管涔山森林资源和土壤类型调查

乔梅生

(山西省管涔山国有林管理局，山西 宁武 036700)

国有林场是新中国成立初期建立的林业事业单位，几十年来，国有林场在保护培育森林资源、保障木材供给、维护国家生态安全中发挥了重要作用。为了增强国有林场效能，加快生态文明建设，中共中央国务院及地方政府相继出台国有林场改革政策和方案，将国有林场定性为公益一类事业单位，为国有林场的发展提供符合时代的政策支撑[1]。森林资源和土地资源是国有林场赖以生存和发展的物质基础，也是国有林场实现可持续经营的前提条件。开展国有林场森林资源特征和土地类型研究可全面掌控森林资源信息，为制定森林资源保护利用和林业发展政策和决策提供依据，满足区域、国家和国际多层次的信息需求，也有助于加快国有林场森林资源产品与环境服务的市场化进程，促进森林资源的增长性保护和合理化利用，并在生态环境优化中不断体现国有林场在生态文明建设中的价值。

管涔山位于山西，属吕梁山脉，是汾河的发源地。管涔山地形复杂，山势走向纵横，地势高差大，由此就形成了一些特殊的小气候区域，植被和土壤垂直分布比较明显。管涔山林区是山西省直九大国有林区之一，属于黄土高原土石山区水源涵养、防护和用材林区，全境均处于“三北”防护林系内，森林资源丰富，是华北地区林相最好的林区，树种以云杉和华北落叶松为主，不仅在山西省享有盛誉，同时也为华北所罕见，被称为“华北落叶松的故乡”和“云杉之家”[2]。在新时代背景下，以增长性保护和合理化利用为目标，对管涔山林区森林资源和土地资源进行调查和特征性研究，有助于重新认识管涔山森林资源和土地资源的功能价值，为管涔山林场的深化改革和生态建设提供依据。

1 研究区域概况

1.1 区域位置与范围

管涔山位于山西省吕梁山脉北端, 地理位置111°46′～ 112°54′E，38°36′ ～ 39°02′N，地跨山西省忻州市所属的宁武、神池、五寨、岢岚、河曲、保德、偏关、静乐、原平、忻府等县(市、区))和朔州市所属的平鲁、左云、右玉等县(区)。管涔山南承吕梁余脉，北达内蒙阴山，东携洪畴侧翼而西抵黄河东岸，绵延数千里成为拱卫华北的天然屏障。

管涔山林区范围跨涉宁武、神池、五寨、岢岚、静乐、原平六县(市)，以宁武县为中心，南北长约70 km，东西宽约78 km。管涔山林区由管涔山国有林管理局管辖，下设14个国营林场，1个国家级自然保护区，1个国家级森林公园。国有总面积82 367 hm2，有林地 40 773 hm2[2]。

1.2 地质与地形地貌

管涔山位于鄂尔多斯台地东缘，在漫长的地史演化过程中，由于多次遭受过严重的侵蚀作用而形成了当前的沟壑切割零乱，地势起伏，悬崖峭壁多见的外貌特征。山体呈东北西南走向，整个山区地形中部高、东部低，有土石山区、黄土丘陵区、河川等地貌类型。管涔山系分为管涔山脉和芦芽山脉2大山脉，其中，管涔山脉主峰卧羊场海拔2 606 m；芦芽山脉最高峰为荷叶坪海拔2 783 m，境内地形复杂，垂直高差达1 300 m。芦芽山就是一个高峻的陡壁突峰，但其东西两侧却为平坦的台型山地(荷叶坪和黄草梁)。

1.3 水文特征

管涔山是横贯山西全境的汾河发源地，拥有全国三大高山湖泊之一的天池群落，拥有10多处的高山湖泊个体。在汾河与桑干河分水岭起伏山岗上的宁武天池，池面超过80 hm2，水深十余米，阴霖不溢，阳旱不涸，澄清如镜。最高海拔位于马营海以西山梁北侧的干海子，海拔达到1 894 m。分水岭在马营海西边的山梁，岭南是黄河最大支流，三晋母亲河汾河的东源头，岭北则是桑干河的孕育摇篮，“一山分二水，清泉哺晋京”充分说明了分水岭的地位。

1.4 气候特征

管涔山属温带大陆性季风气候，冬长寒冷，多风干燥，昼夜温差大，四季分明，降雨不均。年均降水量470～500 mm，集中在7-9月，占全年降水量的50%～60%。年均气温6.3 ℃，≥10 ℃的积温2 500 ℃，1月份平均温度-21～-15 ℃，7月平均温度15 ℃ 。年无霜期90～120 d，年蒸发量1 760 mm，年均日照时数2 944 h，年平均风速3. 6 m·s-1。地形复杂，山势走向纵横，地势高差大，因而形成了特殊的气候带和一些特殊的小气候区域：(1)低山温带气候区，海拔1 200～1 500 m的河谷地带，年均气温5～6 ℃，年均降水量500 mm、无霜期120 d；(2)低中山温湿气候区，海拔1 500～1 800 m，年均气温4～5 ℃、降水量520 mm、无霜期110 d；(3)高中山冷湿气候区，海拔1 800～2 500 m，中山陡坡带，年均气温3～4 ℃、降水量600 mm、无霜期100 d；(4)亚高山高寒半湿润气候区，海拔2 500～2 787 m，年均气温2～3 ℃， 年无霜期只有90 d[3]。

1.5 生物多样性特点

管涔山古老而独特的自然条件和生态环境为各种生物提供了物质基础，加上复杂的地形，较大的垂直高差，独特的气候和地质条件为野生动植物的生存繁衍创造了有利条件，蕴育了丰富的野生动植物资源，造就了该地区生物的多样性。

调查统计，区内共有高等植物107科340属599种(含变种)，分别占山西省高等植物科、属、种的54.9%，37.6%，23.9%。其中，裸子植物3科7属8种；被子植物72科274属494种，苔藓植物25科47属75种，蕨类植物7科12属22种和变种[3]。管涔山区地处世界候鸟八大迁徙通道之一的东亚—澳洲迁徙通道上。因此，区内动物种类繁多，高山区有胡秃鹫、虎、狼等；亚高山区有黄梅、柳莺、褐马、豹、麝、狍等；中山区有黑头山雀等；中低山区有红嘴山鸦、石鸡等；低山区有斑嘴鸭等。除丰富的野生动植物资源外，区内的菌类资源也十分丰富，现已查明的大型真菌菌类共有9目28科50属75种。

2 森林资源特点

2.1 森林植被和土壤类型的垂直分布规律

管涔山因地形复杂、地势高差大形成不同的气候区，森林植被和土壤类型也呈现出明显的垂直分布规律。植被至上而下为：亚高山草甸带——针叶林带——针阔叶混交林带——灌草丛及农垦带。森林土壤的形成不仅受气候影响，而且与森林植物和动物残体的分解产物密切相关，因而在不同的气候、不同的植物类型条件下形成了不同的土壤垂直带谱。至上而下为：亚高山草甸土——棕壤——淋溶褐土——褐土性土(栗褐土)，而且，管涔山东西两侧的植被和土壤在海拔高度上略有差异(图1)[3-4]。

图1 管涔山土壤与植被的垂直地带分布

2.2 亚高山草甸带的植被及土壤

亚高山草甸带主要包括西坡2 600 m的荷叶坪、黄草梁等；东坡2 700 m以上的山顶和平台缓坡地带。该地带气候高寒、湿润、多风。

植被为亚高山草甸，草丛低矮(5～8 cm)，结构简单，并有草丘发育，总盖度达95%以上，优势种为珠芽寥(Polygonumviviparum)和苔草(Carexsp.)，主要伴生种有有嵩草(Kobresiabeuardii)、兰花棘豆(Oxytropismanshurificinalis)、早熟禾(Poasp.)、华北马先蒿(Pedicularistatarinowii)、 直梗唐松草(Thalictrumalpinumvar. elatum)、雪白委陵菜(Potentillanivea)等。鬼箭锦鸡儿灌丛(Caraganajubata)、金露梅群丛(Potentillafruticosa)点缀于群落中，形成独特的外貌景观。另外，群落中还分布有少量的蒙古葶苈(Drabamongolica)、点地梅(Androsaceumbellata) 、蒲公英(Taraxacummongolicum)、洼瓣花(Lloydiaserotina)、胭脂花(Primulamaximowiczii)等植物。

土壤类型为亚高山草甸土，草丛土丘土壤表层为松软富有弹性的草毡层，其下为深厚的腐殖质层，一般40 cm左右，有机质含量为8% ～ 12%，土体中有明显的锈纹锈斑，没有碳酸钙反应。其它土层较薄，多在20～50 cm之间。

2.3 高中山针叶林带下的植被及土壤

高中山针叶林带主要包括西坡海拔2 100～2 600 m，东坡2 000～2 700 m的较大范围。该区雨量充沛，气候凉爽。

植被类型以天然针叶林为主。乔木主要有华北落叶松(Larixprincipis-rupprechtii)、云杉(Piceaasperata)等，建群种为华北落叶松。灌木优势种为榛子(Corylusheterophylla)，伴生种有山刺梅(Rosadavurica)、高山绣线菊(Spiraeaalpina)等。草本主要有地榆(Sanguisorbaofficinalis)、莎草(Cyperusrotundus)等。

该地带植被茂密，覆盖多在 90% 以上，森林分布比较均匀，林相整齐 , 林分质量好，中、幼龄林居多，是本林区主要林分带，是理想的林业基地， 但由于采伐过量，局部出现了林中空地和原有林地变成疏林地等现象。

针叶林带下的棕壤土棕壤是棕壤土类中的一个典型亚类。棕壤是在冷湿气候和茂密森林植被下经过腐殖质化、弱酸性淋溶脱钙和粘化过程形成的。土壤表层有2～5 cm的枯枝落叶层，其下为 30～60 cm左右的腐殖质层 ，土体较厚，有机质含量高 , 多在6% ～15% 之间，土体淋溶充分，无碳酸钙，呈弱酸性反应。

2.4 针阔混交及灌丛林带下的植被及土壤

针阔混交及灌丛林带主要包括西坡1 800～2 100 m、东坡1 700～2 000 m的海拔范围。该区气候凉爽湿润。

该地带植物分布类型渐多，以针阔混交林为主。乔木以白桦(Betulaplatyphylla)、山杨(Populusdavidiana)、青扦(Piceawilsonii)、油松(Pinustabuliformis)和华北落叶松(Larixprincipis-rupprechtii)为主。灌木以榛子(Corylusheterophylla)、山刺梅(Rosadavurica)、绣线菊(Spiraeasalicifolia)、丁香(Syzygiumaromaticum)、刚毛忍冬(Lonicerahispida)等等为主。草本以莎草等为主，主要伴生种有东方草莓(Fragariaorientalis)、野豌豆(Viciasepium)、假报春(Cortusamatthioli)、糙苏(Phlomisumbrosa)等。覆盖度在75%以上。

该地带上部以棕壤为主，下部以淋溶褐土为主，中间多为交错地带。淋溶褐土是在温和湿润、植被茂密的生物气候条件下，土体上部进行着腐殖质化，土体中进行着比较强烈的淋溶脱钙、粘化淀积过程而形成的。土壤表层有2～4 cm的枯枝落叶层，其下为 20～50 cm腐殖质层，有机质含量较高。下部土壤淋溶较充分，无碳酸钙，呈弱酸性至中性，pH值6.3～7.3，心土层有较明显的粘化淀积层。

2.5 低中山疏林灌丛带下的植被及土壤

低中山疏林灌丛带主要包括西坡1 600～1 800 m、东坡1 500～1 700 m的海拔范围。该区受西北气候影响较大，少雨，但气温渐暖。

该地带的植被特征为疏林灌丛，乔木主要有云杉(Piceaasperata)、油松(Pinustabuliformis)、栎类(Quercus)、桦木(Betula)、山杨(Populusdavidiana)等，灌木主要为三裂绣线菊(Spiraeatrilobata)、河朔莞花(Wikstroemiachamaedaphne)沙棘(Hippophaerhamnoides)等，草本主要有早熟禾(Poasp.)、苔草类(Carexsp.)、蒿类(Artemisiasp.)、香唐松草(Thalictrumfoetidum)、蓝花棘豆(Oxytropiscaerulea)、景天(Sedumsp.)等。

土壤全部为淋溶褐土。该区受西北气候的影响较大，降雨少，加上无序采伐等人为因素，森林分布不均，林相极为不整齐，卫生状况差，出材率低，但土壤养分含量高，土层也较厚。

2.6 低山灌丛及农垦带下的植被、土壤

低山灌丛及农垦带是指西坡海拔1 600 m以下，东坡海拔1 500 m以下的低山丘陵区，该区域干旱少雨，昼夜温差大。西坡被吕梁山脊阻隔，受西北地区的气候影响较大，风蚀、水蚀严重。

此带除农田和水域外，大部分为灌草荒地，其灌丛组成与低中山带相似，人工栽植林木有杨、柳、杏等阔叶树种。西坡自然植被以旱生草灌为主，有酸枣(Ziziphusjujuba)、沙棘(Hippophaerhamnoides)、黄刺梅(Rosaxanthina)和蒿类等，农作物有马铃薯、豆类等。东坡自然植被以沙棘、黄刺梅、白草(Pennisetumcentrasiaticum)等为主，农作物以莜麦、马铃薯、豆类等为主。由于人类活动频繁，植被覆盖度差，东坡覆盖度多在50%以下，西坡仅50%～60%。

西坡土壤类型为栗褐土。栗褐土是褐土向栗钙土过渡的一个土壤类型，由于侵蚀严重，土体发育弱，土壤养分低下，有机质含量多在2%以下，全部强碳酸钙，呈微碱性，pH值在 7.5～8.0之间。土层深厚 , 多在50 cm以上。东坡为褐土性土，侵蚀较严重，土壤发育差，土体淋溶作用弱，全剖面有不同程度的碳酸钙出现，pH值多在7～8之间，荒坡及灌丛地土壤有机质仅1.2%～3.0%，土壤养分低，但土层较厚，多在30 cm以上。

3 讨论与建议

管涔山林区是山西省八大林区之一，是国务院批准的国家级自然保护区，属于黄土高原土石山区的水源涵养、防护和用材林区，全境均处于“三北”防护林系内，是华北地区林相最好的林区，林区森林资源丰富，是华北落叶松的原生地，植被和土壤垂直分布比较明显。研究管涔山森林资源和土壤类型对于准确掌握、有效保护和合理利用管涔山自然资源具有十分重要的作用和意义。

本次调查研究得知，管涔山从低到高存在着不同的气候带类型，也使得植物和土壤形成了明显的垂直分布特点。在不同气候条件和不同种类的森林植被影响下，土壤发育形成了不同类型。在亚高山草甸带下发育着亚高山草甸土，针叶林带下发育着棕壤土，针阔混交林带下发育着淋溶褐土，灌草丛及农垦带下发育着褐土性土和栗褐土。

亚高山草甸带为天然牧场基地，近年来，荷叶坪顶部放牧过度，草地出现了分布不均的块状破坏，极易造成水土流失。建议加强对草场的保护，严禁过量放牧，增强草场的自恢复能力，保持山顶的优美风光。

针叶林带森林分布较均匀，林分质量好，是理想的林业基地。但出现采伐过量，林中空地和原有林地变成疏林地等现象。建议在此区内暂停各种作业，应以涵养水源、保持水土、调节气候、维护生态平衡为主，对现有林加以保护。

针阔混交林带虽然森林分布不均，林相不齐，出材率低，但土壤养分含量高，土层较厚。应因地制宜，对现有林分定向抚育，对一些不良林分及时改造，对灌草丛地进行造林更新，从总体上改善次生林的现状和质量。

低山灌丛及农垦带坡度大，侵蚀严重，建议西坡大部分耕地退耕还林，荒坡在留足牧坡后营造华北落叶松林为主的防护林。建议东坡在留足牧坡的情况下，在坡度较大的坡地大力发展以油松为主的防护用材林。