凌源市油松林火燒跡地的植被更新與生態應用

[摘 要] 凌源市地處遼寧省最西部，年平均降雨量550 mm，凌源市人工油松林總面積7萬hm2，占當地有林地面積的40%左右。根據凌源市現有油松林現狀，林業技術人員通過對部分油松林火燒跡地的更新調查，總結油松林火燒跡地天然更新的必要條件，并對更新跡地的生態質量進行科學評價，提出油松純林進行天然更新或人工輔助天然更新的具體生態應用措施，為改善凌源市乃至遼西大面積油松人工林的生態環境、提高更新林地的生態與社會效益提供技術保障和支持。

[關鍵詞] 油松林;火燒跡地;植被特征;生態應用

[中圖分類號] S754 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909（2019）24-85-2

1 自然氣候及油松分布概況

凌源市地處遼寧省最西部，境內以低山丘陵為主，屬北溫帶大陸性季風氣候，多年平均降水量550.0 mm，日照充足，年均蒸發量1 974.3 mm，接近降雨量的4倍，年平均氣溫8.0 ℃，是以濕潤為主的氣候類型向以干燥為主的氣候類型過渡地帶，無霜期150 d。凌源市全域有林地18.7萬hm2，包括油松（Pinus tabuliformis Carrière）人工林總面積近7.0萬hm2，并且油松林大多已經進入成過熟林階段，大面積的油松純林易出現松毛蟲（Dendrolimus）大發生等危害。油松純林生態功能相對脆弱，對其進行更新改造，可有效提升原油松林地的生態效益與社會效益。

2 油松人工林火燒跡地調查分析

2.1 調查方法

2018年6月，林業技術人員對坐落在凌源市劉杖子鄉本村大南溝的油松人工林火燒跡地進行了植被更新調查。首先，調查記錄小班立地條件;其次，選取有代表性的地段量測標準地，調查記錄標準地內的植被更新狀況，詳細記錄更新灌木的品種、數量、高度等;最后，對過火前的油松林密度、品種進行必要的調查記錄。

2.2 調查結果

經核查相關林業檔案和實地調查，調查更新地塊為1林班67小班，當地稱劉杖子大南溝，小班面積為6.4 hm2，跡地更新后量測樣地面積為25 m×20 m。標準地海拔高454 m，坡向為北偏東24°，全坡位，坡度36°，土層厚度9～16 cm。喬木林屬人工林，優勢種為油松，林齡44 a，林分密度1 050株/hm2。過火前林下有部分山杏[Armeniaca sibirica（L.）Lam]樹種，密度450株/hm2，地徑2～4 cm。2012年12月，該油松林地發生火災，過火后油松、山杏等喬木地上部分均干枯死亡。2013年7月，人工撫育火燒跡地，全部伐除死亡的油松、山杏等立木。2018年進行植被更新調查，天然更新灌木為山杏和荊條（Vitex negundo var. heterophylla），更新后灌叢郁閉度為0.95，優勢種為山杏，平均樹高為2.4 m，山杏以萌生為主，也有部分實生;荊條全部為萌生。灌木林分調查項目整理結果詳見表1。

3 油松人工林火燒跡地更新后的生態價值評析

3.1 油松人工林火燒跡地天然更新的條件

原有油松人工林，以油松為優勢樹種，山杏、荊條等為伴生樹種，因山杏具有喜光、耐陰及耐干旱等特性，山杏在油松林內因光照、養分吸收等所受影響較大而不能正常生長。油松群落過火后，群落內喬灌木地上部分枯死，使原林地光照充足，地下油松根系雖在，因其不具備萌蘗的特性，致使優勢種油松根系大面積死亡，而原有山杏、荊條等根系在春季可萌生大量不定芽，借助山杏、荊條原有完整的根系，迅速吸收養分、水分，萌發后很快達到郁閉。此外，經人工對跡地進行清理采伐，部分以前成熟散落的山杏種子，借助雨水、動物采食等貯存傳播，條件適宜時種子發育為幼樹。因此，調查地塊以自然更新為主，幾年后形成山杏群落，生態系統更加穩定。

3.2 油松人工林火燒跡地天然更新的生態質量評價

火災發生前，林分優勢種為油松，其冠幅為2.5～3.0 m，伴生樹種為山杏，原林分山杏種群密度為450株/hm2，山杏因光照不足、根系生長受限等影響屬于“受壓木”。火災發生后，因光照、根系吸收養分和水分等條件有利于山杏、荊條等萌生，并且山杏生長較快，條件較好地塊新枝生長量為0.5～1.5 m/a，山杏快速萌發生長，使其成為天然更新群落的優勢種，山杏萌生與實生苗種群數量足夠大，達3 300株/hm2，群落的生態功能與生態結構比較穩定。山杏耐干旱、結果早，果核木質，堅固，根系及種子繁殖能力強，因此，山杏生長結實后，通過動物采食、自然流水、根系萌芽等的影響，可加速山杏生長面積的擴大。從山杏生長的灌叢結構來看，郁閉度已達到0.95，自然群落的水土保持等生態效益處于較高水平。同時，林冠下蔭蔽的環境特點，為本地一些耐陰草本植物的自然生長創造了條件，形成了單位面積內最高的植物種群。山杏果實種仁富含油脂，營養豐富，果核堅硬，使幾年內種子仍然具有萌發生長的能力，更有利于山杏進行種子繁殖。隨著山杏種群內植物品種與數量的增加，大批適宜的昆蟲、鳥類、鼠類等嚙齒動物在此生活，保證了動物生長的多樣性。山杏更新群落中形成了相對完整的動植物生物鏈，恢復和保存了群落內動植物多樣的種質基因，生態類型完整的山杏灌叢植被體現出群落的穩定性和生物多樣性特征。

4 油松純林現狀與生態應用

4.1 油松純林現狀

凌源市現有油松純林總面積7萬hm2，均為20世紀60年代左右栽植的人工純林，林齡為41～60 a，大多接近近熟林齡級。近年來，受氣溫增高、全球氣候變暖、人類自然活動影響加劇等多種原因的影響，自然界極端天氣頻繁出現，包括極端高溫、干旱、低溫、雨澇等，受此影響，油松純林的病蟲害如松毛蟲、紅脂大小蠹等屢禁不止，甚至造成油松大面積死亡。從油松林經營現狀及病蟲害防治現狀來看，其純林改造尚無成熟的經營更新技術方法，根據油松優勢種在成林中發生的主導作用，適時在油松林下培育耐陰的闊葉喬灌木樹種，逐漸調整樹種結構，形成針闊混交林，可有效提高更新后林分的水源涵養及水土保持等生態效益，具有較高的科研價值。

4.2 天然更新

凌源市現有的油松林，權屬民營類或國有林中地處偏遠、立地條件差、交通不便的油松林，在中齡林階段修枝撫育經營質量低，部分林分雖修枝撫育基本合理，但間伐撫育不及時，密度較大，林木分級明顯，受壓木比例較高，保留木總株數達1 300株/hm2，油松側枝不能有效伸展，林分高度郁閉，到近熟林階段，樹木徑級分化加劇，Ⅰ、Ⅱ級油松樹霸王樹，基本特性即高生長減緩，樹冠側枝橫向生長，林分郁閉度增加，許多弱小受壓木因接收不到足夠的光照而死亡，更不能實現有效的天然更新。對此，應人工調整油松林保留株數，便于林下生長更新其他闊葉樹種。具體方法是經人工撫育采伐，保留冠型發育較好的油松，保留油松母樹株數在650株/hm2以下，并分布相對均勻，保證油松穩定的天然種源，油松母樹林是天然更新的基本條件。近年來，全社會實施封山禁牧，促進了密度較低的油松林內林下灌叢的生長，一些本地原生樹種如大果榆（Ulmus macrocarpa Hance）、榆樹（Ulmus pumila L.）、山杏、荊條、鼠李（Rhamnus davurica Pall.）、大花溲疏（Deutzia grandiflora Bunge.）等喬灌木樹種，在低郁閉度油松林內單株或片狀自然生長;在一些保留株數較少的油松林內，油松幼樹種群密度較高，但其他闊葉樹種的株數比例較低，因此，可通過人工撫育經營，降低油松幼樹的株數比例，促使油松林天然更新后形成理想的復層異齡針闊葉混交林。

4.3 人工輔助天然更新

油松純林經高強度撫育后，使保留木稀疏，株距接近4 m，為人工引進栽植的其他樹種提供了光照、水肥吸收等適宜條件。因此，在撫育調整后的油松林內人工栽植或直播闊葉樹種，可使引進栽植的樹種在最初幾年內快速達到郁閉，形成包括新引進的闊葉樹種、原油松母樹天然更新生長的幼樹以及原油松林下荊條、花木蘭等原生灌叢的多種喬灌木自然生長組合的結構合理的針闊混交林。更新混栽闊葉樹樹種，品種應選擇凌源市的原生鄉土樹種，如山杏、黃櫨（Cotinus coggygria Scop.）、蒙古櫟（Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb）、刺槐（Robinia pseudoacacia L.）、麻櫟（Quercus acutissima Carruth.）、紫穗槐（Amorpha fruticosa Linn.）、榆樹和臭椿（Ailanthus altissima）等，補植密度以栽植800～1 600株/hm2為宜。林分更新后，結合幼林撫育，一般保留樹木株距2～3 m，針闊混交適度;如引進樹種為直播造林，一般通過種子催芽處理，保證集中時間段統一發芽出苗，進一步提高幼苗成活率;在本地區全年生長季節，總降雨量的近70%集中在7—9月，新栽植或直播的樹種在新植后兩三年內幼樹根系發育尚不完整，不能抵御過長時間的自然干旱，需要采取用塑料薄膜覆蓋地表根部土壤等保水措施，減緩自然蒸發速度;結合自然降雨狀況，在5—6月或9—10月，對新植幼樹人工補水一兩次，連續補水2 a后，新生長的根系基本適應環境條件，可抵御一般干旱等極端氣候，幼樹在保存率80%以上。