晉北地區林草生態系統的構建思路及措施

郭學斌

(山西省林業和草原科學研究院，山西 太原 030012)

晉北地區位于毛烏素沙漠前沿，地處暖溫帶落葉闊葉林向溫帶干旱草原的過渡帶，屬農牧交錯區，自然降水少,土壤干旱,植被蓋度低，冬春季風沙危害大，曾是中國的三大風沙源之一。21世紀以來，隨著退耕還林和防沙治沙工程的實施，該地區造林速度不斷加快，植被蓋度大幅提升，生態系統逐步建立，生態環境得到了明顯改善。筆者通過對晉北地區林草生態系統的特征、功能和效益進行分析，指出了其林草高質量發展中存在的問題，提出了要針對當地立地條件，調整優化林草生態系統的構建思路，科學確定林草生態建設目標，采取適宜的構建措施，以期建立更加穩定、高效的林草生態系統。

1 晉北地區自然條件概況

晉北地區主要指山西省大同市、朔州市的大部分縣(市、區)。年均氣溫3.5 ℃～7.1 ℃，極端最高氣溫 34.5 ℃～37.9 ℃，極端最低氣溫-40.4 ℃～-31.0 ℃，年降水量350 mm～450 mm，年蒸發量1 800 mm～2 300 mm，干燥度指數2.0～3.0，無霜期120 d～160 d，年均大風天數達30 d以上，屬于半干旱風沙區。該區域氣候寒冷多風，水資源匱乏，自然植被稀疏，生態環境敏感脆弱。

2 晉北地區森林資源現狀

在新中國成立之初，晉北地區森林覆蓋率為1%左右，黃土裸露，風沙危害嚴重。20世紀50年代至60年代，為改善生態條件，當地政府營造了大面積小葉楊防護林，到20世紀80年代，又在桑干河沿岸營造了楊樹豐產林。21世紀以后，隨著三北防護林、退耕還林還草及環北京地區防沙治沙等國家林業重點工程的實施，當地又營造了楊樹、油松、樟子松、檸條、紫穗槐等林分，大大減少了風沙危害和水土流失，生態環境得到了極大改善。根據2020年山西省森林資源年度清查結果，大同市森林面積為29.02×104hm2，森林覆蓋率為20.61%，朔州市森林面積為15.80×104hm2，森林覆蓋率為20.50%，建立了喬灌混交、針闊結合的林草生態系統。

3 晉北地區林草生態系統效益分析

晉北地區的林草生態建設經歷了植被恢復、生態重建、效益提升3個階段。受不同時期歷史條件、經濟狀況和人們思維認知的影響，林草建設目標發生了從改善自然條件、生產木材到增加生態功能的轉變，營造林種也經歷了從楊樹防風固沙林、人工用材林到喬灌混交防護林，再到林草融合的發展過程。從科學綠化和林草融合新理念的角度分析晉北地區當前的林草發展模式和生態系統的特征、功能及效益，發現有以下特點及不足。

1)以小葉楊純林為主的防護林，仍發揮著防風固沙的功能，但防護效益逐年下降。20世紀50年代至60年代栽植的小葉楊純林是晉北風沙區防護林的主體，在防風固沙、防治土壤沙化和改善生態環境方面起到了巨大作用，但隨著樹齡的增加，其樹體生長勢衰弱。目前，有小葉楊成過熟林20×104hm2以上，樹木低矮，呈現“小老樹”狀，多數受病蟲侵害，部分干梢枯死，防護效益嚴重下降，是退化林分改造、更新的主要對象。

2)以針葉純林為更新林分的防護林，防護效益得到提升，但林分結構不穩定。20世紀80年代至90年代及21世紀初，在小葉楊“小老樹”更新改造中，營造了油松、樟子松純林，豐富了晉北地區防護林類型，提高了其防護效益。但由于初植密度大，樹木生長量小，生物多樣性少，極易受風災、雪災、火災等自然災害和病蟲害的影響，林分狀態不穩定，需要進行提質增效，優化林分結構。

3)以喬木為優勢樹種構建的林分，幼齡期生長較好，但營林理念不科學。晉北地區屬半干旱風沙區，年降水量少、蒸發量大，土質疏松、易風蝕，林種選擇應以防護林為主，但在樹種選擇和配置模式上一直存在爭議。之前林業生產中營造了大面積針葉樹純林或以喬木樹種為主的喬灌混交林，幼齡期樹體較小，需水量較少，樹木長勢較好。但進入中齡期后，樹木水分需求量較大，干旱影響凸顯，樹木生長量迅速下降，長勢提前衰退，呈“小老樹”狀，特別是喬木密度較大時，衰退時間更早。因此，在晉北地區營造以喬木為優勢樹種的林分不科學。

4)以木材生產為目的，大面積營造速生豐產林，林種選擇不準確。桑干河沿岸或灘涂地下水位較高，營造楊樹速生豐產林比較適宜。20世紀80年代至90年代，在桑干河沿岸營造了大面積楊樹速生豐產林，10年生群眾楊豐產林年均蓄積生長量可達15 m3/hm2。但總體看，晉北大部分地區為半干旱區，年降水量不足400 mm，不適宜發展速生豐產林。據第九次森林資源連續清查數據顯示，晉北地區的喬木林蓄積量僅33 m3/hm2，年均生長量僅1.5 m3/hm2。按照“以水定林”的營林理念，可在河流沿岸低濕地帶小面積營造楊樹豐產林用于木材生產，不宜大面積發展豐產林。

5)以大規格整地和使用無性系良種為主的用材林營林技術，在半干旱風沙區不適宜。在桑干河沿岸楊樹用材林營造過程中探索總結出的“三大一深”等造林技術和經驗，在防護林建設中不適用。一是大規格整地不適宜。半干旱風沙區植被少，大規格整地對原生植被破壞較大，極易造成水土流失，引起土壤沙化。二是無性系良種不適宜。無性系良種適應區域和范圍小，選擇單一樹種的無性系良種營建防護林，容易造成基因狹窄，遺傳多樣性減少，林分不穩定。

4 晉北地區林草生態系統的構建思路

4.1 構建原則

晉北地區林草生態建設要堅持以水定林、生態優先、適樹(草)適地、林草融合的原則，調整發展思路，轉變營林方式，采用適宜的構建措施。

4.2 總體思路

1)促進小葉楊防護林向多樣化的鄉土樹種防護林轉變。樹齡超過50 a的小葉楊防護林，雖然大多數已為成過熟林，防護效益逐年下降，但由于面積較大，仍起著巨大的生態屏障作用。小葉楊防護林的更新改造，應根據退化程度分類逐步實施。在更新改造中，要注重應用抗逆性強的優良鄉土樹種，提高樹種多樣性，提升防護林的穩定性、功能及效益。

2)促進楊樹用材林向多功能、多效益林分轉變。20世紀末，受傳統林業生產經營目標和產業發展的影響，晉北地區營造的楊樹用材林，除在立地條件好的河流兩岸生長較好外，其他林分受水分條件的制約，沒有達到速生豐產的目的。應調整營林目標，進行更新改造，優化林分結構，減小楊樹密度，增加其他鄉土喬、灌樹種，促進用材林向多功能林分轉變，增加林分的多效性。

3)促進人工純林向天然更新的林草融合近自然林分轉變。目前，晉北地區的林草生態系統仍以人工林生態系統為主，林分結構簡單，單層林較多，林分更新仍以人工措施為主，經營方式缺乏可持續性。應采取人工輔助的方式，提升人工林天然更新和自然演替的能力，促進人工純林向混交、異齡、復層的近自然林分轉變，提高林草生態系統的穩定性。

5 晉北地區林草生態系統的構建措施

5.1 林種選擇

針對晉北地區干旱缺水、氣候寒冷，處于農牧交錯帶的氣候特點，林種應以防護林為主，生態功能是當地林草建設的主要目標。防護林可按防護對象劃分為防風固沙林、農田防護林、草地防護林等，構建模式可分為林圍林、林圍農、林圍草模式，應根據不同的防護目的選擇適宜的防護林類型和構建模式。

5.2 樹(草)種選擇

水分是植被生長的決定因素，要遵循以水定林、以水定樹、適樹(草)適地、宜喬則喬、宜灌則灌、宜草則草的科學綠化理念。根據微地形立地因子的變化，選擇抗逆性強的優良鄉土樹種或草種，不宜采用無性系苗木營造防護林。

5.3 整地除草

晉北地區造林季節與干旱缺水期、風沙危害期一致。新造林地宜采用小規格或適度規模整地，盡量減少對原生植被的破壞，減少土壤風蝕。新造林地幼樹的管理，可采用栽植穴內除草，不宜進行大面積除草，以防導致新的水土流失。

5.4 構建模式

草原和森林都是生態系統的重要組成部分，應建立喬灌草結合的多類型、多景觀的林草生態系統。針對晉北地區干旱缺水的氣候特點，應減少高大喬木樹種的栽植數量和密度，增加灌木樹種栽植比例。根據不同地形的土壤水分承載力，在選擇適宜樹(草)種的基礎上，確定其混交配置模式，形成符合地域特征，草地、灌木林和喬木林相互融合的林草生態系統。

5.5 經營方式

樹立林草融合的近自然經營理念，調整人工林林分結構和樹種組成，探索人工林的天然更新方式、途徑和喬灌草立體化配置技術。促進人工林向喬灌草混交的近自然林分轉變，構建混交、異齡、復層的林草生態系統，提升晉北地區林草生態系統的功能和效益。