邢海濤，劉 強，李永和

(云南林業(yè)職業(yè)技術學院，云南 昆明 650224)

全球森林覆蓋率極速銳減導致前所未有的生物多樣性和生態(tài)系統功能喪失[1]。植樹造林作為一種有效的應對方案被許多國家廣泛采納，用于緩解氣候變化、保護天然林、促進自然林再生以及提供森林產品等。近幾十年來，全球造林規(guī)模不斷擴大，中國是目前世界上造林面積最多的國家，約有7 890萬 hm2人工林，占全球的28%[2]。煉山造林法是一種傳統的植樹造林方式，但在實踐過程中，極易引發(fā)土壤內部營養(yǎng)元素流失、土壤結構嚴重破壞等問題，對生態(tài)環(huán)境造成嚴重破壞。為了解決此類問題，國內專家學者通過多年的探索，在山地坡地上實現了現代營林耕作技術，即跡地免耕造林和幼苗免鋤撫育，從跡地清理至幼苗撫育一概不用火，不翻土，既保護了山地土壤肥力，又促進了幼林生長，中林的肥力后效更高。該技術不僅可以節(jié)約40%造林成本，更為重要的是達到保護環(huán)境及生物多樣性的根本目的[3]。目前，福建省閩清白云山國有林場將該項技術運用于杉木和馬尾松兩個樹種的造林，結果顯示幼林在第一年生長表現一般，甚至株高比煉山林分還差一些，但在第二年可以跟上，第三年已超過煉山林分，并且對環(huán)境和生物多樣性保護具有重大作用[3]。同時，該技術應用在福建省武平縣武東鄉(xiāng)的桉樹山地造林，相比于傳統煉山造林法，免煉造林法具有明顯的生態(tài)效應優(yōu)勢，不論在預防水土流失還是防治土壤營養(yǎng)物質流失方面，效果均較顯著[4]。

黑荊(AcaciamearnsiiDe Willd)系豆科金合歡屬常綠喬木，是世界上著名的速生、高產、優(yōu)質鞣料樹種，為生產栲膠的主要原料[5]。黑荊原產澳大利亞南部熱帶地區(qū)，第二次世界大戰(zhàn)以來，世界各大洲，尤其是南亞、東南亞大量引種造林，我國浙江、臺灣、廣東、廣西、云南、四川也先后引種。黑荊以種子繁殖為主，繁殖體數量大，而且對環(huán)境的適應能力很強[6]，具有快速繁殖擴散能力。在國外黑荊有較長入侵歷史，已在新西蘭、夏威夷、南非和津巴布韋形成入侵，被列為世界100種惡性外來入侵物種之一[7]。國內學者開展了黑荊不同地上器官(莖、葉、豆莢)、不同濃度水浸提液對杜虹花(Callicarpaformosana)、紫薇(Lagerstroemiaindica)、白花敗醬(Patriniavillosa)、田麻(Corchoropsistomentosa)4種植物種子萌發(fā)的影響，結果顯示：黑荊莖、葉和豆莢水浸提液對4種植物的種子萌發(fā)均有不同程度的抑制作用，可以預測在黑荊成片生長的環(huán)境中，由于分泌的化感物質多、濃度大，很可能會抑制該群落中其他植物種子的萌發(fā)，因此對群落演替過程產生影響，形成黑荊單優(yōu)勢群落，從而破壞群落的物種多樣性[8]。

在黑荊樹更新林地上，采用現代營林耕作技術建立13.33 hm2示范林，通過項目開展，結合示范區(qū)林地地形、地貌特征，探討該技術在云南省滇中地區(qū)的推廣示范效果、存在的弊端以及需要改進的措施。

1 實驗區(qū)概況

項目實施地位于昆明市盤龍區(qū)東北近郊，地理位置為東經102°43′～102°53′，北緯25°04′～25°11′，屬滇中高原盆地邊緣淺切割中山地貌，為古夷平面差異抬升侵蝕而成。全境山嶺縱橫，溝壑交錯，地形復雜，整個地形由南向北，逐級抬升，一般地勢起伏平緩，局部地形坡度較大，地勢陡峭險要，頂部平坦，最高點海拔2 441.0 m，最低海拔1 948.1 m，主要分布在2 000～2 200 m范圍內。屬亞熱帶西南季風氣候，干濕季節(jié)分明，年均溫11.2～13.8℃，最高溫為7月(月均溫18.2℃)，最低溫為1月(月均溫6.8℃)；年均降雨量為980.5～1 156.5 mm，主要集中在5—8月，占全年降雨量的88%。土壤以山地紅壤為主，分為3個亞類(紅壤、黃紅壤、粗骨性紅壤)，高海拔地區(qū)有黃棕壤分布。其植被屬于亞熱帶常綠闊葉林區(qū)域的高原亞熱帶北部常綠闊葉林帶，其原生頂級植被應為亞熱帶半濕潤常綠闊葉林亞型，但由于歷史原因，地帶性植被常綠闊葉林已破壞殆盡，現存植被基本屬于次生性植被，森林類型以人工營造林為主，主要喬木樹種有云南松(Pinusyunnanensis)、華山松(Pinusarmandii)、圓柏(Juniperuschinensis)、滇油杉(Keteleeriaevelyniana)等。

2 實驗方法

2.1 功能區(qū)劃及樹種選擇

在綜合分析示范區(qū)森林資源狀況及經營歷史的基礎上，對項目示范區(qū)開展實地踏查，并利用無人機進行航測獲取不同時間段的正射影像。在獲取影像的基礎上，根據項目實施要求和目的，結合示范區(qū)海拔、地形地貌、立地條件等自然因素，利用ArcGIS軟件對示范林地進行功能區(qū)劃；按照因地制宜、適地適樹、生態(tài)優(yōu)先、物種多樣性保護的原則，具體分析各功能區(qū)的地理位置、水土條件，結合樹種生物學特性，選擇良種壯苗進行造林并設計合理的造林作業(yè)。

2.2 現代營林耕作法

現代營林耕作技術是由福建興華農林高新技術研究所經過多年研究和實地驗證而研發(fā)，是一種在營林生產全過程實施苗木良種化、造林工程化、營林生態(tài)化、造林機械化、除草化控化的先進營造林方式，采用現代化的電動油動工具、化學除草劑等方法進行林地除草和造林，進而代替過去傳統的煉山造林，對現有林地起到保持水土、維持生態(tài)系統穩(wěn)定性、保護生物多樣性、促進土壤改良的作用，并在一定程度上節(jié)約人力物力成本，實現生態(tài)營林和近自然經營。項目采用現代營林耕作法對示范區(qū)開展營造林作業(yè)。

2.2.1全面割灌除草

利用其相關成果中的林地割灌機劈除采伐跡地內的雜灌雜草，保留生態(tài)樹種的幼樹幼苗，塊狀堆雜整地。示范林區(qū)主要的劈除對象有：黑荊(幼苗)、紫莖澤蘭(Ageratinaadenophora)、三葉鬼針草(Bidenspilosa)；本地物種：千金子(Leptochloachinensis)、漿果薹草(Carexbaccans)、磚子苗(Mariscussumatrensis)、山萵苣(Lagediumsibiricum)、野艾蒿(Artemisialavandulaefolia)、何首烏(Fallopiamultiflora)。

2.2.2整地造林

根據功能區(qū)劃不同以及樹種的生物學特性，進行不同區(qū)域的造林作業(yè)設計，采用合理的株行距進行混交造林，實施針葉帶狀混交造林、闊葉團狀混交造林，采用機械挖穴機進行定植穴的挖掘。

2.2.3施工組織

組織技術熟練、經驗豐富的營林隊伍，進行標準化造林。

2.2.4幼林撫育

造林當年進行培土、水肥管理、全面除草、控草，造林第二年進行擴穴、修枝抹芽、全面除草，造林第三、第四年進行幼樹幼苗周圍1.5 m范圍除草，第五年開始林分郁閉注重幼樹的修枝整形。

3 結果與分析

3.1 區(qū)劃造林

為打造一個集物種收集保護、教學實訓、科普教育和勞動教育為一體的綜合示范園區(qū)，對示范林區(qū)無人機航拍照片和數據加工、處理后，根據地形、地貌和已有路跡進行功能區(qū)劃(圖1)。

圖1 現代營林耕作技術推廣示范項目區(qū)的功能分區(qū)Fig.1 Functional zoning of modern silviculture technology demonstration area

示范園區(qū)現已營造了油茶種植示范區(qū)(栽植油茶200余株)、經濟林栽培示范區(qū)、楊善洲紀念林區(qū)(栽植美國紅楓 30株、北美楓香50株、多花籃果樹20株、歐洲復葉槭20株)、林藥種植區(qū)、極小種群保護區(qū)(栽植極小種群物種長序榆3株、毛果木蓮10株、富民枳53株、云南梧桐5株、旱地木槿10株、云南穗花杉10株、毛枝五針松3株、西疇青岡30株、華蓋木55株、漾濞槭30株、喙核桃20株)、木蘭園(栽植木蘭科植物27種約800株)、杜鵑園(栽植杜鵑50余種、2 000余株，其中野生種類31種、園藝品種19個)、花椒種植示范區(qū)(栽植抗寒品種花椒300余株)、林木培育實訓基地、核桃種植示范區(qū)(栽植優(yōu)質核桃品種30株)、無籽刺梨種植示范區(qū)(栽植無籽刺梨350余株)、陡坡地造林示范區(qū)(栽植耐旱耐貧瘠植物無患子120株)。示范園共栽種樹種約100種4 700余株，景觀效果初步可見。

目前，除部分極小種群和木蘭科種類不適合示范基地的氣候與土壤條件出現死亡之外，其余大部分栽植物種均長勢良好，尤其無籽刺梨、花椒已經開花結果。

3.2 經濟成本節(jié)約

對于13.33 hm2示范林的雜草清除和挖定植穴，按照傳統的人工辦法，需要支出28 400元(除草20 000元，挖穴8 400元)；但是運用現代營林耕作技術的相關成果，以機械化替代人工進行雜草清除和挖種植穴，理論上只需要支出10 200元(除草6 000元，挖穴4 200元)。因此，理論上在示范林中運用現代營林耕作技術相關成果可以節(jié)省18 200元。然而，在實際的操作過程中，由于示范林地處的氣候和地勢原因，為了提高幼苗的成活率，在造林定植時一般選擇較大的植株，因此挖定植穴時的標準(最小為50 cm×50 cm)要大于現代營林耕作技術的定植挖掘機標準(30 cm×30 cm)，定植穴機械挖掘之后，還需人工輔助擴穴。故此，在實際造林操作過程中，示范林雜草清除和定植穴挖掘共支出17 200元，比傳統的人工作業(yè)節(jié)省11 200元(圖2)。

圖2 運用現代營林耕作技術成果除草和挖穴的理論與實際支出費用Fig.2 Theoretical and actual expenditure of weeding and digging holes by using modern silviculture technology

3.3 化學除草分析

現代營林耕作技術成果中還應用了控制為害幼樹成活生長的高效、低毒、對環(huán)境安全的除草劑。為了檢驗除草劑的安全性和有效性，在示范林區(qū)選擇兩地塊噴灑“雜草封閉劑”和“伐樁滅除劑”。在3周后，效果開始顯現，惡性雜草紫莖澤蘭、三葉鬼針草和黑荊地上部分均枯萎，但隨著時間的推移，除草劑對周圍栽種的樹種，尤其是葉表面粗糙、沒有蠟質層保護的樹種具有明顯的毒害作用。

4 結論與建議

4.1 結論

4.1.1 現代營林耕作技術為營造林作業(yè)提供了技術支撐

項目示范林區(qū)在原有的采伐跡地基礎上，為更好地開展營林措施，采用了現代營林耕作技術方法，實現了營林全過程的生態(tài)化、機械化、標準化、工程化，保證了本項目的順利開展。同時，按照該技術方法開展的營林作業(yè)，能夠實現保持水土、改良土壤、保護生物多樣性、降低森林火災隱患等功能，真正實現了生態(tài)營林。示范林各功能區(qū)已初見成效，景觀效果顯著，改善了示范林區(qū)的森林生態(tài)系統。

4.1.2效果顯著但仍需因地制宜

相較于傳統的煉山造林，項目示范區(qū)采用了機械割灌除草和機械挖穴，極大地提高了作業(yè)效率，降低了人力、物力成本，適宜在營造林作業(yè)中推廣?，F代營林耕作技術免耕法在福建省作業(yè)時，可以節(jié)省40%的費用[3]，運用在滇中山地造林中，相較于傳統造林費用節(jié)省大約39%。

現代營林耕作技術的成果源于福建省，其推廣應用也多在福建省內[3-4]。從造林樹種來看，其推廣多應用于單一樹種造林，如杉木、馬尾松和桉樹等，能夠很好地運用現代營林耕作技術成果，機械化地開展造林營林作業(yè)；而示范林部分區(qū)域開展的是多樹種混交造林，且種苗來源、地形地貌、環(huán)境氣候因子存在差異，開展機械化高原山地作業(yè)相較于福建省平緩的丘陵地帶效率較為低下，難度較高，投入成本較高。

同時，示范林土壤含石量較高，機械挖穴機損壞頻率很高，而且挖穴標準也滿足不了栽種樹種種植穴的要求。因此，為提高效率和降低人工成本，在滇中地區(qū)造林應根據地形和土壤類型對機械挖穴機進行對應的改造和升級。同時，在機械化作業(yè)過程中，一定要培訓熟練掌握機械的技術人員來操作，以免造成不必要的事故。

4.1.3化學除草劑的選擇需進一步實驗

造林和營林過程中對雜草的防治與管理非常重要，雜草的過度生長會影響林木的正常生長，并且在林木幼苗期，過多的雜草會給幼苗的林木造成很大傷害，甚至死亡。雜草叢生就會吸收土壤中大量的養(yǎng)分，造成林木的營養(yǎng)不良，使林木不能良好地生長[9]。

在對造林中雜草進行防治時，一定要對雜草的生長特性進行綜合分析，然后進行綜合治理。栽培后期一般根據林地雜草的類型或階段性雜草類型，有針對性地使用化學除草劑。因為此時一般是莖葉除草劑，除草的同時容易對其他植物葉片造成傷害，盡量避免藥液與葉片接觸，這類除草劑有草甘膦、2-4-D丁酯、百草敵、苯達松等，而精奎禾靈對葉片基本不會造成傷害，其他除草劑使用時要先做局部試驗[9]。在示范林中選擇兩塊地塊來做化學除草試驗，除草劑的主要成分為黃銅類，盡管化學除草具有顯著效果，試驗地塊惡性雜草紫莖澤蘭、三葉鬼針草和黑荊地上部分均枯萎，但其中栽種的櫻花相繼出現死亡，而白花油茶卻幾乎未受影響。通過分析發(fā)現，該除草劑對于葉表面比較粗糙、不含蠟質層的植物物種具有明顯的毒害作用，不宜在闊葉樹種林內使用。因此，在示范林內用除草劑進行化學防控，仍然需要通過不斷的試驗來遴選更加適合的除草劑。

4.2 建議

就目前推廣效果來看，現代營林耕作技術以及相關成果主要適用于樹種單一的標準化造林[3-4]，在南方地形不復雜荒山跡地采用該種方法確實取得了優(yōu)良的效果，且實現了營林的生態(tài)化、工程化、標準化、機械化，適宜于推廣應用。但由于各地域間存在地形地貌、氣候環(huán)境、土壤條件、造林方式、樹種選擇等差異，該方法在實施推廣過程中應因地制宜，進行營造林技術更新以及營林作業(yè)設備升級換代。

項目示范區(qū)屬于典型的滇中區(qū)域，結合項目實施過程發(fā)現和遇到的問題，在未來開展對現代營林耕作技術進行改進和研究：(1)以示范林區(qū)為試點，針對滇中地形復雜、干濕氣候特點明顯、立地條件困難的生態(tài)環(huán)境，在現代營林耕作法的基礎上開展高原山地營林技術研究；(2)針對本區(qū)域土壤條件、多樹種混交和不同造林作業(yè)方式，對機械設備特別是機械打穴機進行改造和升級；(3)針對本區(qū)域雜草，特別是外來入侵生命力旺盛的物種，開展機械除草和化學綜合防治；(4)重點建設好“現代營林耕作技術”推廣示范基地，對技術進行革新和改良，為云南省高原山地營林作業(yè)提供技術支持和成果示范。

致謝：感謝國家林業(yè)和草原局給予的經費支持，福建興華農林高新技術研究所提供的成果支持和技術指導，云南森林自然中心提供的部分項目示范基地，中國科學院昆明植物研究所提供的極小種群物種以及云南林業(yè)職業(yè)技術學院老師、同學在項目執(zhí)行中的鼎力支持。