劉明沖，葉 平，譚迎春，管 曉，何廷美，唐 莉

(臥龍國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，四川 汶川 623006)

日本落葉松(Larixkaempferi)原產(chǎn)日本，1971年引種到臥龍，因生長(zhǎng)迅速而受到重視[1]。據(jù)測(cè)定，日本落葉松在川西地區(qū)非常適合，其單位面積產(chǎn)量高于其它樹種[2-3]。1965—1975年，臥龍森工局和紅旗森工局在臥龍地區(qū)從事采伐和營(yíng)林生產(chǎn)，伐木 2 700多hm2，采伐區(qū)域均為大熊貓棲息地。為了保護(hù)大熊貓，1975年臥龍森工局搬遷，臥龍自然保護(hù)區(qū)成立，之后停止了采伐，大力開展造林。同時(shí)對(duì)自然保護(hù)區(qū)宜林荒山也進(jìn)行了大面積造林綠化。直至2003年退耕還林造林結(jié)束后，規(guī)?；斯ぴ炝植湃客Ｖ埂Ｔ谠炝謽浞N的選擇上，日本落葉松占有較高的比例[4]。

臥龍自然保護(hù)區(qū)引種的日本落葉松人工林因林下灌草蓋度較小，幾無竹林分布，大熊貓等野生動(dòng)物活動(dòng)稀少。與其它本地樹種人工林相比，日本落葉松高生長(zhǎng)最為迅速，對(duì)陽(yáng)光的爭(zhēng)奪過于強(qiáng)烈，郁閉度長(zhǎng)期居于高位，造成林下枯死樹木最多，林下灌草稀少且灌草普遍營(yíng)養(yǎng)不良，長(zhǎng)勢(shì)弱小。日本落葉松雖然是外來物種，但多年來由于單純的“大木頭主義”，沒有引起生態(tài)危害方面的警醒。經(jīng)過2009—2016年連續(xù)的大熊貓棲息地監(jiān)測(cè)，終于發(fā)現(xiàn)日本落葉松林對(duì)于野生動(dòng)植物和森林生態(tài)的入侵影響[5],資源保護(hù)部門也提出了日本落葉松森林病蟲害發(fā)生率增高，森林火險(xiǎn)等級(jí)偏高的危險(xiǎn)。為了摸清日本落葉松的入侵情況，進(jìn)一步做好大熊貓棲息地保護(hù)工作，臥龍自然保護(hù)區(qū)組織技術(shù)人員進(jìn)行了調(diào)查。

1 研究區(qū)概況

臥龍國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)地處四川省阿壩藏族羌族自治州汶川縣西南部，面積20萬(wàn) hm2，是以保護(hù)大熊貓等珍稀野生動(dòng)植物和高山森林生態(tài)系統(tǒng)為主的保護(hù)區(qū)。區(qū)內(nèi)有野生大熊貓(Ailuropodamelanoleuca)、羚牛(Budorcastaxicolor)、雪豹(Pantherauncia)、珙桐(Davidiainvolucrata)等國(guó)家級(jí)重點(diǎn)保護(hù)的珍稀瀕危動(dòng)植物81種，被譽(yù)為“熊貓之鄉(xiāng)”。2006年，作為四川省邛崍山系大熊貓遺產(chǎn)地核心區(qū)域列入世界自然遺產(chǎn)名錄[4]。

根據(jù)臥龍自然保護(hù)大熊貓監(jiān)測(cè)與調(diào)查資料，日本落葉松人工林曾經(jīng)是大熊貓棲息地，緊鄰大熊貓核心分布區(qū)[5-6]。人工林內(nèi)曾發(fā)現(xiàn)大熊貓、羚牛、水鹿等野生動(dòng)物活動(dòng)，但活動(dòng)頻度明顯少于天然林[4,7]。

2 研究方法

通過檔案資料和訪問造林當(dāng)事人的方式，查找人工林地塊，并確定面積同時(shí)采用衛(wèi)星地圖勾繪與實(shí)地GPS調(diào)查相結(jié)合的方法測(cè)量日本落葉松人工林的地塊面積。為了更好地研究日本落葉松的生長(zhǎng)和生態(tài)情況,本項(xiàng)目選取相鄰的臥龍珍稀鄉(xiāng)土樹種四川紅杉(Larixmastersiana)和麥吊杉(Piceabrachytyla)作為對(duì)照。

根據(jù)造林地塊分布，按不同海拔設(shè)置調(diào)查樣方，按不同海拔、不同地塊隨機(jī)取樣的方式設(shè)置樣方，樣方面積為 20 m×20 m，樣方內(nèi)分喬木、灌木、草本植物，分別測(cè)量其郁閉度、蓋度，對(duì)喬木進(jìn)行每木調(diào)查，測(cè)量其胸徑、樹高、郁閉度、冠幅。樣方內(nèi)分4個(gè)角和中心點(diǎn)設(shè)置5個(gè)1 m×1 m小樣方，測(cè)量其灌草種類、數(shù)量和蓋度。同時(shí)調(diào)查樣方中動(dòng)物活動(dòng)和人為干擾情況。根據(jù)日本落葉松樣方中心點(diǎn)與附近林窗或林緣的最近距離，設(shè)置一條20 m長(zhǎng)的樣線，每隔3～5 m設(shè)置1個(gè)1 m×1 m小樣方，測(cè)量小樣方內(nèi)灌草種類、數(shù)量和蓋度。

3 結(jié)果與分析

3.1 日本落葉松人工林生長(zhǎng)狀況統(tǒng)計(jì)

日本落葉松和臥龍本土樹種四川紅杉和麥吊杉人工林造林面積、長(zhǎng)勢(shì)、分布、更新狀況、森林狀況等詳見表1和表2所示。

3.2 人工林喬、灌、草郁閉度、蓋度比較

初步統(tǒng)計(jì)表明，臥龍自然保護(hù)區(qū)日本落葉松人工林林下灌草蓋度與喬木層郁閉度成反相關(guān)，即單位面積喬木密度越大，則郁閉度越大，灌草蓋度越?。环粗?，喬木密度越小，則郁閉度越小，灌草蓋度越大(圖1)。

表1 日本落葉松及對(duì)照人工林概況

3.3 日本落葉松 “無灌草純林”成因分析

從表2可以看出，日本落葉松高生長(zhǎng)快速，相同年齡段，其高生長(zhǎng)顯著高于其它人工林。日本落葉松的樹高優(yōu)勢(shì)在林冠層造成了對(duì)陽(yáng)光的強(qiáng)烈爭(zhēng)奪，導(dǎo)致林下陽(yáng)光透過率降低，造成林下植被難以分配到維持最低生存所需要的光照度，導(dǎo)致林下植物生長(zhǎng)不良直至死亡。日本落葉松林中枯死樹木較多，證明了日本落葉松對(duì)于其它植物的“擠出效應(yīng)”。

初步分析表明，日本落葉松快速生長(zhǎng)后對(duì)林中其它植物的強(qiáng)勢(shì)競(jìng)爭(zhēng)是導(dǎo)致林下灌草稀少直至消失的直接原因，也是形成“無灌草純林”的主要原因。

表2 臥龍自然保護(hù)區(qū)主要人工林樣方(20 m×20 m)生長(zhǎng)狀況

圖1 人工林喬、灌、草郁閉度、蓋度曲線趨勢(shì)比較

通過樣方樹木長(zhǎng)勢(shì)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，與日本落葉松密林中枯死木較多不同的是，四川紅杉和麥吊杉生長(zhǎng)緩慢，如果造林密度過大，林中部分弱小苗木將長(zhǎng)成“小老頭”樹，而少有枯死現(xiàn)象。其枝葉不如日本落葉松繁盛茂密，林下光照度明顯高于日本落葉松，林下灌草蓋度明顯較高，未出現(xiàn)“無灌草純林”現(xiàn)象。

日本落葉松密林中枯死樹木增多，也間接導(dǎo)致森林病蟲害風(fēng)險(xiǎn)和森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的提高。

3.4 日本落葉松“林緣效應(yīng)”和“林窗效應(yīng)

在調(diào)查臥龍日本落葉松中幼林“無灌草純林”現(xiàn)狀時(shí)還發(fā)現(xiàn)，該森林“林緣效應(yīng)”和“林窗效應(yīng)”十分明顯。即距離林窗或林緣的距離越近，灌草越多，反之越少。如果一小塊日本落葉松林突出于灌木草地或者空地之中，則林中灌草蓋度明顯高于大塊日本落葉松林。這一現(xiàn)象表明，日本落葉松生長(zhǎng)過于強(qiáng)勢(shì)，灌草只有在林窗和林緣陽(yáng)光穿透率較高的地方才容易生長(zhǎng)(圖2)。

4 結(jié)論與討論

調(diào)查結(jié)果表明，密度大、郁閉度高的日本落葉松中幼齡林下灌草稀少，未發(fā)現(xiàn)竹子，而在經(jīng)過當(dāng)?shù)厝罕娙藶椴煞ミ^的密度較小的日本落葉松成熟林的林下灌草蓋度有所增加，但也僅有少量長(zhǎng)勢(shì)弱小的低蓋度竹林。根據(jù)樣方調(diào)查數(shù)據(jù)，在保護(hù)區(qū)936 hm2日本落葉松林中，林下完全寸草不生的“無灌草純林”占11.9%，面積111 hm2，林下有灌草,但蓋度小于30%的“稀灌草純林”占37.4%，面積350 hm2。其余475 hm2日本落葉松林下灌草蓋度多數(shù)小于60%，且生長(zhǎng)不良。

圖2 與林緣天窗不同距離的灌草種數(shù)和蓋度

日本落葉松林地處自然保護(hù)區(qū)腹地，緊鄰大熊貓等野生動(dòng)物活動(dòng)比較頻繁的緩沖區(qū)和核心區(qū)，根據(jù)大熊貓的移動(dòng)規(guī)律[8-9]，大熊貓誤入日本落葉松純林中的可能性較大。由于大熊貓以竹類為主食，多數(shù)獸類以灌草為主食，因此，日本落葉松純林對(duì)大熊貓等野生動(dòng)物的正?；顒?dòng)構(gòu)成了一定的威脅。與日本落葉松相比，四川紅杉和麥吊杉人工林的林下灌木、草本蓋度明顯較高，屬于亞健康的人工林，對(duì)于生物多樣性影響不大。

日本落葉松純林冬季枯枝落葉量與森林密度成正比關(guān)系。由于臥龍夏季多雨潮濕，冬季少雨干燥，因而單純巨量的森林枯落物會(huì)導(dǎo)致森林病蟲害發(fā)生率增高，森林火險(xiǎn)等級(jí)偏高。日本落葉松人工純林的弊端已在其它林區(qū)得到證實(shí)[10-11]。其它大熊貓棲息地也有類似臥龍自然保護(hù)的情況發(fā)生。據(jù)秦嶺長(zhǎng)青大熊貓保護(hù)區(qū)的研究，日本落葉松人工林對(duì)當(dāng)?shù)卮笮茇垪⒌卦斐闪宋：?，?yán)重影響到物種防治和生態(tài)系統(tǒng)健康，提出禁止引種措施[12]。

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，為確保大熊貓棲息地生物多樣性安全以及病蟲害防治和森林防火安全，建議對(duì)日本落葉松林進(jìn)行改造。臥龍自然保護(hù)區(qū)內(nèi)今后不能再進(jìn)行大面積人工造林，綠化不能再引進(jìn)外來物種；“林窗效應(yīng)”已在其它日本落葉松生長(zhǎng)區(qū)得到驗(yàn)證[13],可采取增加林窗方式進(jìn)行間伐實(shí)驗(yàn)；要大力搞好天然林保護(hù)，并逐步淘汰日本落葉松林。