承德市滦平国有林场总场蒙古栎次生林生长状况

张 娣，张云龙，雒雅婧

（承德市滦平国有林场总场，河北滦平 068250）

蒙古栎（Quercus mongolicaFisch.ex Ledeb.）属壳斗科栎属阔叶高大乔木，又称蒙古柞、柞树，是我国东北、华北山地森林的主要建群树种，是我国天然林中的重要树种。蒙古栎在我国森林资源中占有十分重要的地位，在建筑用材、生态修复和绿化环境等方面发挥着重要的作用[1-3]。蒙古栎次生林是河北省承德市范围内分布最广泛的天然森林类型，在生态防护方面发挥着不可替代的功能，但由于现存蒙古栎林全部为多代萌生的矮林，均为皆伐后萌生的同龄单层纯林，普遍存在林分密度疏密不均、林木分级严重和早衰、生长不良及更新演替进展缓慢等问题，在很大程度上制约了其经济产出和生态服务功能的发挥。

陈柏华等对承德市承德县五道河林场的天然柞树林分结构进行分析，结果表明，柞树林的直径分布符合对数正态分布和伽玛分布[4]。费滕等对辽东山区柞园柞树生物量及形态特征的研究结果表明：各柞树树枝、叶生物量都随着枝龄的增长而增加，增加幅度又因树种和环境条件而有所区别；轮伐周期内，柞树株高、地径、叶面积指数、冠幅与枝龄呈正相关[5]。王超等对燕山地区栎林的经营措施进行了总结归纳，为燕山地区蒙古栎天然次生林的经营发展提供了方向[6]。本文对不同生长发育状况的蒙古栎次生林进行调查研究，为林业生态建设培育出优质森林提供依据，对提升承德市及京津冀地区的林业生态建设水平及保障生态安全具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 研究地概况

以承德市滦平国有林场总场内蒙古栎次生林为研究对象，采取样地调查的方式对蒙古栎次生林的生长状况进行调查和评价分析。该研究区属燕山中段山脉，潮河中上游和滦河中上游，地势南高北低，平均海拔约560 m，属中温带向暖温带过渡、半干旱半湿润大陆性季风气候。地带性植被以暖温带落叶阔叶林为主，栎林是其中成林面积最大的天然树种，蒙古栎在滦平国有林场总场内有较大面积分布，常伴生有油松（Pinus tabuliformisCarr.）、椴树（Tilia tuanSzyszyl.）、山杨（Populus davidianaDode）、胡桃楸（Juglans mandshuricaMaxim.）、侧柏[Platycladus orientalis（L.）Franco]等[7-8]。

1.2 调查方法

1.2.1 林分因子调查

采用样地法调查，沿斜山中心对角线或之字形方向随机布设样地，样地长50 m（垂直投影长度）、宽4 m。在承德市滦平国有林场总场所属的2757 个小班的蒙古栎次生林内布设样地7853 个（样地数量按不小于小班面积的1.5%确定），样地面积157.06 hm2。对样地进行每木检尺，调查其树种组成、林分密度、胸径、树高、郁闭度、枯死木等，计算平均胸径、小班蓄积量、碳储量。

乔木层碳汇量计算公式为：

式中：C乔木层为乔木层碳汇量，t；V乔木层为乔木树种的蓄积量，m3；BEF为生物量转换因子；ρ为乔木树种的木材密度，g/cm3；P为乔木树种的全树加权平均含碳率，%。

灌木、枯落物和草本的碳汇量计算公式为：

式中：C灌、枯、草为灌木、枯落物和草本的碳汇量，t；S为灌木、枯落物和草本林地的面积，hm2；W为灌木、枯落物和草本林地的单位面积生物量，t；P为灌木、枯落物和草本的加权平均含碳率，%。

1.2.2 生长量调查

采用随机布设标准地的方式，利用罗盘仪测角，50 m 钢卷尺测距（在坡度＞5°时改算为水平距离），测线闭合差不超过1/200，设置的标准地为正方形或矩形，共设24 块，每块面积667 m2，共计16008 m2。

在标准地内进行每木检尺，计算平均胸径，确定解析木，通过解析木内业整理，确定树种年龄、各龄阶树高、直径，计算各龄阶材积、生长率及生长量。

利用普雷斯特公式计算2015—2019 年檬古栎的材积生长率，计算公式为：

式中：Pn指n年间的平均生长率，%；ya和ya-n指a年和a-n年林木的单位面积蓄积量，m3；n为间隔期长度，取5 年。

1.3 林分质量评价

从植被覆盖、森林结构、森林生产力、森林健康、森林灾害等方面，选取17 个指标，对这些指标数量化和等级划分后，依据数量化理论I 对每个评价指标因子各等级进行赋值，采用层次分析法和专家咨询法（特尔菲法）确定评价指标因子权重。根据每个评价指标因子的权重值与等级分值进行加权计算求和，计算出乔木林质量指数EEQ（0～1），计算公式为：

式中：Vi为各指标评分值（0～10）；Wi为各指标的权重（0～1）。

根据乔木林质量指数，参考《森林资源连续清查技术规程》（GB/T 38590—2020）将乔木林质量分为好（EEQ＞0.7）、中（0.5 ＜EEQ＜0.7）、差（EEQ＜0.5）3 个等级。

2 结果与分析

2.1 样地调查

2.1.1 林分因子

通过2019 年的调查可知，滦平国有林场总场研究区优势树种为蒙古栎的林地面积为10470.74 hm2，林木蓄积为433548.29 m3。如表1 所示，蒙古栎次生林的单位蓄积量为41.41 m3·hm-2。通过对蒙古栎解析木的分析，该区蒙古栎的林龄为8～53 年，每公顷加权平均株数1455 株，加权平均郁闭度0.7，加权平均胸径9.0 cm，加权平均树高5.8 m。枯死木80956 株，枯死木密度为7.7 株·hm-2。

表1 林分因子调查统计表

本次调查结果显示，研究区内的蒙古栎次生林的总碳储量238724.9 t，单位碳汇22.80 t·hm-2。其中：乔木层碳汇储量166112.32 t，占总碳储量的69.58%；灌木层碳汇储量24262.86 t，占总碳储量的10.16%；草本层碳汇储量4920.77 t，占总碳储量的2.06%；枯落物碳汇储量43428.95 t，占总碳储量的18.19%。本研究区的蒙古栎次生林蒙古栎单位碳汇低于中国森林碳汇平均值（91.75 t·hm-2），远低于全球中高纬度地区157.81 t·hm-2的平均水平[9]。

由表2 可知，本研究区的蒙古栎次生林以幼龄林为主，幼龄林面积、蓄积量、乔木碳汇量占比均在98%以上。对蒙古栎次生林的研究应以幼龄林为主，进而对下一个龄级展开研究。

表2 蒙古栎次生林龄组面积、蓄积量及乔木碳汇量统计表

2.1.2 生长量

本研究区的蒙古栎次生林以幼龄林为主，所以选取蒙古栎幼龄林作为生长量的研究对象。通过对调查数据的分析和计算得出该研究区蒙古栎次生林2019 年蓄积生长量为31654.521 m3，单位蓄积年平均生长量为3.02 m3·hm-2。由图1 可知，蒙古栎幼龄林的树高、胸径和材积的生长率在10～30年整体呈下降的趋势，尤其是在10～15 年下降的趋势最明显，针对该时期蒙古栎次生林采取相应的经营管理措施，可以更好地促进蒙古栎的生长发育，为营造健康和高质量的蒙古栎次生林提供更科学合理的理论和实践基础[10-11]。

图1 蒙古栎平均生长率曲线

2.2 蒙古栎次生林质量评价

根据林分森林质量评价指标建议框架部分核心指标和公益林森林质量评价指标体系对蒙古栎次生林生长状况进行评价分析，结果见表3。

2.2.1 森林质量

2015—2019 年，蒙古栎次生林的单位蓄积量从19.14 m3·hm-2增长到41.41 m3·hm-2，增加22.27 m3·hm-2；加权平均郁闭度从0.65 增长到0.70，增加0.05；加权平均胸径从8.2 cm 增长到9.0 cm，增加0.8 cm；蒙古栎乔木碳汇量从9.66 t·hm-2增长到15.86 t·hm-2，增加6.2 t·hm-2；单位蓄积量和碳汇量有所增加，但森林质量整体较差。

2.2.2 龄组结构

由表2 可知，现有蒙古栎次生林各龄组中幼龄林占99.18%，占比大且均为单层林，林分龄组结构简单，不利于蒙古栎次生林的高质量发展。

2.2.3 生长发育状况

由表3可知，蒙古栎林质量指数EEQ=5.91/17≈0.34，林分质量较差。该区受不同的立地条件和气候等原因的影响，造成蒙古栎次生林林木普遍生长不良，目前部分立地条件较差的蒙古栎次生林基本已退化成典型的低质林。这与王超等人的调查研究结果基本一致[6]。

表3 蒙古栎次生林调查结果、质量评定情况统计表

续表3

3 结论与讨论

本研究区蒙古栎次生林以幼龄林为主，森林质量整体处于较差水平，10～15 年生长量下降的趋势最为明显，龄组结构简单，有待通过抚育经营，使其生长量和固碳能力得到提高。同时，应按多功能经营兼用林中的生态服务为主导功能的兼用林来制订蒙古栎次生林的经营措施[12]。

原国家林业局编制的《全国森林经营规划（2016—2050）》的有关规划和侯元兆等编写的《栎类经营》的相关内容也表明，应加强对幼林的抚育经营，以修复生态环境、构建生态屏障为主要经营目的，围绕增强森林生态功能开展经营活动，营造多功能森林[9-12]。对蒙古栎低质退化林可采用单株木择伐作业或以目标树经营为架构的全林经营进行改造，以达到提高森林质量、增强生态功能、提升木材品质和价值的经营目的。张海峰等针对林分和龄组结构简单现象，提出可通过树种组成、林龄、密度、空间结构的调整，将蒙古栎纯林培育成以蒙古栎为优势树种的多树种、异龄、复层的阔叶混交林和针阔混交林，以满足可持续经营与永续利用的要求[13]。

通过对本研究区的调查研究得知，伴生树种主要有侧柏、油松、椴树属、五角枫、核桃楸、青檀、鹅耳枥和白蜡等，因而可根据适地适树的原则，以伴生树种的生物学习性和不同的立地条件等选择适宜的树种，科学合理地规划设计，以营造蒙古栎为优势树种的多树种、异龄、复层的阔叶混交林或针阔混交林，进而提升本研究区的森林质量和生态服务功能。