卧龙国家级自然保护区日本落叶松入侵影响调查初报

刘明冲，叶 平，谭迎春，管 晓，何廷美，唐 莉

(卧龙国家级自然保护区管理局，四川 汶川 623006)

日本落叶松(Larixkaempferi)原产日本，1971年引种到卧龙，因生长迅速而受到重视[1]。据测定，日本落叶松在川西地区非常适合，其单位面积产量高于其它树种[2-3]。1965—1975年，卧龙森工局和红旗森工局在卧龙地区从事采伐和营林生产，伐木 2 700多hm2，采伐区域均为大熊猫栖息地。为了保护大熊猫，1975年卧龙森工局搬迁，卧龙自然保护区成立，之后停止了采伐，大力开展造林。同时对自然保护区宜林荒山也进行了大面积造林绿化。直至2003年退耕还林造林结束后，规模化人工造林才全部停止。在造林树种的选择上，日本落叶松占有较高的比例[4]。

卧龙自然保护区引种的日本落叶松人工林因林下灌草盖度较小，几无竹林分布，大熊猫等野生动物活动稀少。与其它本地树种人工林相比，日本落叶松高生长最为迅速，对阳光的争夺过于强烈，郁闭度长期居于高位，造成林下枯死树木最多，林下灌草稀少且灌草普遍营养不良，长势弱小。日本落叶松虽然是外来物种，但多年来由于单纯的“大木头主义”，没有引起生态危害方面的警醒。经过2009—2016年连续的大熊猫栖息地监测，终于发现日本落叶松林对于野生动植物和森林生态的入侵影响[5],资源保护部门也提出了日本落叶松森林病虫害发生率增高，森林火险等级偏高的危险。为了摸清日本落叶松的入侵情况，进一步做好大熊猫栖息地保护工作，卧龙自然保护区组织技术人员进行了调查。

1 研究区概况

卧龙国家级自然保护区地处四川省阿坝藏族羌族自治州汶川县西南部，面积20万 hm2，是以保护大熊猫等珍稀野生动植物和高山森林生态系统为主的保护区。区内有野生大熊猫(Ailuropodamelanoleuca)、羚牛(Budorcastaxicolor)、雪豹(Pantherauncia)、珙桐(Davidiainvolucrata)等国家级重点保护的珍稀濒危动植物81种，被誉为“熊猫之乡”。2006年，作为四川省邛崃山系大熊猫遗产地核心区域列入世界自然遗产名录[4]。

根据卧龙自然保护大熊猫监测与调查资料，日本落叶松人工林曾经是大熊猫栖息地，紧邻大熊猫核心分布区[5-6]。人工林内曾发现大熊猫、羚牛、水鹿等野生动物活动，但活动频度明显少于天然林[4,7]。

2 研究方法

通过档案资料和访问造林当事人的方式，查找人工林地块，并确定面积同时采用卫星地图勾绘与实地GPS调查相结合的方法测量日本落叶松人工林的地块面积。为了更好地研究日本落叶松的生长和生态情况,本项目选取相邻的卧龙珍稀乡土树种四川红杉(Larixmastersiana)和麦吊杉(Piceabrachytyla)作为对照。

根据造林地块分布，按不同海拔设置调查样方，按不同海拔、不同地块随机取样的方式设置样方，样方面积为 20 m×20 m，样方内分乔木、灌木、草本植物，分别测量其郁闭度、盖度，对乔木进行每木调查，测量其胸径、树高、郁闭度、冠幅。样方内分4个角和中心点设置5个1 m×1 m小样方，测量其灌草种类、数量和盖度。同时调查样方中动物活动和人为干扰情况。根据日本落叶松样方中心点与附近林窗或林缘的最近距离，设置一条20 m长的样线，每隔3～5 m设置1个1 m×1 m小样方，测量小样方内灌草种类、数量和盖度。

3 结果与分析

3.1 日本落叶松人工林生长状况统计

日本落叶松和卧龙本土树种四川红杉和麦吊杉人工林造林面积、长势、分布、更新状况、森林状况等详见表1和表2所示。

3.2 人工林乔、灌、草郁闭度、盖度比较

初步统计表明，卧龙自然保护区日本落叶松人工林林下灌草盖度与乔木层郁闭度成反相关，即单位面积乔木密度越大，则郁闭度越大，灌草盖度越小；反之，乔木密度越小，则郁闭度越小，灌草盖度越大(图1)。

表1 日本落叶松及对照人工林概况

3.3 日本落叶松 “无灌草纯林”成因分析

从表2可以看出，日本落叶松高生长快速，相同年龄段，其高生长显著高于其它人工林。日本落叶松的树高优势在林冠层造成了对阳光的强烈争夺，导致林下阳光透过率降低，造成林下植被难以分配到维持最低生存所需要的光照度，导致林下植物生长不良直至死亡。日本落叶松林中枯死树木较多，证明了日本落叶松对于其它植物的“挤出效应”。

初步分析表明，日本落叶松快速生长后对林中其它植物的强势竞争是导致林下灌草稀少直至消失的直接原因，也是形成“无灌草纯林”的主要原因。

表2 卧龙自然保护区主要人工林样方(20 m×20 m)生长状况

图1 人工林乔、灌、草郁闭度、盖度曲线趋势比较

通过样方树木长势对比发现，与日本落叶松密林中枯死木较多不同的是，四川红杉和麦吊杉生长缓慢，如果造林密度过大，林中部分弱小苗木将长成“小老头”树，而少有枯死现象。其枝叶不如日本落叶松繁盛茂密，林下光照度明显高于日本落叶松，林下灌草盖度明显较高，未出现“无灌草纯林”现象。

日本落叶松密林中枯死树木增多，也间接导致森林病虫害风险和森林火灾风险等级的提高。

3.4 日本落叶松“林缘效应”和“林窗效应

在调查卧龙日本落叶松中幼林“无灌草纯林”现状时还发现，该森林“林缘效应”和“林窗效应”十分明显。即距离林窗或林缘的距离越近，灌草越多，反之越少。如果一小块日本落叶松林突出于灌木草地或者空地之中，则林中灌草盖度明显高于大块日本落叶松林。这一现象表明，日本落叶松生长过于强势，灌草只有在林窗和林缘阳光穿透率较高的地方才容易生长(图2)。

4 结论与讨论

调查结果表明，密度大、郁闭度高的日本落叶松中幼龄林下灌草稀少，未发现竹子，而在经过当地群众人为采伐过的密度较小的日本落叶松成熟林的林下灌草盖度有所增加，但也仅有少量长势弱小的低盖度竹林。根据样方调查数据，在保护区936 hm2日本落叶松林中，林下完全寸草不生的“无灌草纯林”占11.9%，面积111 hm2，林下有灌草,但盖度小于30%的“稀灌草纯林”占37.4%，面积350 hm2。其余475 hm2日本落叶松林下灌草盖度多数小于60%，且生长不良。

图2 与林缘天窗不同距离的灌草种数和盖度

日本落叶松林地处自然保护区腹地，紧邻大熊猫等野生动物活动比较频繁的缓冲区和核心区，根据大熊猫的移动规律[8-9]，大熊猫误入日本落叶松纯林中的可能性较大。由于大熊猫以竹类为主食，多数兽类以灌草为主食，因此，日本落叶松纯林对大熊猫等野生动物的正常活动构成了一定的威胁。与日本落叶松相比，四川红杉和麦吊杉人工林的林下灌木、草本盖度明显较高，属于亚健康的人工林，对于生物多样性影响不大。

日本落叶松纯林冬季枯枝落叶量与森林密度成正比关系。由于卧龙夏季多雨潮湿，冬季少雨干燥，因而单纯巨量的森林枯落物会导致森林病虫害发生率增高，森林火险等级偏高。日本落叶松人工纯林的弊端已在其它林区得到证实[10-11]。其它大熊猫栖息地也有类似卧龙自然保护的情况发生。据秦岭长青大熊猫保护区的研究，日本落叶松人工林对当地大熊猫栖息地造成了危害，严重影响到物种防治和生态系统健康，提出禁止引种措施[12]。

根据调查结果，为确保大熊猫栖息地生物多样性安全以及病虫害防治和森林防火安全，建议对日本落叶松林进行改造。卧龙自然保护区内今后不能再进行大面积人工造林，绿化不能再引进外来物种；“林窗效应”已在其它日本落叶松生长区得到验证[13],可采取增加林窗方式进行间伐实验；要大力搞好天然林保护，并逐步淘汰日本落叶松林。