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毛乌素沙地樟子松林营造 精选

已有 3680 次阅读 2024-7-3 10:45 |系统分类:科研笔记

樟子松在榆林毛乌素沙地生态修复中发挥了重要作用,是毛乌素沙地荒漠化治理的功勋与明星树种,极大地促进了毛乌素沙地完成了世界上最大面积的生态逆转,实现了由“沙进人退”到“绿进沙退”的历史性转变。

在陕西省治沙研究所红石峡沙地植物园,有1964年从樟子松原产地呼伦贝尔市红花尔基引进栽植的1.3亩200多株樟子松,现存活77株,树体最高达15.1米,胸径最大为33.5厘米。这片榆林最早的樟子松是孙祯元研究员引进的,通过多年的试验观察,解决了樟子松育苗的关键难题,完成了樟子松的引种育苗、造林试验、扩大试验等一系列试验环节,上世纪80年代中期的大面积推广20多万亩,目前榆林樟子松种植面积达180万亩左右。

昨天(7月2日)受邀到神木市毛乌素治沙造林基地参加毛乌素生态修复樟子松造林密度的专家咨询会。最近几年,多次到毛乌素沙地东南缘的陕西省神木市毛乌素治沙造林基地,也就是全国治沙英雄张应龙治沙基地,是我国新一代治沙人的典范。张应龙治沙的事迹报道与新闻宣传很多,也多次听他讲过防沙治沙的艰苦历程,他在2003年40岁时,承包神木市锦界镇圪丑沟无人荒沙地19.2万亩,扎根毛乌素沙地21年,累计治理沙地42.8万亩,管护面积50万亩,使治理区林草覆盖度从3%提高到65%。在治沙过程中,与多家科研教学单位合作,承担了不少防沙治沙方面的科研项目,将毛乌素治沙造林基地建成了国家林业和草原局、陕西省等多个科研、推广与培训平台。

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神木市毛乌素治沙造林基地樟子松林(18年树龄)

随着国家对荒漠化防治的重视和黄河“几字”攻坚战的推进,榆林各地大量栽植樟子松,形成了180多万亩的樟子松纯林。樟子松成功填补了榆林多年来沙地治理中没有常绿树种的空白,使榆林境内860万亩流沙全部得到固定或半固定,对增加固沙植物的多样性、改变沙地景观、促进沙地生态恢复等具有重要意义。

榆林毛乌素沙区早期的樟子松造林,一般采用和灌木(紫穗槐、沙柳等)混交方式,但随着樟子松林达到郁闭或半郁闭程度后,林下植被逐渐衰退,成为樟子松纯林。目前榆林现有樟子松人工林纯林密度偏大、结构单一,且大部分是同龄纯林,林分中没有天然更新幼苗;林分为简单的双层结构,树冠层下是少量以沙蒿、禾本科草为主的低矮半灌木和草本层,防护效果明显低于杨树和樟子松混交林、紫穗槐和樟子松混交林 。

在樟子松的原产地呼伦贝尔沙地和大兴安岭山地,天然樟子松的速生期持续时间较长,数量成熟龄为100年,樟子松一般从40-45年以后开始大量结实,直至200年时结实率仍很高,种子发芽率高达90%,樟子松本身是一个具有很强的天然更新能力的树种。而在榆林毛乌素沙地樟子松的速生期持续时间缩短,数量成熟龄明显下降,目前观察不到40年,这种中幼龄期生长量加速、成熟期提前、生命周期缩短的现象被称为早衰。同时,榆林樟子松任何林龄的林分中几乎没有天然更新的幼苗与幼树,说明榆林樟子松天然更新存在着某些障碍因子,最近几年来做了一些研究工作,但进展有限,榆林樟子松天然更新仍然是一个理论与实际亟待破解的难题。

近年来,榆林毛乌素沙地樟子松人工林出现了不同程度的退化问题,例如不断显露出病虫害侵染、枝梢枯黄、长势衰弱甚至于全株死亡等森林衰退现象。根据退化林分的外部特征, 将樟子松人工林退化类型分为渐进型退化和突发型退化两种,导致樟子松人工林退化是多种生物、非生物因子综合作用的结果,如引种地与原产地气候差异、林区土壤水分亏缺、养分短缺、营林措施不当、林分密度过大等导致林内微环境质量低下,生长发育受限或受阻,因此,缓减和控制樟子松人工林的退化刻不容缓、关系重大。

近年来,不少专家在探讨和研究樟子松人工林功能退化的原因,路伟伟等于2023年在《科学通报》发表“樟子松人工林退化原因及研究展望”一文,较为系统地梳理了导致樟子松人工林退化的主要因素,提出樟子松人工林树木退化过程的概念模型,认为水力学失败和碳饥饿是导致樟子松人工林退化的两种主要生理机制;水力学失败和碳饥饿降低了樟子松抵抗病虫害的能力,而病虫害又进一步促进了水力学失败和碳饥饿的发展,直至樟子松发生严重退化甚至死亡。

榆林毛乌素沙地是以荒漠草原和稀树草原为主,生态修复樟子松造林密度是一个有争议的话题,国家、陕西、榆林相关的标准或技术规范,及重大生态工程所推荐、所要求的造林密度差异较大,让人无所适从。目前樟子松造林有大密度、小密度两种选择策略,在一个区域造林时要综合权衡与考量。选择一个适宜的造林密度,需要综合考虑三个方面:区域的生态功能定位、造林目标、立地条件。榆林毛乌素沙地是一个重要的生态保护区和生态屏障建设区,樟子松造林的目标就要是防沙治沙,也就是高效防护林;目前毛乌素沙地处于固定或半固定状态,灌草植被覆盖较好,加之水分亏缺、养分贫瘠,目前樟子松造林宜以低密度为主,初植密度一般为每亩20-40株,才能使其综合效益最优。

在榆林毛乌素沙地治沙实践中,利用生态位互补理论将樟子松和紫穗槐混交造林,或与沙地柏、刺槐、油松、侧柏混种,可明显提高林木自身修复能力。与纯林相比,沙地樟子松混交林可明显提高土壤养分状况,也在增加林分水分、物种多样性及提高林分结构的稳定性和生产力等方面具有一定的优势。因此,转变樟子松人工纯林为混交林,形成多物种、多功能复合的森林经营模式,不仅可提高区域生态系统的稳定性,控制樟子松人工林的衰退,还可促进区域生态与经济效益的协同提升。

为了丰富榆林毛乌素沙地防沙治沙树种多样性,避免樟子松人工林单一化,近年来陕西省治沙研究所又从北美引入班克松,从辽宁引入彰武松、赤松、红松,从浑善达克沙地引入沙地云杉,从吉林引入长白松、长白落叶松等优良树种,开展了其生态适应性评价与栽植造林技术的研发,并开展了小范围的推广,目前在沙区大面积推广种植班克松、彰武松、沙地云杉等树种,以降低樟子松纯林“一家独大”带来的生态风险。

未来,需进一步研究榆林毛乌素沙地樟子松林自我更新机制与途径,探讨樟子松人工林退化原因及其可能调控机制,提出遵循“四水四定”原则的分阶段间伐调控樟子松林分密度的适宜范围,构建樟子松人工林间伐迹地上通过再造林形成异龄林结构的过程与技术模式,研发樟子松林水平衡关系约束下生态服务功能最优的林分经营技术,提升毛乌素沙地生态系统的稳定性、多样性和可持续性,使榆林毛乌素绿色成为属于中国乃至世界的绿色奇迹。



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