黑龍江省西部地區生態林建設技術研究

張玉柱，俞冬興，畢廣有，曹志偉，陳晨

（黑龍江省森林與環境科學研究院，黑龍江 齊齊哈爾161005）

針對黑龍江省西部水土流失、土地荒漠化、洪災和旱災交替發生，較多地區經濟貧困的現狀，通過營造生態功能持續穩定的生態林以保護脆弱生態環境，促進經濟持續穩定發展，從而達到“堅持生態優先，謀求經濟、社會效益相統一”的營造生態林的目的。

本地區人工生態林建設應遵循以下基本原則：

（1）營造多樹種、多林齡、多樣性、穩定性強的復層林和混交林。

（2）為了與嫩江流域環境條件相適應，盡可能選擇與該區域的原生植被相類似的自然植被類型，盡可能采用保持生態環境穩定的造林方法。

（3）人工生態林不拘泥一定的規則形狀，可以根據地形特點因地制宜。

（4）環境條件惡劣的造林地，一次成林困難?？上仍?種先鋒林，成林后再通過帶狀間伐等方式，一邊引進，一邊改良，從而形成具有多樣性的人工生態林。對達到成熟期的生態林可以采用同樣的方法進行樹種的多樣化改良。

1 試驗區概況

根據《黑龍江省1999—2050年生態環境建設規劃》分區，結合3個類型區域特點，把平原區的齊齊哈爾市甘南縣甘南林場、丘陵區的齊齊哈爾市克山縣北聯林場、風沙區的大慶市杜爾伯特蒙古族自治縣新店林場選定為試驗區。

表1 嫩江流域中下游人工生態林調查

1.1 杜爾伯特蒙古族自治縣試驗區

試驗區位于黑龍江省西部地區的中部，屬于溫帶季風氣候，春季干旱多風，夏秋炎熱多雨，年平均氣溫3.5℃，極端最高38.5℃，極端最低－33.6℃，≥10℃年均積溫2 924.4℃，年降水量為431.5 mm，蒸發量為1 828.7mm。降水主要集中在6—9月，占全年降水量的84.6%，全年平均5級以上大風日數為59d，8級以上大風日數20d，平均風速4.1m·s－1，4、5、9、10月為風沙活動最為頻繁強烈的季節。土壤以沙壤土為主，pH值7.5～8.5。

1.2 甘南縣甘南林場

林場地處大興安嶺東南麓終端斷續丘陵與嫩江平原的過渡地帶，地形以平原地貌為主，海拔高度180～200m。屬溫帶季風氣候，冬季漫長寒冷，春季風大干旱，夏季高溫多雨，秋季降溫快，多早霜。年平均氣溫2.6℃ ，最高氣溫39℃，最低氣溫－35.4℃，平均降水量455.2mm，年蒸發量1 499.8 mm，年日照時數2 791.7h，年積溫2 260～2 980℃，無霜期120～160d。土壤主要以黑土、黑鈣土為主。

1.3 克山縣北聯林場

林場地處小興安嶺南坡，丘陵起伏，漫川漫崗，施業區坡度平緩，平均坡度10°左右，平均海拔高度560m左右。屬于溫帶季風氣候，四季變化明顯，冬季漫長，寒冷干燥；夏季短促，高溫多雨；春季風大少雨干旱；秋季降溫急驟，霜凍較早，常有凍害發生。年平均氣溫1.2℃，極端最高氣溫37.9℃，最低氣溫－42℃，無霜期120d左右。日照時數2 620～2 724h。有效積溫2 400℃。年降水量510mm左右，年平均蒸發量1 200mm，主風向西北風。林場土壤為黑土、暗棕壤、沼澤土。林場屬小興安嶺植物區系。天然植被有蒙古櫟、白樺、黑樺、山楊，有少量的椴樹、色木槭和春榆，垂直分布不明顯。

2 研究方法

2.1 間伐及更新試驗方法

采用0%、30%、50%三種間伐強度帶狀間伐，間伐帶寬10m，保留帶寬10～20m，間伐帶東西走向。更新試驗：更新方式分為人工更新和天然更新2種，其中，人工更新進行了不同樹種、密度和混交模式試驗。

設計新栽植行采用最接近東西方向的直行間伐。

2.2 間伐后光照條件變化觀測方法

通過測定間伐行中正交行的PPFD（光合光量子通量密度），評估帶狀間伐光照條件變化。具體方法為：全天空照片攝影，所攝照片采用計算機軟件處理、分析。

天空照片用安裝有魚眼鏡頭的數碼相機拍攝。攝影高度為1.3m。在間伐帶正交線上進行攝影，每個伐區設置5條線。在一邊長為50m的試驗區中，設置南北走向5條線，其端點位置分別為5、15、25、35、45m；沿各條線，每間隔5m進行拍照，每條線上共拍照11張 ，通過自動計算，得出郁閉度及PPFD值。

2.3 更新造林試驗方法

間伐試驗區造林設計 在平原區、丘陵區和風沙區分別設立50m×50m的試驗處理區。試驗處理分為：無間伐對照、間伐區（只進行帶狀間伐）、間伐＋栽植（行狀栽植、密度試驗）。

2.3.1 甘南縣甘南林場 間伐后栽植區：在興安落葉松間伐跡地栽植50m×50m林分6處；樹種為紅皮云杉，密度2m×2m，間伐強度：對照、30%、50%。

2.3.2 克山縣北聯林場 間伐后栽植區：在樟子松間伐跡地栽植50m×50m林分4處和50m×25m林分2處；樹種為：紅皮云杉、黃波羅，密度2m×2 m，間伐強度：0%、30%、50%。

2.3.3 杜蒙縣新店林場 間伐后植栽區：在小黑楊間伐跡地栽植50m×50m林分6處；樹種：小葉錦雞兒、沙棘（密度1m×2m），間伐強度：0%、30%、50%。

3 試驗結果與分析

3.1 間伐后光環境改善效果

結果顯示：杜蒙縣楊樹林與對照區的透光度相比增加20.0%。甘南縣的興安落葉松林及克山縣的樟子松林與對照區的透光度相比增加10.0%。

根據透光度及PPFD相對值分析，采伐部分北側與南側，即使是同樣的透光度，PPFD相對值差異也較大。直射光多的北側大，有林冠遮擋的南側小。北側部分在3～4m范圍內可接收到直射光。

3.2 間伐對林地天然更新的影響

3.2.1 間伐造林當年天然更新情況調查及分析

（1）間伐區更新情況調查

各地區植物侵入情況：

①風沙區：大慶市杜蒙縣（新店林場）

木本類：家榆、小黑楊、興安胡枝子、興安鼠李各1株。

草本類：虎尾草、狗尾草、星星草、馬唐等占優勢，植被平均覆蓋度30%。

②平原區：齊齊哈爾市甘南縣（甘南林場）

木本類：確認有家榆、興安胡枝子、細葉胡枝子、興安落葉松天然更新幼苗，發現大量細葉胡枝子及落葉松幼苗。

草本類：狗尾草、金色狗尾草、馬唐等占優勢，間伐區植被平均覆蓋率為60%。未間伐林地的植被非常少，覆蓋率平均2%。

③丘陵區：齊齊哈爾市克山縣（北聯林場）

木本類：發現小黑楊、樟子松、興安落葉松、毛榛、細葉胡枝子、平榛、黑樺侵入，尤其發現落葉松、楊樹、樟子松等天然更新苗數量較大。

草本類：東方草莓、針茅、苔草等占優勢，平均植被蓋度40%，未間伐部分平均植被蓋度8%。

（2）間伐造林區天然更新情況分析

①更新樹種及其個體數量

從生態林建設的角度來看，侵入樹種增加了現存生態林的構成樹種，周邊木本樹種的侵入對形成多樣性生態林具有重要意義。

根據本次調查結果，在調查區內確認能生長的木本類如下：

風沙區：大慶市杜蒙縣（新店林場）

家榆1株、小黑楊1株、興安胡枝子1株、興安鼠李1株。

平原區：齊齊哈爾市甘南縣（甘南林場）

家榆2株、興安胡枝子2株、細葉胡枝子13株、興安落葉松9株。

丘陵區：齊齊哈爾市克山縣（北聯林場）

小黑楊10株、樟子松8株、落葉松20株、毛榛2株、細葉胡枝子8株、平榛8株、黑樺1株。

②間伐造林區更新分析

在風沙區杜蒙縣新店林場，在間伐處理區確定4個樹種的天然更新苗，只發現4株侵入，數量很少。因為周圍種源稀少和周圍居民放牧。沒有觀察到新栽植區有木本類侵入，由于離種源遠、土壤鹽堿度非常高、立地條件差，更新困難。

在平原區甘南縣甘南林場，確認間伐處理區有4個樹種生長，總計26株。其中細葉胡枝子13株、落葉松9株，占85%。

在丘陵區克山縣北聯林場，觀察到在間伐處理區和新栽植區都有很多木本類。特別是間伐處理區有7個樹種的侵入，總計57株。因為處理區接近天然種源，種子補給容易，和其他2個地域相比有立地條件的優勢。

③木本類更新的可能性

甘南縣甘南林場及克山縣北聯林場，通過此次調查觀察到幾種情況。間伐處理區，間伐后空地里有很多天然更新苗木。天然更新苗木在寬度10m的空地中分布特點：空地中心較少，北側和南側的林緣部分較多；北側受干旱影響，變黃的很多；南側每天有一半時間是遮陰狀態，更新植物生長良好。空地中心地帶雜草長得很茂密，北側和南側林緣部分雜草低矮稀疏。侵入樹種主要是調查區周圍的生態林樹種。

3.2.2 間伐造林對植物更新影響研究結果

（1）綜合3個類型區全部調查研究結果，風沙區的新店林場，立地條件極差，人為、牲畜危害嚴重，天然更新難以進行；宜林地造林可選樹種少，成活困難。

（2）平原區的甘南林場立地條件相對較好，天然更新苗木翌年存在春季生理干旱現象，可采取一些措施促進天然更新。如采伐跡地改善種子落地發芽生根環境，秋季采取防寒措施幫助越冬，翌年春季及時澆水解決春旱問題；待幼苗發育強壯，抗逆性增強，適應環境后，能夠正常生長發育，形成生態穩定的混交林。

（3）丘陵區的北聯林場，立地條件最好，觀察到天然更新樟子松2年生實生苗，其他樹種，觀察到株高10～50cm存活生長的個體，天然更新苗木可以正常越冬?，F有生態林間伐后，通過天然更新，可形成生態穩定的混交林。

3.3 更新造林試驗

杜蒙縣新店林場（風沙區）

沙質土壤，粒徑細小、排水性差、鹽堿程度高，土壤條件差。試驗結果，間伐區，小葉錦雞兒平均成活率67%，沙棘平均成活率17%。

甘南縣甘南林場（平原區）

栽植的紅皮云杉成活率達100%。從造林當年開始，生長良好。間伐區，盡管間伐前幾乎是裸地，伐后草本生長繁茂，間伐效果明顯。間伐后沒有強光直射的南林緣生長著很多興安落葉松實生苗。

表2 甘南縣甘南林場（平原區）的試驗栽植結果

克山縣北聯林場（丘陵區）

帶狀間伐區，30%間伐區的紅皮云杉、黃波羅成活率達到90%以上；50%間伐區成活率在60%～80%，見表3。落葉闊葉樹更新良好，生長茂盛。

表3 克山縣北聯林場（丘陵區）的試驗栽植結果

根據此次的調查結果，造林時注意事項如下：（1）造林樹種的選定，要充分注意適合樹種及產地；

（2）苗木幼齡時期必須及時澆水；

（3）帶狀間伐東西方向為基本方向；

（4）帶狀間伐的寬度，根據樹高確定。如果寬度過大，容易發生干旱危害，間伐率30%最好；

（5）注意配置，保留樹的樹冠下不可栽植。

4 結論與建議

4.1 風沙草原區立地條件極差，土壤干旱，板結，人畜危害嚴重，天然更新困難。

平原農區立地條件相對較好，興安落葉松、樟子松實生苗可越冬，春季生理干旱嚴重，可采取一些諸如松土除草、越冬防寒、春季補水措施促進天然更新，形成抗逆性強的壯苗，以利于形成生態穩定的異齡混交林。

丘陵漫崗區立地條件最好，天然更新的苗木能夠正常越冬，有些鄉土樹種可實現天然更新。現有生態林間伐后，通過天然更新，可形成生態穩定的混交林。

4.2 在丘陵漫崗和平原農區的落葉松、樟子松帶狀間伐地內可營造紅皮云杉、黃波羅，平均成活率達90%以上，是構建復層混交林的重要途徑。

4.3 三種類型區人工林都存在土壤板結問題，造林時加強整地，提高整地質量，活化土壤，確保造林成功。

4.4 帶狀間伐后，北側林緣部日照變強非常干旱，天然更新的苗木和草本類大量出現變黃和枯死現象。因此通過控制間伐帶寬度，從而控制到達林地的日照量和直射范圍，以這樣的幅度進行間伐，能減輕干旱的影響，提高天然更新苗木保存率。

4.5 建議對嫩江流域中上游天然生態林采取封育措施，保護枯枝落葉層，減少人畜破壞，消除土壤板結層，恢復土壤結構，促進林木生長，充分發揮生態林的生態功能。