东北地区美丽乡村建设的优势树种——柞树

高声鹏 周祥军 刘 微 王 勇 秦 利

(1吉林省辽源市东辽县蚕业工作站，吉林东辽 136600； 2沈阳农业大学，辽宁沈阳 110866)

中华人民共和国成立尤其是2000年以来，我国生态建设取得了举世瞩目的辉煌成就，全国林地面积由2009年的25 395.00万hm2，增加到2021年的28 412.59万hm2，12年间全国林地面积增加了3 017.59万hm2[1]。但是我国森林建设、经营及管理仍然存在一系列亟待解决的问题，如森林资源总量仍然不足、森林资源质量不高、森林经济效益不高、土地荒漠化和沙化面积依然巨大、生态环境改善进展缓慢等。因此，增加森林面积及覆盖率，改善森林质量并提高森林经营经济效益，提升森林的生态服务与环境保护功能，让人民享受森林环境与美好生活，依然是全社会需要思考的问题。

在众多的森林树种种类中，柞树是我国乃至全球第一大天然林树种。柞树又称橡树、栎树，是栎属(Quercus)植物的统称，由栎属植物营造的森林又称为柞林、栎林、橡木林，由其加工的木材可称为柞木、栎木、橡木等。我国拥有的柞树资源有67个种，包括52个种、14个变种和1个变型[2]，全国有柞林资源总面积1 672万hm2，占全国森林资源总面积的10.15%[3]。柞树作为重要的森林资源，起着构建生态系统的重要功能，是我国重要资源昆虫——柞蚕的饲料树种，是发展柞蚕生产的基本生物资源，也是家具、车船农具制造及建筑用材，其树皮及橡实还是化学工业及食品工业用原料。但柞树长期以来未得到足够的重视，常被当作“杂木”“柴火”等被砍伐利用，大部分柞林没有正常经营管理，效益低下。本文从柞树的生物学、生态学特性角度论述柞树资源的创新利用，旨在引起社会重视柞树资源，提高柞树资源的管理经营水平，提升柞树资源的综合效益。

1 柞树是东北地区森林营造的首选树种

树种是森林的基本单元，森林结构决定森林功能。选择合适的树种造林及建立良好的森林树种结构是提高森林资源数量、质量与功能的重要途径。

1.1 植树造林的立地条件与树种选择

目前， 我国东北地区急需进行植树造林的地块主要有荒漠化土地、矿山废弃地、盐碱化滩地、河流两岸以及用于发展柞蚕生产的柞园建设用地等，其中，荒漠化土地、矿山废弃地、盐碱化滩地主要是利用植树造林进行生态修复、扩大森林植被面积，需要耐瘠薄、耐低温、耐干旱及耐盐碱的树种，而柞树就是东北地区天然林的主要树种之一，包括蒙古栎(Quercusmongolica)、辽东栎(Quercuswutaishanica)、槲(Quercusdentata)及槲栎(Quercusaliena)等。柞叶还是我国传统经济昆虫——柞蚕的饲料，发展柞蚕产业则必须营造柞树林。因此，在东北地区造林柞树无疑是首选的树种种类，利用柞树造林不仅可增加森林面积还可与我国传统特色产业柞蚕业结合，最大限度地发挥其生态效益、经济效益和社会效益。

1.2 植树造林的生态条件与树种选择

森林营造在树种选择上，应因地制宜，选择地区生态适应性强、木材质量优良、根系发达、枝叶繁茂、寿命长的优质树种，同时还要考虑附加值较高、生态效益长久、经济效益显著的特色经济林树种，使森林具有多种功能，大幅提升森林质量和综合效益。柞树是东北地区的主要天然林树种和森林生态系统的建群树种，选择柞树这一乡土树种作为建群树种，完全适合东北地区的生态条件。

1.3 植树造林的功能与树种选择

森林营建要森林生态、城市森林绿化、美丽乡村建设与经济效益相结合，使营建的森林具有生态功能、经济功能、景观功能和健康功能，能够满足美丽乡村建设、改善人居环境、提高农民生活水平的需求，这就需要一些生态上适合当地环境条件的树种，而柞树就是具有生态修复功能强、观赏价值高、美化功能强及经济效益高等特点的乡土树种。因此，营造柞树林是加快国土绿化步伐、提高森林质量的重要措施，也是有效地发展以柞蚕茧丝绸及食用菌等产业实现乡村振兴的一条有效途径。

2 柞树生物学特性适合东北地区的立地条件及利用特性

2.1 柞树的形态特征与种植利用

2.1.1 根 柞树是深根性植物，且根系发达，又为专性菌根共生树种，菌根菌的菌丝包围在根毛区及其以上部分，并进入皮层侵入细胞间隙从中吸收营养，菌丝体向外延伸在根表面呈绒毛状，由菌根代替根毛的作用，从土壤中吸收水分和养分供柞树生长，使得柞树具有耐瘠薄、耐干旱等特性[2]。

2.1.2 芽 柞树具有很多的休眠芽，柞蚕饲养过程中整枝修剪和剪伐更新即是利用休眠芽萌发而成新的枝条。柞树的不定芽在砍伐更新时，多发生在伤口处或根颈处，柞树的剪伐也是利用不定芽萌发而成新枝[4]，这为柞树耐剪伐及剪伐更新提供了理论依据，柞蚕生产需要每隔3～4年剪伐更新1次以促使其萌发新枝，保证不同龄期的幼虫有适合的柞树叶，柞林的演替及改造即是利用休眠芽和不定芽。

2.1.3 茎 自然条件下柞树的主干和支干高大，经过改造的柞园柞树则为低矮株，无粗大的干，又称为枝条。柞树枝条的姿态可分为直立性(如蒙古栎、锐齿栎)和开展性(如辽东栎、麻栎)。开展性的树冠庞大不紧凑，适于稀植，宜于放出拐枝，产叶量高，担蚕量多。柞园中柞树都是经剪伐更新使枝条繁茂、树冠庞大、产叶量高、适合柞蚕生产[5]。

茎的木栓形成层向内产生栓内层，向外产生木栓层，从而形成周皮。柞树的木栓层是软木的原材料，其质轻、有弹性、不透水、抗酸、耐磨、防震等，为轻工业的重要材料，其中的栓皮栎是生产软木的著名经济植物。柞树树皮中含有β-谷甾醇、表儿茶素、胡萝卜苷、紫杉醇类化合物等40多种天然化合物，柞树枝、皮可入药，具有清热、利湿、解毒等功效[2]。

2.1.4 叶 柞叶中所含的化学成分主要是水分、蛋白质、糖类、脂肪、纤维、灰分等。这些成分的多少和比率决定了柞叶饲料价值的高低。柞叶营养成分含量因柞树种类、成熟度、叶位等而变化，同时因土质、肥水状况、日照程度、季节变化等环境条件而不同，还因树型养成、砍伐更新、修剪管理、用叶时间等而有明显变化。柞树叶、皮中含有Zn、Fe、Mg、Ca、Se、K、Cu、Ge、P、Mn等对人体有益的微量元素。柞树叶单宁含量为6.5%～12.0%。蒙古栎叶的石油醚和醋酸乙酯提取液可分离得到22种化合物，如木栓酮、β-谷甾醇、山萘酚、黑麦草素、葡萄糖苷、槲皮素等[5]。在辽东栎和麻栎的叶片中分别鉴定出29种和28种挥发性化学成分，在树皮中分别鉴定出23种和27种挥发性化学成分，以酮类化合物、酯类化合物的含量较高，同时还检测到多不饱和脂肪酸、叶绿醇和角鲨烯等[6]。表明柞树叶具有较高的营养价值及多种功能性的天然化合物。

2.1.5 花和果实 柞树树龄在20年左右大量开花结实，有个别树种或植株3～5年也可开花结实。雄花为柔荑花序，雌花生于总苞内，于枝梢或叶腋间单生或1～3枚集生，成熟时总苞发育成壳斗。柞树的果实又称橡实，果实外有壳斗包被1/3～2/3，橡实中淀粉含量约55.76%，脂类含量2%～11%，脂肪酸主要为油酸、亚油酸、棕榈酸、肉豆蔻酸、棕榈油酸、硬脂酸、亚麻酸，其中油酸占总脂肪酸的20%～60%，亚油酸占19%～61%，棕榈酸占9%～31%[6]。橡实的有效利用对提高柞林综合经济效益具有重要意义。

2.1.6 柞树基因组 目前已完成基因组测序的有夏栎(Quercusrobur，740 Mb)、欧洲栓皮栎(Quercussuber，95.3 Mb)、加利福尼亚白栎(Quercuslobata，720～730 Mb)、蒙古栎(810 Mb)及辽东栎(779 Mb)[6]。栎属植物基因组测序的完成使得从基因组水平探索柞树适应相关基因在结构和表达上的变异成为可能，为研究栎属植物种间或种群间基因组的遗传分化模式、生殖隔离的遗传基础和机制等提供了重要的信息资源，也为栎属植物品种选育以及柞蚕与柞树的互作关系研究奠定了基础。

2.2 柞树的生态学特性

2.2.1 柞树对光的适应性 柞树属于耐阴树种，光照为完全太阳光的3%～5%时，柞树即可达到其光合作用的补偿点，柞树在完全遮光或全光照的范围内均能生存。柞园柞树(蒙古栎)叶片的光合强度高峰值多出现于7月中旬至8月中下旬，而柞蚕生产的主要食叶期为8月下旬—9月，此时光合作用逐渐减弱，这为利用柞树进行秋柞蚕生产提供了理论依据[6]。

2.2.2 柞树对温度的适应性 柞树属于广温植物，-5～55 ℃间均能生长发育，在-55～-32 ℃时仍可正常生存。其光合作用适温范围为20～30 ℃，最适温度为25 ℃，柞树耐寒性顺序为蒙古栎>辽东栎>锐齿栎>槲>麻栎>栓皮栎，如槲可耐-30 ℃的低温，而栓皮栎可耐-18 ℃的低温，柞树耐寒性强决定了柞树分布范围广，柞树在东北及华北地区广泛分布，而这些地区正是我国柞蚕主要产区[5]。

2.2.3 柞树对干旱的适应性 柞树属于耐瘠薄、耐干旱的树种，在贫瘠荒芜的山坡上、粗粒砂石中、干燥的砾石、砂质土中都能生长[5]。由于柞树深根性及与某些真菌形成营养共生体菌根能够增强吸收能力，柞叶的气孔多且为“内陷型”，单位面积叶脉长度大，栅栏组织发达，叶表皮细胞外壁有极发达的角质层，增加了其对干旱的抵抗性，柞树对土壤条件要求不严，适应范围广，柞树这些生态学特性为干旱及瘠薄立地条件下造林及利用奠定了基础。

2.2.4 柞树的生长发育特点 柞树是多年生树种，寿命较长，在辽宁省庄河市、沈阳市有1 000年以上的槲和蒙古栎；东北地区柞树多为慢生树种，一般在播种后20年内生长不到10 m；柞树属萌芽力强的树种，其萌芽力较强的树龄为20～50年，在柞树萌芽力未消失的年限内进行砍伐更新，既可利用木材，又有复壮作用，柞蚕生产中的剪伐更新就是利用柞树萌芽力强的特点保证小蚕取食嫩叶[6]。一般气温在5 ℃以上时冬芽开始萌发，辽东栎在辽宁于4月下旬至5月上旬发芽，在黑龙江省于5月上中旬发芽，柞园柞树由于剪伐修剪的影响，芽有春、夏、秋3次萌发的特性，这为柞蚕生产合理利用柞叶奠定了基础。

柞树生长属于短速类型，柞叶在春季内即完成全年90%的生长量。柞园柞树由于砍伐修剪的影响，还有夏叶、秋叶的生长，柞园柞叶生长呈现间歇式暴发性生长，这种暴发性生长规律为合理利用柞树饲养柞蚕提供了依据。如通过剪伐更新促进枝条萌发及生长，扩大了树冠，增加了光合作用；剪春梢创造人工夏芽则为秋柞蚕收蚁提供嫩叶；秋蚕大蚕期取食量占全龄食叶量的80%以上，而且是在柞树旺盛生长之后[4]，此时柞蚕取食对柞树的生长发育影响较小，其中的大部分柞叶失去光合作用能力，秋冬季枯黄脱落，这为秋柞蚕生产提供了科学依据。

3 柞树资源的创新利用

3.1 柞树木材品位高、用途广

柞树木材又称橡木，橡木产品质量优良、价格适中，是优良的木材。我国橡木来源广泛，材质硬重、花纹优美，广泛用于房屋建筑、室内装饰、高档家具制作等。另外，橡木桶是普遍采用的红酒储酒容器，橡木桶在陈酿葡萄酒的过程中，桶内的单宁、香兰素、橡木内酯、丁子香酚等化合物质会溶解于葡萄酒中，这些物质可以使葡萄酒的颜色更为稳定、口感更为柔和、香味更为协调。柞木属硬木，特别耐冲击，干木材密度为(0.78±0.06)g/cm3，某些栎木是枪托、刨托、工具柄等特殊用品的制作材料，乌冈栎、青冈栎、麻栎是制作精品木炭的原料。柞树枝材还是培养食用菌的原料[7]。

3.2 橡实淀粉含量高、开发前景广阔

我国现有柞林面积1 672 万hm2，理论上年产橡实600万～700万t，可提取淀粉约10万t。橡实淀粉含量高，可加工成食品、酒精或饲料，橡实的加工利用是柞树创新利用的一大特色，同时橡实还对野生动物和鸟类的生存与繁衍具有特殊意义。

3.3 柞叶营养丰富、饲料价值高

柞叶营养丰富，尤其是粗蛋白质含量较高(10.28%～10.52%)，其氨基酸种类全面。柞叶可用于制作各种风味的食品，在中原地区、华北及东北地区利用柞叶制作特色食品具有悠久的历史。柞叶是我国重要泌丝昆虫——柞蚕的主要饲料，可用于发展柞蚕产业，目前我国柞园面积约90万hm2，生产柞蚕茧8.5万t左右。此外，柞叶还可作为鹿、牛、羊等的饲料。

3.4 柞树枝资源丰富、利用范围广

柞树枝粉碎后可用于培养木耳、香菇等，我国柞蚕产区柞树枝资源丰富，成本低廉，我国现有柞园面积约90万hm2，按每年剪枝更新25%计算，年均更新约22万hm2，每年剪伐的柞树枝约50万t，有效利用柞树枝资源发展食用菌生产是实现乡村振兴计划的重要途径之一，食用菌生产后的菌糠含有较丰富的蛋白质等营养成分，可作为肥料等再次利用。

3.5 柞树含多种生理活性物质、医药价值潜力巨大

柞树枝叶中含有多种生理活性物质，这些生理活性物质具有抗菌、抗肿瘤[8]、降血糖、降血脂、降胆固醇、抗氧化及抗运动疲劳等作用[2]，可作为中医药原材料进行多元化利用。

3.6 柞树固碳能力强、碳汇价值大

柞树具有强大的碳汇功能，1995—2014年，柞树林年固碳量占辽宁省森林年固碳量的50%以上，而其余森林类型年固碳量的份额未达到50%，表明柞树林对于辽宁省森林碳汇功能的发挥贡献巨大。柞树天然次生林的固碳速率随林龄的变化趋势为中龄林>近熟林>成熟林>幼龄林[9]。尤其是柞园中柞树经过剪伐更新后的产叶量增加，固碳能力增强，在饲养柞蚕的同时兼有固碳功能。

3.7 柞树枝叶繁茂、生态绿化功能强

柞树树体高大、根系发达、枝叶繁茂，具有强大的生态服务功能；其树干挺拔、冠形匀称、叶形奇特、秋色绚丽多彩并持久，具有突出的景观美化功能；柞树寿命长，能够长久地造福于人类。

3.8 柞树季相色彩丰富、观赏功能强大

柞树树体高大挺拔，冠大荫浓，叶色多变，季相鲜明，是优良的园林观赏树种。孤植可以展现其个体美，丛植或群植既能展现其个体美还能展现其群体美，彰显景观立面层次和季相色彩，增强画龙点睛和视觉焦点的效果，可用于城市森林、公园绿地和道路绿化。柞树的象征性和文化特征也独树一帜，目前10多个欧美国家把柞树作为国树或州树，柞树象征着刚强与耐力、奉献与友谊，柞树材料制成的带有民族特色和地方风采的食品、工艺品等也是柞树文化的一部分。

4 柞树造林发展前景及对策

我国仍然是一个缺林少绿、生态脆弱的国家，森林覆盖率远低于全球31%的平均水平，人均森林面积仅为世界人均水平的1/4，人均森林蓄积只有世界人均水平的1/7，森林资源总量相对不足、质量不高、分布不均的状况仍未得到根本改变，林业发展还面临着巨大的压力和挑战[3]。柞树是我国第一大天然林树种，适应性广，用途多元化，在我国林业发展、生态建设及柞蚕产业中占据重要地位。继续做好柞树造林、天然林保护及柞林的经营管理是我国农林领域建设的当务之急，也是推进我国生态修复、脱贫致富及美丽乡村建设的重要任务之一。

4.1 柞树在东北平原乡村绿化中的应用

东北平原又称松辽平原、关东平原，是我国最大的平原，地跨黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古4个省区，是我国重点林区，林地面积4 393万hm2，森林总蓄积量37亿m3，在100多个树种中，蒙古栎、辽东栎、槲及槲栎是其中的优势树种[3]。但近50年来，主要利用速生杨营造农田和村庄防护林，山区主要营造松树，形成了山上松树、田间村庄杨树的绿化特色。超大规模长时期的单一杨树林经营方式也带来了生物多样性减小、病虫害增多、春季花絮飞散污染等副作用。今后可采用多功能及多用途的柞树进行乡村绿化和防护林建设，增加树种多样性，可选择蒙古栎、辽东栎、槲、槲栎、栓皮栎、麻栎等乡土树种，也可引进驯化引自欧美的夏栎、北方红栎、猩红栎、沼生栎等适合东北地区气候特点的外来树种，增加栎属植物的遗传多样性。

4.2 柞树在发展柞蚕产业中的应用

柞叶是我国特有的泌丝昆虫——柞蚕的饲料，柞蚕业是我国传统特色产业，全国有辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古、河南、山东、河北、山西、湖北、四川、贵州等11个省150多个市(县)700多个乡(镇)约13万农户从事柞蚕生产，柞园面积约90万hm2，柞蚕茧年产量8.5万t左右，仅农业产值就约为25亿元[4]，柞蚕业的发展还带动了缫丝工业、纺织工业、印染工业、服装工业、医药及食品工业的发展。发展柞蚕产业必须种植柞树，将种植柞树增加森林覆盖率、促进生态建设和美丽乡村建设、发展柞蚕产业和促进农民增产增收有机结合，因地制宜选用适宜的柞树种类种植，通过对原有林分进行树种和密度的调整或改造，逐步变成以柞树为主的纯林或混交林，从而实现森林及柞园质量的大幅提升，并能增强森林的生态服务功能和美化康养功能。

4.3 柞树在生态修复工程中的应用

目前我国森林覆盖率为21.63%，远低于世界平均水平31%，提高森林覆盖率是我国生态建设中永恒的主题。提高森林覆盖率的主要途径就是在荒漠化、沙化土地、退化地、矿区废弃地、垃圾填埋场、无林荒地及郁闭度低的林地植树造林。东北地区的乡土树种如蒙古栎、槲、槲栎、辽东栎、栓皮栎等耐干旱、耐瘠薄能力强，它们在荒漠化土地、矿区废弃地等的应用值得尝试。沈阳地区引进欧洲夏栎也获得成功，能够在北纬42°地区越冬成活并长势良好(试验数据未发表)。但是，引进东北地区以外的树种需要引种试验，建立种植及生长的技术体系，再进行大面积示范及推广。

4.4 柞树在森林城市及美丽乡村建设中的应用

柞树的绿化价值、观赏价值和文化价值理所当然应该使其成为森林城市和美丽乡村建设的优势树种，柞树进入城市和乡村，人们常年生活在以柞树为主的森林环境之中，可以欣赏到柞树的雄壮挺秀、多姿多彩，享受到柞林所带来的美好环境和文化内涵。柞树秋季叶片由绿到黄、由黄到红的变化，装点着多姿多彩的秋色，其潜在的观赏价值和旅游价值明显，东北林区秋季绚丽的景色绝大部分来源于柞树的功劳。

柞树在生态建设、经济发展和人民生活中具有重要的作用，国家林草总局于2018年成立了“栎树国家创新联盟”，相信在国家的重视下，我国柞树资源的研发和创新利用一定会取得更大进展，柞树在新时期国土绿化、美化及经济建设中将发挥骨干作用。