰退枯死的众多因素中,气候差异、经营管理不当、土壤水分利用失衡等属诱导因素,;松沫蝉、松毛虫危害属促进因素。只要我们研究并掌握了樟子松固沙林的衰退枯死原因并对症下药,就会让病林、枯林重新焕发生机。
参考文献:
[1]黎承湘等.樟了松对土壤气候适应能力分析,造林论文集,中国林业出版,1993.6
[2]徐海涛.章古台沙地影响樟了松生长主要生态因子的初探.辽宁林业科技,1989.2
[3]焦树仁.1989章古台固沙林生态系统的结构与功能.沈阳:辽宁科学技术出版社.
【关键词】 樟子松;人工固沙林;衰退规律原因;改造更新
前言:
樟子松是欧洲赤松的一个地理变种,天然分布于我国呼伦贝尔沙地和大兴安岭北部山地,具有抗旱、耐寒、耐瘩薄等优良特性,1955年最早在科尔沁沙地东南缘的辽宁省彰武县章古台沙地上引种成功,开创了樟子松治沙造林的先例;之后,特别是1978年东北、西北、华北(简称“三北”)防护林工程建设启动以来,樟子松在三北风沙区开始被大规模引种栽植。据统计,樟子松己在三北地区12个省(区、市)300多个县推广应用,面积己超过30万hm2,樟子松己成为我国三北防护林工程和防沙治沙工程的主要造林树种。然而近几年,在最早引种沙地樟子松的辽宁省章古台地区,人工固沙林出现了大面積的衰退枯死现象,呈现流行爆发趋势,而后其他部分地区也出现了类似情况发生衰退。
据初步调查,仅辽宁省3.83万hm2樟子松人工固沙林就有2.5万hm2占65.27%。樟子松人工固沙林的衰退己严重危害现实林分的正常生长,继续发展下去相当部分的樟子松林将被毁掉,这将给我国“三北”防护林体系工程建设造成巨大损失,治理衰退的樟子松人工固沙林己成为巩固三北防护林体系建设成就的重要问题。为此,开展章古台樟子松固沙林衰退成因及有效防治措施研究十分必要和迫切,这对巩固三北防护林体系建设成果,维护提高樟子松人工固沙林的稳定性和再生能力,指导樟子松在我国三北防护林地区健康发展都有重大的理论和实践意义。
一、樟子松固沙林衰退枯死原因
1、气候
作为一个外来种,必须经过驯化才能培育成为引种区的一个栽培种,以至“乡土化”。樟子松要在引种栽培区完全达到“乡土化”,还要经过较长时期的引种栽培实践。引种的成败既与引种区和原产地生态条件的相似程序有关,也与引种植物本身的生物、生态学特性有关。树种与环境共处于相互联系、相互作用的生态系统,其中气候因素与树种的关系最为显著。按照生态学观点,树种在原产地生态和历史条件下形成的气候适应性是对现实气候生态位的占有,引种地区的气候条件则是由多个气候因子构成的多维气候空间。
影响樟子松生长发育的气候生态因素很多(表),如年降水量、蒸发量、气温、年日照时数、≥10℃积温、无霜期等,但并非每个因子对区分这两类地区所代表的总体都有重要作用,而是只有其中一部分因子起主导作用。为此把樟子松天然分布区内的满州里、完工、海拉尔、牙克石、孟根楚鲁5个气象站作为一组而将引种区昌图、康平、彰武3个气象站作为另一组,并选定对樟子松生长影响较大的年均气温、1月气温、7月气温、极端最高气温、极端最低气温、年均降水量、年均蒸发量、年均风速、年日照时数、≥10℃积温等10个气候因子参与统计分析。应用MATLAB软件包程序分别对原始数据做总体差异分析和因子差异分析。分析结果认为樟子松天然分布区与引种区之间气候总体差异非常显著;在各气候因子中除极端最高气温、年均风速、年日照时数3个气候因子外,其余7个气候因子均表现极端显著差异。
从以上计算结果可以看出,樟子松在天然分布区与引种区气候差异性主要体现在热最和水分两方面。由表4可知,沙地樟子松原产地在极端最低气温、日最低气温≤0℃的天数分别比引种区低19.9℃,多58.3天,表明樟子松要求更低和更长的低温。
水分方面,天然分布区与引种区水分条件有明显差异。在输入量上,原产地比引种区降水少176.2mm,这对引种区樟子松生长是有利的。在输出量.上,引种区比天然分布区多蒸发水分493.3mm,蒸发量大这一点对引种区樟子松生长是不利的,且引种区比天然分布区年均积雪天数少110.2天。虽然原产地天然降水少,但水分的有效作用率高,其低温和大量的积雪可以大大减少上壤水分蒸发,使樟子松在生长季内水分能得到有效补充和供应。
2、水分
降水少且集中是科尔沁沙地气候的典型特征,多年的气候观测分析表明:章固台地区年约有50%左右的降水集中在7,8月份,其它月份降水量差则明显减少,尤其是春季,由于降水少,加上风大蒸发量较大,林木生长受到严重影响。
大气降水和地下水是沙地土壤水分的主要来源,由于章古台地区地下水位较低,所以大气降水对植物生长而言尤为重要。多年来章古台地区降水量不稳定,波动较大,年降水量最大值与最小值相差300mm以上(97年与2000年),甚至出现连年的千早现象(如2000-2001年连续两年降水量不足300mm),水分输入严重不足。
根据土壤水分对植物生长的有效性原理,并非土壤中的水分都能被林木生长所利用。当土壤含水量低于凋萎含水量时,林木不能从土壤中吸取水分,为无效水;当土壤含水量大于凋萎含水量时,土壤水分是有效的,但大于凋萎含水量的土壤水分对林木的有效性也是不同的,当土壤水势不同时,林木从土壤中吸收水分的难易程度是不同的。当土壤含水量降低到田间持水量的60%以下时,就出现水分亏缺,对林木生长产生不良影响,此时的土壤水分含量称为生长阻滞点。生长阻滞点至田间持水量之间的水分,林木易于利用。此范围内的水分划分为2级,土壤水分在田间持水量的60-80%属中效水,80-100%的水分属高效水。据测定章古台沙地的土壤田间持水量为5-6%,调查结果显示:35年生樟子松人工固沙林(林分密度为2100株/公顷)土壤水分长期处于生长阻滞含水量以,土壤水分供应严重不足,影响了林木的正常生长,从而导致树势衰弱。
3、经营技术
章古台地区樟子松人工固沙林提早衰退的原因除水热等条件外,培育目的不够明确、营林技术欠科学欠合理也是一个重要的原因。在早期的引种时,为了保证造林成活,不惜加大造林密度,以密保活,初植密度多为3300-4400株/公顷,有些地块甚至达到了6600株/公顷。树木营养空间不足,导致树木生长衰弱,病虫危害时有发生。 樟子松在林分郁闭前(12年左右)造林密度、经营密度过大,对土壤水分和林木生长影响尚不明显,但是进入速生期以后,随着林龄的增长,耗水量增加,对土壤水分和林分生长的影响开始显著。
林分密度大小直接影响土壤水分的收支平衡状况,林分水量的分配受降水量和林分密度的影响。1999年降水量较少,林木生长期0-3m土层的贮水量也随之减少,但经营密度大(1250株/hm2)的林分减少的多;2000年降水量较大,水分输入大于支出,0-3m上层的贮水量增加,但密度大的林分增加量小。表明适当调整林分密度可有效改善林分的水分收支状况。现有樟子松人工固沙林在经营培育过程中,曾按用材林来经营,追求高的收获量,林分经营密度普遍偏大,许多中龄林密度都超过1500株/hm2,这种密度远远超过环境的承载能力,这不能不说是营林技术上的失误。樟子松人工固沙林密度过大造成后果是破坏了林木蒸腾耗水与环境供水能力之间的水量平衡,使之处于严重的赤字状态。导致这些失误的根源,除了对环境条件认识的局限外,也有植被建设指导思想方面的原因。樟子松人工固沙林属防护林范畴,不是用材林,更不是速生丰产林。长期以来,在樟子松人工固沙林经营过程中,曾一度照搬用材林经营技术规程,修枝、抚育间伐不及时、强度小,结果形成过大的林分密度,从而造成过量的水分消耗,致使土壤水分出现亏缺,最终造成樟子松人工固沙林整体衰退,甚至死亡。
4、松沫蝉、松毛虫的危害
1)松沫蝉
由于对松沫蝉危害的严重性认识不足,防治力度不够,章古台地区樟子松人工固沙林松沫蝉的危害逐年加重,发生面积越来越大。据调查,10-40年生樟子松人工固沙林有虫株率达100%,严重地段林中有“雨感”。松沫蝉一年一代,以卵越冬。在章古台地区每年5月上旬(樟子松展叶始期)松沫蝉的卵开始孵化,幼龄若虫主要在当年新梢上取食。树龄不同,取食部位也不尽一致。树龄较小时,若虫多在当年梢上取食;树龄较大时,多在2年生部位为害。每团沫中一般有若虫1-2个,最多达18个。老熟若虫于7月上旬开始羽化,成虫经过一段时间的营养补充后,8月开始产卵,卵产于松针叶鞘内进行越冬。松沫蝉危害不仅影响林木正常生长,还明显促进樟子松枯梢病的发生和危害程度。具体表现在如下几个方面:
其一,松沫蝉的若虫和成虫长期吸食树液,消耗大量水分和养分,使树木生理紊乱,树势衰弱,抗病能力降低。
其二,松蝉沫的PH值7.5左右,一年中松沫蝉长达约3个月的沫期(5~7月)恰好与枯梢病病原菌的饱子扩散期相吻合。为抱子萌发侵染创造了便利条件。
其三,松沫蝉取食产生的伤口是病菌侵入的便捷途径,无形中增加了发病率,加重了枯梢病危害程度。
其四,松沫蝉本身充当着病菌的携带者和传播者双重身份。如果没有松沫蝉,松枯梢病危害程度会大大降低。
2)松毛虫
松毛虫对樟子松人工固沙林危害是持久的,如果监测好虫口密度,及时进行化学防治,把虫口密度控制在“经济阐值”范围内,达到“有虫不成灾”,不会影响樟子松正常生长。但如果防治力度不够或不及时,不仅影响林木正常生长,严重时可使林木致死。在章古台地区,松毛虫的生活习性表现为:一年二代,一年中第一代松毛虫4月初开始危害,第二代松毛虫8月上旬开始危害。松毛虫属食叶害虫,伤害部位是林木的光合作用和蒸腾作用的器官一针叶,所以一旦松毛虫大面积发生,则难以控制,后果将不可逆转。
二、樟子松固沙林经营技术
1、密度的确定依据
密度是林木群体结构的数量基础。在培育人工林过程中经常遇到不同的密度概念,如初植密度、最大密度、相对密度、经营密度等,而固沙造林合理密度主要涉及初植密度和经营密度。尽管科学家们曾就密度问题做过一系列深入细致的研究工作,但多以生物群体收获量大小,即以经济产量做为密度是否合理的衡量标准,一段时期以来在固沙造林生产实践中也一直沿用这一标准,“适当密植”曾被作为固沙造林的有效措施被大力提倡,但是随着固沙树木的生长,加上没有及时将林分密度调整到适宜范围,结果在林木生长发育过程中水分、养分供应不足,致使固沙林生长衰退,甚至死亡。
2、松毛虫、松沫蝉的化学防治
森林病虫危害树木又称“无烟火灾”。在加强对现有樟子松人工固沙林经营管理的同时,不可轻视森林保护工作。樟子松松毛蟲危害突发性强,但虫害发生规律易于掌握,药剂防治措施和手段比较成熟。目前缠毒绳是一种既经济又实用的防治方法。此外,在樟子松林集中连片地区,在虫害严重情况下,可采用飞机喷药防治。
由于松沫蝉对于松枯梢病的发生与危害有明显的促进作用,因此应做好松沫蝉的防治工作。用50%甲胺磷原液或5倍液注干或涂干、500倍液喷雾等是防治松沫蝉幼龄若虫的适宜措施。
三、结束语
综上,樟子松人工固沙林衰退枯死的众多因素中,气候差异、经营管理不当、土壤水分利用失衡等属诱导因素,;松沫蝉、松毛虫危害属促进因素。只要我们研究并掌握了樟子松固沙林的衰退枯死原因并对症下药,就会让病林、枯林重新焕发生机。
参考文献:
[1]黎承湘等.樟了松对土壤气候适应能力分析,造林论文集,中国林业出版,1993.6
[2]徐海涛.章古台沙地影响樟了松生长主要生态因子的初探.辽宁林业科技,1989.2
[3]焦树仁.1989章古台固沙林生态系统的结构与功能.沈阳:辽宁科学技术出版社.