冀北山地蒙古栎次生林生态修复树种筛选试验研究

周艳伶，朱小薇，杨阳，杨晓菊

(1.承德市滦平国有林场总场，河北 承德 068250；2.承德市可持续发展促进服务中心，河北 承德 067000)

蒙古栎（Quercus mongolica）又称柞树，壳斗科栎属，落叶乔木，广泛分布于我国东北、华北和内蒙古东部等地，是一种具有很高经济和生态价值的树种[1]，其木制品、果实、枝干、叶均可利用，具有较高的经济价值；其根系发达，抗干旱耐瘠薄，防风固土保水的作用是其他树种不可替代的，具有较高的生态价值，现已被列为国家二级保护树种[2]。蒙古栎在冀北山地形成大面积的次生林，是本区天然次生林中分布最为广泛的林分类型。

承德市滦平国有林场天然蒙古栎次生林10 470 hm2，其种群结构和生态功能不断退化，多以中、幼林龄为主，林分密度大、生长缓慢、生产力低下，平均立木单位蓄积41.41 m3/hm2，低于全国天然栎类平均立木单位蓄积79.56 m3/hm2[3]。蒙古栎乔木林年蓄积生长量31 654.521 m3，单位蓄积平均生长量3.024 m3/hm2，高于河北省平均蓄积生长量1.75 m3/hm2[3]。据统计，滦平总场有轻度退化的天然蒙古栎次生林314 hm2[4]，期望通过树种组成、龄组、密度、空间结构的调整把蒙古栎纯林培育成多树种异龄复层的混交林，以满足持续经营永续利用的要求[5]。为此，开展蒙古栎退化林生态修复非常必要，选择好生态修复树种尤为重要。本研究于2016年在天然蒙古栎次生林下开展了5个树种的造林试验，以期为蒙古栎次生林生态修复造林树种的选择提供实践依据。

1 研究区概况

研究区位于河北省承德市滦平县，属冀北燕山山脉中段，本区气候属中温带向暖温带过渡的半湿润半干旱大陆性季风型山地气候，春秋两季温和晴朗，季风较强，夏季炎热，冬季寒冷。年平均气温7.5℃～8.3℃，年降水量464～670 mm，降水的季节变化明显，6月—8月降水量占全年降水量的65%～75%。本区土壤随海拔高度变化，由低而高的变化为草甸土—褐土—棕壤，以褐土、棕壤为主，土壤表层有机质含量丰富[4]。本区属华北植物区系，植被类型属我国东部湿润森林区温湿带半旱生落叶阔叶林。

2 材料与方法

2.1 试验材料与试验地立地条件

以适应性强、耐干旱、水土保持能力强等为主要考虑因素，选择油松（Pinus tabuliformis）、云杉（Picea asperata）、五角枫（Acer mono Maxim）、黄檗（Phellodendron amurense）及紫椴（Tilia amurensis）5个树种作为参试树种，同一树种苗木规格要求基本一致，造林试验于2016年春季进行。试验地选择在拉海岭林场、于营子林场轻度退化的天然蒙古栎次生林，优势树种为蒙古栎，伴有山杨（Populus davidiana）、白桦（Betula platyphylla）等树种，郁闭度0.4～0.5，其林分材积生长率较同类立地条件下天然蒙古栎林平均水平低，且天然更新情况较差，有少量幼树或无幼树萌生[5]。造林区域坡度10°～16°，坡向为阴坡，土层厚度在40～50 cm，海拔为600～900 m。各造林立地条件见表1。

2.2 方法

2.2.1 试验地试验设计与造林

根据试验地的立地条件和试验树种的生物学特性，设定栽植密度、苗木规格。造林前首先对试验地进行林地清理，对乔木层进行适度疏伐，伐除无培育前途的林木、枯死木及濒死木。按照设计精细整地、造林，造林后适时开展抚育。试验地试验造林设计见表2。

表2 试验地试验造林设计Tab.2 The bxperimental silvicultural design of the test site

2.2.2 试验地生长调查

采用随机样地法对林分和试验树种的生长情况进行调查，共做样地10块，每块0.02 hm2，共计0.2 hm2。定期调查幼树成活率、保存率和生长情况。于种植后4个月（2016年9月—10月）时调查幼树成活率；于2021年3月调查幼树保存率及各树种的苗高和地径。

3 试验结果及对比分析

3.1 试验树种造林成活率与保存率

由表3对5个试验树种的成活率和保存率统计结果可知，种植4个月后，各树种成活率均在90%以上。种植5年（2021年）后，各树种的保存率排序为：油松＞紫椴＞五角枫＞云杉＞黄檗，其中，油松、紫椴、五角枫保存率皆在90%以上，云杉保存率稍低，黄檗的保存率最低，为35.5%。该结果表明，黄檗较其他树种不适宜在蒙古栎林下栽植[6]。

表3 试验地造林树种成活率与保存率Tab.3 The survival and retention rates of tree species planted in the test site

3.2 试验树种生长情况

调查分析6块试验地5个树种造林5年后的株高和地径生长量，结果见表4，表4表明，各树种的株高、地径均有不同程度的生长量。从株高生长情况看，五角枫平均株高达89 cm，株高年平均生长量17.8 cm；油松平均株高为103 cm，年株高平均生长量12.6 cm；紫椴平均株高为57.1 cm，年株高平均生长量6.4 cm；云杉两块样地平均株高为40.5 cm，年株高平均生长量4.1 cm；黄檗生长5年后的植株仍低于原造林苗木高度，有较大程度的抽梢现象发生[7]。各树种株高年平均生长量由高到低的排序为：五角枫＞油松＞紫椴＞云杉＞黄檗。从地径生长情况看，油松地径达1.6 cm，其年平均生长量为0.22 cm，明显高于其他树种，紫椴地径年平均生长量为0.14 cm，云杉两块样地地径年平均生长量0.07 cm。除油松、紫椴外，其他树种地径年平均生长量均在0.1 cm以下，无明显差异。

根据株高和地径年平均生长量，说明油松在蒙古栎次生林下具有很好的生长潜力。

表4 试验地造林树种生长量Tab.4 The growth of afforestation species in the test site

4 结语

由于立地条件、林分密度等因素的影响，适宜树种选择是蒙古栎次生林生态修复造林的基础和关键。在造林试验中，云杉在两块不同密度的试验地内保存率均不高，地径和株高都有不同程度的生长，但云杉在稀疏的林分中生长较快，建议选择低密度的林分栽植云杉，以提高其生长量。综合造林树种的株高生长、地径生长及其保存率，本研究认为，油松、紫椴保存率高，生长较快，是蒙古栎次生林生态修复造林的优良树种；五角枫虽地径生长缓慢，但耐荫、耐寒，保存率高，可作为蒙古栎林下造林备选树种；云杉在稀疏的林分中生长较快，说明其也可以作为退化蒙古栎林的备选针叶造林树种；黄檗幼年对低温冻害较为敏感，易受冻害，霜冻使黄檗嫩梢在霜期冻死，抽梢现象严重，导致生长缓慢或者干形不良，另外也可能存在种间竞争[7]，故黄檗不适宜在蒙古栎次生林下栽植。

在蒙古栎次生林下5个树种造林试验中，通过对其株高生长、地径生长、保存率等指标的调查，综合以上试验结果分析，油松、紫椴是蒙古栎次生林生态修复的首选优良树种；云杉树高和地径均低于油松、紫椴，但其年生长量逐年增长，具有较大的生长潜力，五角枫地径生长缓慢，但高生长快，故五角枫、云杉可作为备选树种；综合保存率、株高和地径生长量看，黄檗不适宜在蒙古栎林下造林。5个树种的生长状况有待进一步观测，可进一步开展蒙古栎林下其他树种的造林试验，培育多树种混交的复层异龄林，构建健康稳定的森林生态系统。