王澤民
(山西省太岳山國(guó)有林管理青崗坪林場(chǎng),山西臨汾 041000)
近年來(lái),由于人類過(guò)度注重經(jīng)濟(jì)發(fā)展、自然氣候變化等多種因素的影響,我國(guó)許多地區(qū)的森林面臨著退化的情況。大量采伐、土壤貧瘠、過(guò)度放牧、森林火災(zāi)等問題導(dǎo)致了森林生態(tài)系統(tǒng)的惡化,亟需采取有效的措施進(jìn)行修復(fù)與提升。林局作為森林資源的管理者和經(jīng)營(yíng)者,肩負(fù)著恢復(fù)退化林的責(zé)任。本文以山西省太岳林局青崗坪林場(chǎng)為例,探討了退化林修復(fù)的技術(shù)策略,旨在為類似情境下的林木修復(fù)工作提供借鑒。
退化林是森林生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期受到不利因素影響后,其生態(tài)功能逐漸減弱,植被覆蓋度下降,單位面積森林蓄積量下降,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力降低的狀態(tài)。退化林的形態(tài)和程度各異,根據(jù)其主要特征和表現(xiàn),可以分為多種類型,常見的退化林類型包括荒漠化林、沙漠化林、水土流失林等。這些不同類型的退化林在成因、地域和影響等方面存在差異,需要針對(duì)性的修復(fù)和提升。
退化林的形成與發(fā)展是一系列復(fù)雜而相互作用的因素的綜合結(jié)果。這些因素涵蓋了人類活動(dòng)和自然因素,共同塑造了退化林的現(xiàn)狀。在了解和分析這些成因時(shí),我們能夠更好地理解退化林的演變過(guò)程,從而制定針對(duì)性的修復(fù)策略。
人類活動(dòng)是導(dǎo)致退化林的主要外因之一。長(zhǎng)期以來(lái),人類一味的向大自然索取,導(dǎo)致亂伐、濫砍濫伐等過(guò)度的采伐行為。過(guò)度采伐不僅削弱了森林的生態(tài)平衡,還破壞了植被的自然更新能力。過(guò)度放牧也對(duì)退化林產(chǎn)生了負(fù)面影響,牲畜的過(guò)度放牧?xí)茐牡乇碇脖?,?dǎo)致土壤侵蝕和水土流失,最終導(dǎo)致退化林的形成。其次,當(dāng)林分進(jìn)入生長(zhǎng)成材期,各項(xiàng)防護(hù)機(jī)能衰退,防護(hù)效果降低,便到了更新采伐階段。由于每年國(guó)家給的采伐限額的較少,導(dǎo)致更新采伐滯后,林分進(jìn)入過(guò)熟期后,林木開始生長(zhǎng)退化,造成木材容易受到外力作用,成為各種病蟲害藏身和侵蝕之地,不僅損害了林木的實(shí)際利用價(jià)值,防護(hù)功能也遭受到一定程度地衰退。
自然因素也在退化林的形成中發(fā)揮著重要作用。氣候變化是影響退化林的重要因素之一,極端天氣事件如干旱、暴雨等可能導(dǎo)致植物生長(zhǎng)受阻,使得退化林的形成更加加劇。此外,自然災(zāi)害如火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)、雪災(zāi)、病蟲害、外來(lái)物種入侵等也會(huì)破壞森林植被,加速退化的過(guò)程[1]。
退化林所呈現(xiàn)出的獨(dú)特特點(diǎn),是由一系列因素的相互作用造成的。這些特點(diǎn)包括植被稀疏以及土壤質(zhì)瘠等現(xiàn)象,這些特征不僅反映了退化林的現(xiàn)狀,還對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)產(chǎn)生了重要影響。由于1998 年之前過(guò)度的開采天然林,天然林停止采伐之后林局以管護(hù)為主,森林植被得到喘息的機(jī)會(huì),原來(lái)采伐之后的伐樁逐漸萌生,生長(zhǎng),沒有得到及時(shí)的撫育、修枝、割灌、間伐使得森林逐步退化,水土流失嚴(yán)重,植被稀疏,森林質(zhì)量不高是退化林的顯著特點(diǎn)之一。過(guò)度的伐木、過(guò)度放牧以及其他不合理的人類活動(dòng),破壞了植物群落的結(jié)構(gòu)和功能。植物作為生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ),對(duì)于維持土壤穩(wěn)定性、水循環(huán)和氣候調(diào)節(jié)等方面具有至關(guān)重要的作用。植被稀疏導(dǎo)致土壤暴露在外,容易受到風(fēng)蝕和水蝕的侵害,同時(shí)也降低了土壤的保持程度,進(jìn)一步削弱了植物的生存條件[2]。土壤質(zhì)瘠也是退化林的一個(gè)突出特征。過(guò)度的人類活動(dòng)和自然因素破壞了土壤的結(jié)構(gòu)和養(yǎng)分平衡,導(dǎo)致土壤貧瘠化。土壤是植物生長(zhǎng)的基礎(chǔ),其養(yǎng)分含量和保水能力直接影響著植物的生存和生長(zhǎng)。貧瘠的土壤容易導(dǎo)致植物養(yǎng)分吸收不足,生長(zhǎng)緩慢,甚至死亡。土壤質(zhì)瘠也使得水分在土壤中的保持能力下降,進(jìn)一步加劇森林退化。因此,恢復(fù)植被覆蓋率,提升森林質(zhì)量成為修復(fù)退化林的緊迫任務(wù)之一。
篩選符合退化林修復(fù)條件的林分結(jié)構(gòu)類型開展野外調(diào)查,根據(jù)林分起源、樹種組成、樹木年齡、郁閉度、退化方式、修復(fù)方法、立地條件等確定作業(yè)小班范圍,作業(yè)設(shè)計(jì)小班面積根據(jù)規(guī)定不大于20hm2;對(duì)每個(gè)作業(yè)小班確定3 個(gè)以上GPS 操作點(diǎn)并繪制到帶有公里網(wǎng)格的萬(wàn)分之一平板圖上,用GPS 校準(zhǔn)的萬(wàn)分之一的地形圖進(jìn)行作業(yè)小班現(xiàn)地調(diào)繪,小班作業(yè)面積采用GIS 求算;按《退化防護(hù)林林修技術(shù)規(guī)程》調(diào)查記載小班各項(xiàng)主要調(diào)查因子:權(quán)屬、林種、林分起源、樹種、郁閉度、胸徑、樹高、株數(shù)、蓄積量、空地面積、立地因子以及災(zāi)害情況等,現(xiàn)地確定作業(yè)小班邊界、修復(fù)措施,填寫退化林修復(fù)小班調(diào)查設(shè)計(jì)表;作業(yè)區(qū)以小班為單位劃分,依據(jù)森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查成果(2019 年二類補(bǔ)充調(diào)查數(shù)據(jù)成果),根據(jù)突出重點(diǎn),規(guī)模推進(jìn),集中連片的布局原則確定踏查范圍,在踏查的基礎(chǔ)上,選擇符合修復(fù)條件的林分以2019 年二類補(bǔ)充調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)在現(xiàn)場(chǎng)全面踏查的基礎(chǔ)上合理區(qū)劃作業(yè)小班,根據(jù)區(qū)劃小班進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,按照小班實(shí)際情況現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)小班作業(yè)區(qū)域、修復(fù)方式。
外業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)查采用退化林標(biāo)準(zhǔn)地實(shí)測(cè)法;以全周期多功能森林經(jīng)營(yíng)理論為指導(dǎo),按《退化防護(hù)林修復(fù)技術(shù)規(guī)程》技術(shù)要求對(duì)標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)不同林木按生長(zhǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行分類,即正常木、不良木、枯梢木、瀕死木、受害木、枯死木六類,最后進(jìn)行檢尺(起測(cè)直徑5.0cm),采用實(shí)測(cè)胸徑;樹高采用3 株法,填入標(biāo)準(zhǔn)地每木調(diào)查表。;郁閉度的調(diào)查采用標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)對(duì)角線目測(cè)法;林齡通過(guò)平均木主干主輪數(shù)或查閱資源檔案確定;蓄積量測(cè)算采用《山西省主要樹種立木一元材積表》(山西省標(biāo)準(zhǔn)匯編一),本次調(diào)查的雜木硬闊類使用遼東櫟材積,軟闊類使用山楊材積。
根據(jù)作業(yè)小班森林資源所處立地條件、分布現(xiàn)狀,選擇具有典型性、代表性的地段布設(shè)標(biāo)準(zhǔn)地,根據(jù)相關(guān)規(guī)程作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)地面積不小于作業(yè)面積1%規(guī)定,每個(gè)小班至少1 塊標(biāo)準(zhǔn)地來(lái)確定標(biāo)準(zhǔn)地?cái)?shù)量,標(biāo)準(zhǔn)地面積0.067hm2(1 畝),邊長(zhǎng)25.82m×25.82m,記錄標(biāo)準(zhǔn)地中心的GPS 坐標(biāo),每個(gè)小班拍攝1~2 張反映小班標(biāo)準(zhǔn)地修復(fù)前林木生存現(xiàn)狀的數(shù)字照片,并規(guī)范命名保存。
退化林修復(fù)和資源保護(hù)相結(jié)合,多項(xiàng)修復(fù)措施并用,既要確保正常林木生長(zhǎng)穩(wěn)定,又要突出修復(fù)成效,突出科學(xué)經(jīng)營(yíng),保護(hù)優(yōu)先,嚴(yán)格保護(hù)好珍稀瀕危物種資源。根據(jù)不同退化林分現(xiàn)狀,采用自然修復(fù)與人工恢復(fù)相結(jié)合方式,綜合選用擇伐補(bǔ)植修復(fù)、撫育修復(fù)、封育修復(fù)等不同修復(fù)方式。高密度林木宜采用疏伐為主;低密度林木以補(bǔ)植為主;中密度以人工促進(jìn)天然更新為主[3]。
(1)疏伐。①伐除影響林內(nèi)正常木(Ⅰ級(jí)木)生長(zhǎng)的干擾樹,并對(duì)正常木(Ⅰ級(jí)木)修枝。②伐除影響林內(nèi)珍貴樹種或天然更新樹種生長(zhǎng)的枯死木、瀕死木、受害木、枯梢木。③在林內(nèi)選擇枯死木、瀕死木、受害木相對(duì)集中分布的區(qū)域,采用群團(tuán)狀伐除枯死木、瀕死木、受害木方式,畝均清理出小于25m2的2 個(gè)天窗用于林分的修復(fù)補(bǔ)植;或結(jié)合現(xiàn)有林隙、林中空地,通過(guò)間伐枯死木、瀕死木、受害木方式,畝均清理出小于25m2天窗2 個(gè)用于林分的修復(fù)補(bǔ)植。
(2)補(bǔ)植前、母樹果實(shí)成熟前對(duì)天窗、林隙進(jìn)行預(yù)整地。整地方式采用條形整地和魚鱗坑整地,補(bǔ)植整地規(guī)格60cm×50cm×40cm,穴面內(nèi)要求整細(xì)、整透,保持40cm以上虛土層,整后穴面要求外高里低,即外沿做埂,穴面略向內(nèi)傾,呈反坡形,埂高20cm 左右。人工促進(jìn)天然更新整地采用水平條形整地,整地規(guī)格(50~100cm)×(30~50cm)×(20~30cm),穴面略向內(nèi)傾,呈反坡形。
(3)補(bǔ)植。根據(jù)適地適樹、闊中補(bǔ)針原則。設(shè)計(jì)小班補(bǔ)植樹種為油松,苗木采用2-2 苗齡及以上苗木,整地規(guī)格60cm×50cm×40cm。對(duì)因采用撫育修復(fù)類型,經(jīng)疏伐后形成的林中空地,設(shè)計(jì)補(bǔ)植株行距1.5m×1.5m。
(4)人工促進(jìn)天然更新。在樹木生長(zhǎng)旺盛且干型通直的母樹周圍,將部分雜草、落葉去除、松動(dòng)地表土壤,使種子能夠順利落入土壤,促進(jìn)其落地生根,順利成長(zhǎng)。人工促進(jìn)天然更新整地采用水平條形整地,整地規(guī)格(50~100cm)×(30~50cm)×(20~30cm),穴面略向內(nèi)傾,呈反坡形。
針對(duì)本小班林分多代萌生、林內(nèi)矮林占比過(guò)高的現(xiàn)狀,擬通過(guò)、疏伐、割灌、定株、修枝等綜合作業(yè)措施產(chǎn)生林隙,在林隙中通過(guò)人工擾動(dòng)整地以促進(jìn)天然下種。人工擾動(dòng)促進(jìn)天然更新設(shè)計(jì)采用條狀整地方式,從而使得樹木種子能夠掉落進(jìn)條帶中,為確保更新成效,要求畝均人工促進(jìn)整地?cái)?shù)不少于48 穴。
需要良種壯苗,苗木根系發(fā)達(dá),根莖較大,有一定高度,沒有人為破壞,樹苗發(fā)綠、發(fā)芽健全。苗齡采用2 年生以上。為保證使苗木成活率,植苗前要必須做好苗木保存,保證苗木的含水率,使得栽植后苗木能夠迅速恢復(fù)自身能量和增加吸水量,保持苗木水分充足。栽植苗木前如果苗圃地比較干旱,必須首先進(jìn)行澆灌保持苗木水分,并預(yù)防起苗時(shí)將苗木根損壞。剛起的苗木容易缺少水分,立即將其放在比較陰涼的地方,打包成捆,及時(shí)假植或栽種。裸根苗運(yùn)苗時(shí)要做好包裝,保護(hù)好苗根及水分;不能遠(yuǎn)距離拉用,時(shí)間不能太長(zhǎng),否則容易造成苗木水分缺失,難以保持苗木的存活率。栽植前,為了減小幼小苗木的水分蒸發(fā),栽植前對(duì)一些闊葉樹的苗木將其多余的枝葉裁剪。對(duì)于一些生長(zhǎng)旺盛的樹種可以將部分桿支截掉,減少其水分蒸騰。為使苗木盡快恢復(fù)根系吸水功能,刺激新芽萌發(fā),可將部分主干裁掉,根部可以沾泥漿,給予水分充足[4]。
封山育林是為了讓森林更好的生長(zhǎng),減少動(dòng)物干擾,在已經(jīng)實(shí)施退化林區(qū)域,實(shí)行封山育林,禁止牛羊進(jìn)入等人為的干擾活動(dòng),以恢復(fù)森林植被。利用圍欄和鐵絲網(wǎng)將羊群和牛群阻擋到山區(qū)之外。通過(guò)封育、退化林方式使得森林植被覆蓋率增加,物種增多,增強(qiáng)其涵養(yǎng)水源、保持水土的能力,森林發(fā)生病蟲害的概率降低,林分組成、蓄積得到提升,同時(shí)林局管護(hù)員和林局森林公安可以聯(lián)合執(zhí)法,對(duì)不聽勸住仍執(zhí)意進(jìn)去禁牧區(qū)域進(jìn)行執(zhí)法管理,確保退化林區(qū)域森林資源。
利用現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)以及大數(shù)據(jù)手段,在林局現(xiàn)有森林防火建設(shè)的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)新技術(shù)應(yīng)用,完善多種信息聯(lián)合作用的森林防火高端配套系統(tǒng)軟件,建設(shè)森林火險(xiǎn)提前預(yù)警平臺(tái),提高森林火情前瞻性的和時(shí)效性。深化與當(dāng)?shù)貧庀蟛块T的合作,定期進(jìn)行火情研判,及時(shí)掌握火情突發(fā)預(yù)警,及時(shí)森林火情天氣預(yù)報(bào),推動(dòng)森林部門和氣象部門聯(lián)合預(yù)警。建設(shè)多部門聯(lián)合防火預(yù)警監(jiān)測(cè)體系。綜合利用大數(shù)據(jù)火情監(jiān)測(cè)平臺(tái),遙感衛(wèi)星和氣象部門,建成人防加技防的全面手段、同時(shí)利用無(wú)人機(jī)巡查和地面巡護(hù)有機(jī)結(jié)合的全方面多層次跨部門的森林防火預(yù)警監(jiān)測(cè)體系。推動(dòng)全局“智慧應(yīng)急”建設(shè)。綜合運(yùn)用人工智能和云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù),開發(fā)應(yīng)用“智慧應(yīng)急”相關(guān)軟件、硬件平臺(tái),實(shí)現(xiàn)全局森林草原防滅火數(shù)字化、智能化建設(shè),有效提升我局森林防滅火的綜合能力,科學(xué)推進(jìn)全局火情應(yīng)急管理[5]。
退化林修復(fù)應(yīng)以補(bǔ)植為主,注重對(duì)原有樹種的保護(hù);保留國(guó)家對(duì)稀有樹種和植物品種;避免由于退化林工作造成原有區(qū)域的水土流失,陡坡地段加強(qiáng)保留帶設(shè)置,應(yīng)充分保留原生植被,不得亂伐亂砍、超限額采伐;栽植苗木時(shí)應(yīng)采用魚鱗坑的整地方式,減少對(duì)地表植被的破壞,不得利用大規(guī)模機(jī)械設(shè)備,減少因?yàn)槭褂脵C(jī)械而對(duì)地表植被進(jìn)行二次的破壞。
退化林修復(fù)區(qū)有的樹木上搭有鳥巢,應(yīng)注重對(duì)其保護(hù),不準(zhǔn)隨意破壞鳥巢;遇到有重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物棲息地應(yīng)該繞開其區(qū)域,并且設(shè)立緩沖帶;根據(jù)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物生存習(xí)性,錯(cuò)開施工時(shí)間,減少對(duì)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物侵?jǐn)_;發(fā)現(xiàn)退化林修復(fù)區(qū)內(nèi)有重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物時(shí),采用最低驚擾的方式進(jìn)行施工作業(yè),避免其生存環(huán)境遭到破壞;在有條件的地方,在其修復(fù)區(qū)內(nèi)建設(shè)“人工鳥巢”“動(dòng)物驛站”等設(shè)施,保護(hù)野生動(dòng)物,維護(hù)和提高林局生物多樣性。
在退化林修復(fù)與森林質(zhì)量提升技術(shù)方面,本文以山西省太岳林局青崗坪林場(chǎng)退化林修復(fù)為例,探討了多種退化林修復(fù)方法。通過(guò)對(duì)退化林的成因與特點(diǎn)進(jìn)行深入分析,揭示了人類活動(dòng)和自然因素等的影響,導(dǎo)致植被稀疏、土壤貧瘠等問題。隨后,針對(duì)這些問題,提出了林局退化林修復(fù)小班調(diào)查確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)、作業(yè)施工標(biāo)準(zhǔn)及修復(fù)措施、工程中苗木使用的注意事項(xiàng)、采用封山育林方式,保護(hù)退化林地塊、建設(shè)森林火險(xiǎn)高端預(yù)警平臺(tái),減少森林火情、對(duì)動(dòng)植物、生物多樣性的注意事項(xiàng)等有效修復(fù)方法。這些方法旨在重建植被結(jié)構(gòu)、改善森林質(zhì)量,從而促進(jìn)退化林的恢復(fù),可以實(shí)現(xiàn)退化林地的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展,維持生態(tài)平衡,創(chuàng)造更好的生態(tài)環(huán)境。通過(guò)這些努力,修復(fù)后的退化林地可以持續(xù)提供生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,實(shí)現(xiàn)林局真正意義上的森林質(zhì)量提升。