王 海,付曉燕
(1.張家口林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院,河北 張家口 075000;2.河北省小五臺國家級自然保護(hù)區(qū),河北 蔚縣 075700)
人工林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性研究進(jìn)展
王 海1,付曉燕2
(1.張家口林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院,河北 張家口 075000;2.河北省小五臺國家級自然保護(hù)區(qū),河北 蔚縣 075700)
國內(nèi)外普遍關(guān)注人工林的穩(wěn)定性問題,人工林穩(wěn)定性能否維護(hù)是當(dāng)前人工林研究上的一個重要內(nèi)容。但由于人工林樹種比較單一,病蟲害嚴(yán)重,造成人工林長期以來的不穩(wěn)定。該文結(jié)合人工林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究進(jìn)展,提出5項(xiàng)提高人工林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的育林措施。
人工林;穩(wěn)定性;措施
自1977年肯尼亞內(nèi)羅畢聯(lián)合國荒漠化會議之后,土地荒漠化成為國際上公認(rèn)的一個嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)問題。1992年巴西里約熱內(nèi)盧世界環(huán)境與發(fā)展大會上,土地荒漠化問題再次成為全球環(huán)境問題的熱點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)國土綠化和生態(tài)環(huán)境改善,每年都在建立大量的人工林,如何提高人工林的穩(wěn)定性和生產(chǎn)力是生態(tài)環(huán)境重建的需求熱點(diǎn)。人工林最早出現(xiàn)在中歐,有200多年的發(fā)展歷史。第二次世界大戰(zhàn)以后,全世界人工林面積不斷增加。截至2005年中國人工林的面積有1.75億hm2,是世界上發(fā)展人工林最為突出的國家,人工林面積居世界首位。因此,人工林的穩(wěn)定性問題也受到林業(yè)工作者的高度重視。但到目前為止從大量的文獻(xiàn)中可以看出,穩(wěn)定性的研究大多集中在天然林,對人工林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究卻很少,因此研究人工林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性對有效的控制荒漠化和經(jīng)營人工生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
人工林生態(tài)系統(tǒng)是森林生態(tài)系統(tǒng)的一種類型,人工林穩(wěn)定性的內(nèi)涵,既具有一般生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的共性,又具有本身的個性。曾德慧等(1996)針對樟子松人工固沙林穩(wěn)定性的研究,重新定義了人工林穩(wěn)定性。即人工林穩(wěn)定性的內(nèi)涵應(yīng)理解為:在一個世代的時間跨度內(nèi),在一定立地條件下,一定大小面積的林分能夠完成其生命周期,并提供相應(yīng)的凈初級生產(chǎn)量的能力?;谌斯ち稚鷳B(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性涵義的特殊性,至今為止,有關(guān)描述天然林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念如易變性、恢復(fù)力、脆弱性、可靠性等均不宜用來概括人工林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念。人工林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性概念,應(yīng)該體現(xiàn)動態(tài)的、發(fā)展的、整體的、因子間相互聯(lián)系的這些主要特點(diǎn)。即人工林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是系統(tǒng)運(yùn)動效率,抗性以及生物與非生物各要素間相互作用等系統(tǒng)動態(tài)平衡狀況的綜合特性。
人工林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性其實(shí)質(zhì)是人工林的可持續(xù)性。不同的學(xué)者在研究人工林穩(wěn)定性時都是根據(jù)所研究的具體對象來給出特定的穩(wěn)定性指標(biāo)。比較早的有馬興洲(1986)把刺槐的保存率、干梢率和林相不齊等作為衡量穩(wěn)定性的指標(biāo),通過逐步回歸和數(shù)量化分析對遼西刺槐人工林的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究,認(rèn)為土壤質(zhì)地和坡位對刺槐人工林的穩(wěn)定性起主導(dǎo)作用。曾德慧在對樟子松人工固沙林穩(wěn)定性進(jìn)行研究時從以下6個方面提出了評價其穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn):①人工林能否順利成活;②能否正常生長;③壽命的長短;④對不良環(huán)境的抗御能力;⑤林分結(jié)構(gòu)是否合理;⑥林分的生產(chǎn)力大小。王豁然(1998)在論述外來樹種人工林穩(wěn)定性時,強(qiáng)調(diào)林分的穩(wěn)定性主要取決于遺傳材料、立地環(huán)境、栽培措施3個方面的合理運(yùn)用及互作效應(yīng)。他把生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)與指標(biāo)、社會經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)與指標(biāo)、環(huán)境與美學(xué)價值標(biāo)準(zhǔn)與指標(biāo)等作為外來樹種人工林穩(wěn)定性的評價標(biāo)準(zhǔn)。盛煒彤(2001)從另一個角度提出了人工林不穩(wěn)定性3個方面的表現(xiàn):①抵御異常氣候變化能力弱;②易遭病蟲害攻擊;③易產(chǎn)生地力衰退。馮耀宗(2002)通過40余年來對熱帶生態(tài)系統(tǒng)特別是熱帶人工生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)與功能的研究,結(jié)合國際上對該領(lǐng)域的研究進(jìn)展,對人工生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性概念及指標(biāo)進(jìn)行了探討。他認(rèn)為,人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是系統(tǒng)運(yùn)動效率、抗性以及生物與非生物各要素間相互作用等系統(tǒng)平衡狀況的綜合特性。強(qiáng)調(diào)人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性應(yīng)體現(xiàn)動態(tài)的、發(fā)展的、整體的、因子間相互聯(lián)系的特點(diǎn)。并從以下幾方面給出了人工生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評定的具體操作方法:①系統(tǒng)生產(chǎn)力動態(tài);②系統(tǒng)抗干擾能力(生物量與生產(chǎn)力包括經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力、種群數(shù)量、多樣性指數(shù))在干擾前后的變化;③系統(tǒng)環(huán)境動態(tài)(氣候環(huán)境、土壤環(huán)境、環(huán)境污染程度)等作為評價人工生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的指標(biāo)。根據(jù)這些指標(biāo)進(jìn)行打分,然后綜合評定其穩(wěn)定程度。姜風(fēng)歧等(2002)對科爾沁沙地主要人工固沙林群落穩(wěn)定性進(jìn)行了評價,認(rèn)為穩(wěn)定的群落在持續(xù)發(fā)揮防風(fēng)固沙作用的前提下,應(yīng)具備以下條件:①適合當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件;②對外界干擾的抵抗性和恢復(fù)性;③正常生長發(fā)育和自我更新能力;④有較為完善的種群結(jié)構(gòu)。
我國當(dāng)前森林生產(chǎn)力低下、森林防護(hù)效益不高,很重要的一個原因,是由于人工林不穩(wěn)定造成的。只有提高人工林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,才能保證森林生產(chǎn)力的長期保持和提高森林生態(tài)效益,為此必須使人工林真正作為一個生態(tài)系統(tǒng)加以管理。生態(tài)系統(tǒng)管理要求采取在生態(tài)上合理的一系列綜合性育林措施,因此我們總結(jié)了以下5方面的措施。
(1)立地與樹種、品種相匹配。只有當(dāng)立地與樹種、品種相匹配時,林分才能穩(wěn)定并充分發(fā)揮樹種、品種的生長潛力。樹種選擇應(yīng)采取以鄉(xiāng)土樹種為主的策略,因鄉(xiāng)土樹種是長期自然選擇的結(jié)果,比較可靠,造林容易取得成功。適當(dāng)選用經(jīng)過長期試驗(yàn)確有把握的外來樹種。未經(jīng)長期試驗(yàn)(要有一個輪伐期以上)的外來樹種,要通過小面積試驗(yàn)后才能推廣。
(2)控制林分的遺傳成分。一是要選擇生產(chǎn)力高而抗性強(qiáng)的基因型,二是要提高林分的基因多樣性,這兩個方面是林分保持長期生產(chǎn)力的基本要求。
(3)進(jìn)行科學(xué)的植被管理。因人工林群落結(jié)構(gòu)簡單,樹種單一,因此植被管理更顯重要。通過植被管理,可以改變?nèi)斯ち种車沫h(huán)境,改善群落結(jié)構(gòu),增加生物多樣性,提高人工林分維護(hù)地力的能力。植被管理在保持人工林穩(wěn)定性,從而保證人工林可持續(xù)經(jīng)營上有十分重要的意義。
(4)改善造林技術(shù)。應(yīng)采取近自然的造林格局。人工固沙林的典型經(jīng)營方法屬于生態(tài)公益性的人工林,還應(yīng)促進(jìn)其向地帶性頂極群落的演替進(jìn)程,使其完全天然化。
(5)控制病蟲害。不是要采用化學(xué)防治、生物防治等方法控制病蟲災(zāi)害,而是通過上述生態(tài)系統(tǒng)管理,培育在生物學(xué)上穩(wěn)定與健康的林分,從而達(dá)到控制病蟲災(zāi)害的目的。上面提出的育林措施,都是有利于培育穩(wěn)定而健康的人工林分。如果得以實(shí)施,人工林抵抗病蟲災(zāi)害的能力會得到大的加強(qiáng)。
此外還要著重提出控制病蟲災(zāi)害,應(yīng)該大大加強(qiáng)檢疫力量和政策與措施。目前國內(nèi)大量苗木的調(diào)運(yùn),如不加強(qiáng)檢疫,必將使病源體和有害昆蟲,通過人為傳播而擴(kuò)大蔓延,從而威脅到許多人工林的安全,應(yīng)引起林業(yè)管理部門的重視。
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