陈杰,陈苑
广东热带季雨林生态修复及高效栽培技术探讨
陈杰,陈苑
(湛江市三岭山森林公园管理处,广东 湛江 524000)
以广东省湛江市三岭山退化桉树林地作为广东热带季雨林生态修复示范地,从树种选择、造林模式及造林技术等方面探讨热带季雨林生态修复实施后的高效栽培技术,推动雷州半岛生态修复工程,实现雷州半岛及周边区域生物多样性、生态稳定性、景色优美度和经济产出高的多功能经营目标,推进华南沿海生态屏障建设与森林资源培育,使其发挥生态、经济和社会效益。
热带季雨林;生态修复;高效栽培
吴征镒在《中国植被》[1]和《云南植被》[2]中认为热带季雨林分布于热带北缘,森林植被以与热带雨林交错分布的常绿和半常绿热带植被为主,介于热带雨林和亚热带常绿阔叶林的植被类型之间,属于纬向地带性植被;热带季雨林具有周期性干、湿季节变换的特点,其年降雨量偏低,主要在春夏雨季,冬季干旱,从而会形成落叶季相,形成热带特有的季雨林植被类型。热带季雨林在区域性森林生态系统中具有重要意义,对生物多样性保护、水土保持、防风固沙、乡土植物资源利用以及当地生态文明建设发展等发挥着关键作用[3-4]。20世纪50年代来,由于社会现代化的发展,热带季雨林区人口快速增长,人类生活加剧热带季雨林不断被破坏,进而导致当地生态系统退化、动物栖息地破碎化、水土流失严重及生活环境恶化等后果[5-6]。近年来,热带季雨林的研究主要集中在海南和云南[7-8],研究内容包括群落特征、土壤呼吸、光合能力、水分利用等方面[9-11]。但对其退化热带季雨林生态修复研究较少[12]。本文以2016年“广东热带季雨林生态修复技术研究与示范”项目为依据,以广东省湛江市三岭山作为热带季雨林生态修复示范地,对遭受破坏的热带季雨林进行人工干预,修复其森林生态系统,探讨高效栽培技术,实现雷州半岛区域性生态文明建设的目标任务。
三岭山地处雷州半岛北部(21°12′ ~ 21°35′ N,109°30′~ 110°55′ E),北热带海洋性气候特征明显,季风明显,夏季长,夏无酷热,春秋相连,热量资源丰富,年均气温22.8 ~ 23.5℃,年累积温度8 309.2 ~ 8 518.8℃。在中国森林区划中,雷州半岛属北热带森林带的琼雷森林区[13],其植物区系以边缘热带成分为主,属于印度―马来西亚植物区系的热带北缘类型[14],地理位置和气候条件优越。
土壤属于热带砖红壤性土地带,表层为富含铁矿石的沙壤土,底下为粘土,土壤有机物和养分含量低。风化淋溶过程十分强烈,碱金属、碱土金属几乎全部淋失;脱硅作用也很厉害,硅铝率、硅铝铁率均很低,而含铝、铁、钛的氧化物非常丰富,粘土矿物主要为高岭土―三水铝石―赤铁矿。
三岭山植被主要为人工桉树()林和松树()林,桉树生长较差,湿地松()被松材线虫感染几近死亡,植物群落较简单。除三岭山顶及外围保护控制区有几处小面积次生林外,大多是人工栽植的林木,主要有马尾松()、湿地松、加勒比松()、木麻黄()、大叶相思()、窿缘桉()、尾叶桉()等。近年种植了大量外来绿化树种,如:凤凰木()、印度紫檀()、大王椰子()、银桦()、木棉()、非洲楝()等。在山沟较湿润处,保存了乡土杂灌木,如野漆树()、潺槁树()、竹节树()、鸭脚木()、野牡丹()等散生植物。通过对三岭山国家森林公园的植物全面调查统计,有种子植物110科347属477种,乔木53科122属161种,灌木54科139属190种,草本40科98属112种[15]。森林群落结构简单,植被单一,主要为桉树林+芒箕()人工林、鸭脚木+竹节树+芒箕次生林、桉树林+鸭脚木+竹节树+芒箕人工林;土壤酸化板结、水土流失严重;土壤表层为富含铁矿石的沙壤土,深层为高岭土;森林生产力低、乡土植物更新慢,地被逐渐被芒箕侵蚀,表现为森林逆演替。
森林植被类型主要取决于气候和土壤,在广东热带季雨林生态修复中应尽量选择地带性乡土树种[16]。广东热带季雨林雷州半岛附近分布,通过对雷州半岛植被类型进行调查及参考文献记载[17],筛选了适宜三岭山生长的乡土树种。主要有:细叶榕()、高山榕()、黄葛榕()、笔管榕()、大果榕()、见血封喉()、海南菜豆树()、猫尾木()、鸭脚木、幌伞枫()、竹节树、竹柏()、朴树()、山杜英()、枫香()、喜树()、龙眼()、荔枝()、乌墨()、水翁()、樟树()、阴香()、假苹婆()、苹婆()、土沉香()、山乌桕()、乌桕()、土坛树()、海红豆()、南酸枣()、橄榄()、胭脂树()、格木()、短穗鱼尾葵()等。根据树种生态特性和生物特性及生态修复研究又可细分如下:
①耐干旱贫瘠树种:鸭脚木、竹节树、山杜英、乌墨、枫香、乌桕、山乌桕、海红豆、南酸枣、橄榄;
②耐涝树种:细叶榕、高山榕、黄葛榕、笔管榕、大果榕、竹节树、山杜英、海南蒲桃、乌桕、土坛树、土沉香、胭脂树;
③速生树种:海南菜豆树、乌墨、猫尾木、大果榕、喜树、枫香、山乌桕、海红豆、南酸枣、橄榄;
④抗风树种:细叶榕、鸭脚木、朴树、竹节树、山杜英、海南蒲桃、枫香、母生()、乌桕、土坛树。
低效热带季雨林生态修复是因其生态环境恶劣,植被不容易生长更新,立地造林存在困难,在造林选择上必须考虑立地条件与树种特性相互适应,即适地适树原则[18]。根据小生境进行小班造林选择相适宜的树种,造林小班面积因地形、土壤等生态因子而定。高岭土选择耐干旱贫瘠树种,山谷、沼泽等湿地选择耐涝树种,裸露生境选择速生树种,靠南向海面选择抗风树种。
在裸露及山坡水土流失严重生境下,先选择先锋树种种植,尽可能保持水土,更新土壤,使有机质含量增加,为生态系统演替提供更好的生境条件[19]。如砖厂附近挖掘过表层土的裸露地,遗留下来的是富含高岭土的粘土,尽可能选择台湾相思()、大叶相思或马占相思()等相思属树种进行种植,其根系共生根瘤菌能够进行固氮作用增加土壤养分。
保护恢复生境较好的区域,适当进行相应的人工补种,避免机械化施工使原生态系统受到破坏。
真正实现区域性生态文明建设应结合经济和社会效益原则,让社区参与进生态保护活动中。根据文献[20],向低效林中引入乡土树种、珍贵用材树种和非木质产品物种,这三类物种均能增加林分经济产出。引入乡土树种、珍贵树种或非木质产品物种后,次生林每年分别新增2 824.5元·hm-2、6 303元·hm-2和3 903元·hm-2;按照三类林分3:4:3的比例计算,每种林分分别有20、26.7和20 hm2,每年总计新增产值30.26万元,预计到一个经营周期30年时,累计新增产值将达到907.89万元,具有很好的经济效益,不仅为广大农村提供新的就业机会,并且提高人民生活水平和质量,促进当地社会、经济的和谐发展。
本模式根据当地天然林群落结构,恢复地带性植被,为当地或邻近区域提供示范与借鉴。栽种面积为26.67 hm2,栽种地为沟谷至半坡或山脊位置。参考《广东森林》[21]提供的热带季雨林典型群落之一:榕树+海南菜豆树+鸭脚木林,特设计本模式树种为:榕树(细叶榕、高山榕、黄葛榕)+海南菜豆树+鸭脚木(竹柏、鸭脚木、晃伞枫、朴树、山杜英、猫尾木、龙眼、荔枝、海南蒲桃、樟树、阴香、短穗鱼尾葵、大果榕、假苹婆、萍婆、土沉香、母生等)。其中榕树为优势树种,其他为伴生树种。
本模式建设在游览主干道两边的平缓林地上,面积约为3.33 hm2。因示范区位于国家级森林公园内,在保护生态环境的基础上,引入观花观果观叶树种和季相变化明显的树种,提高公园景观效果,增添参观游憩市民的观感。本模式树种设计为:枫香、红花荷()、铁冬青()、红花玉蕊()、五月茶()、山乌桕、乌桕、花叶富贵榕()、罗汉松()、胭脂树、秋枫()、金蒲桃()等。
本模式旨在提高森林公园的森林文化内涵、提升公园森林价值,为当地或邻近区域的热带珍贵树种保育提供示范与借鉴[22]。栽植范围是示范区北面山脊至半坡位置,面积约为3.33 hm2。该模式设计树种为:红锥()、降香黄檀()、檀香()、土沉香、青梅()、坡垒()、具翼龙脑香()、大果紫檀()、南方红豆杉()、见血封喉、铁力木()、桢楠()、闽楠()、浙江楠()、母生、木奶果()、土坛树、格木、海红豆、象牙树()等。
林木疏伐与林地清理的原则是保留林地内所有生长健壮的乡土阔叶乔木树种,在满足种植条件的前提下,尽可能减少因整地措施对原有森林植被造成的破坏。由于本次林分改造工程是在原有森林植被不良的区域施工,所以要特别注意水土保持及原有森林植被保护工作,保护好现有的森林景观和生态环境。林木疏伐与林地清理采用块状整地清理方式,在每一株苗木的种植区域周边清理出2.0 m × 2.0 m的空地,并采伐种植区内所有的枯死木及种植区内胸径小于15 cm的桉树,清理种植区域采伐后的遗留枝条、杂灌和杂草。建议把桉树林分郁闭度疏伐到0.3,且保留的林木均匀分布于林地内,保留种植区之间其他原生植物。清理后的树桩、杂灌及草本不高于10 cm。清除的原木及超过3 cm的枝条全部移出种植区外,小于3 cm的枝条砍成小于1.5 m·段-1,与杂灌及杂草堆放到种植区附近后再挖穴。
4.2.1 造林密度
本次造林密度为1665株·hm-2,目的是尽快恢复其生态及景观功能。
4.2.2 植穴布置
以环山水平线为行,在清理好的种植区内,按株行距2.0 m × 3.0 m布置种植穴。若遇正常生长林木时可因地制宜,灵活变通,但必须保证单位面积的苗木数量。为了最大限度地减少水土流失,上下行间植穴要错位布置,即呈“品”字形,不严格要求成列。在保证单位面积株数的情况下,允许0.5 m的误差。
整地采用反坡状明穴整地,种植穴规格为50 cm × 50 cm × 40 cm。挖穴时,先把表土堆于穴的上方,心土放在穴的两旁,使种植土经过一段时间的阳光照射而充分风化,以改善土壤的物理性状,有利于苗木生长,同时便于穴土回填。
因造林地土壤普遍贫瘠,有机质含量少,回土时要先回表土,并注意把土块打碎、捡出石块,回土至半穴时,施入基肥(每穴施放1.0 kg林木专用肥+0.25 kg挪威复合肥)并与穴土充分混匀,继续回土至略高于穴面备栽。
所有的造林树种均采用1年生苗,高度为1.0 m左右、地径大于0.5 cm,生长健壮,无病虫害的营养袋苗。所有造林苗木必须持有林业主管部门的苗木检验合格证、苗木检疫合格证和苗木产地标签。
为使改造后的景观效果更加突出,树种配植采用带状混交进行,每种树种连续种植1 ~ 2行后更换另一树种。为使混交相对均匀和自然,落叶树种前后行应种植常绿树种,在阳光充足地方种植红花荷等景观功能强的树种,以达到较好的景观效果。
掌握好栽植时机是确保造林成活的关键,栽植宜在雨后的阴天或小雨天栽植。栽植前,备栽苗木必须用水湿透营养土,栽植时先去除营养袋、把苗木种在穴的中间、适当深栽1~3 cm,并扶正苗木,然后把植穴面修筑成70 cm×50 cm反坡状小平台(与山坡成反倾斜),有利于水土保持。
造林后1个月内应及时检查造林成活情况,若成活率低于95%时应及时补植苗木,补苗还可结合次年春第一次抚育进行。造林三年内的苗木成活及保存率达到92%以上。
(1)第一年秋季:3 m种植带内全带砍草、割灌,并铲除苗木周围1.2 m×1.2 m内的杂草。(2)第二年春季:砍除苗木种植带内的杂灌、杂草;种植穴内铲草、松土、修筑70 cm × 50 cm反坡状小平台(含补苗),然后在树冠外缘投影线上坡位或左右两侧挖穴追施进口挪威复合肥0.15 kg·株-1,后覆土。(3)第二年秋季:种植带全带砍草、割灌,并铲除苗木周围1.2m×1.2 m内的杂草。(4)第三年春季:砍除苗木种植带内的杂灌、杂草;种植穴内铲草、松土、修筑70 cm×50 cm反坡状小平台(含补苗),然后在树冠外缘投影线上坡位或左右两侧挖穴追施挪威复合肥0.15 kg·株-1,后覆土。(5)第三年秋季:种植带全带砍草、割灌,并铲除苗木周围1.2 m×1.2 m内的杂草。
林地清理时,砍除通道内1.5 m宽所有生长衰退的桉树及通道上的灌木、杂草,清理后的立木、灌木伐桩不高于5 cm,杂草覆盖度﹤3%。对原通道需要进行填土的地段要做好填方的夯实工作,坡度﹥25°的地段,修筑上落台阶,台阶整体宽与通道相同,步级高修筑15 cm左右,踏脚面宽修筑30 cm左右。经修建后的林道,道内1.0 m宽的路面全部为实土,且道路畅顺,路面相对平整,台阶坚实。道路建设好后,第二、第三年的秋季(9—10月)进行修复,以保证其畅顺。
对生态修复示范地选择固定样地进行生态监测,每个月做好相关数据统计,及时做好林区植物的生长状况调查,评估人为活动对林区的直接或间接影响,分析林区植物生态系统的动态变化。总结评估示范地需要改善的不足之处,再通过制定新的方法和路线来实施,以热带季雨林为最高目标不断完善示范地。
在林地清理及后期苗木抚育过程中尽量保证木材、朽木、腐木及凋落物不被清理出林地,保留土壤养分及肥力,使土壤动物及其他生物有更多的栖息地。当热带季雨林苗木高度达到3 m以上,采取封山育林的方式减少人类活动对苗木的破坏,减少森林碳汇的流失,降低外来物种入侵及病虫害的干扰,保护生态系统的更新及演替。在树种选择上,应更多考虑野生果树树种,能够增加栖息地的食物来源,吸引更多的动物,不断地丰富食物链和食物网,对日后生态系统稳定有着重要的作用。
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Technical Specification for Ecological Restoration and Efficient Cultivation of Tropical Monsoon Rainforest in Guangdong Province
CHEN Jie, CHEN Yuan
()
Taking degraded eucalypt forest land in Sanlingshan of Zhanjiang City, Guangdong province as the demonstration site for ecological restoration of tropical monsoon rain forest in Guangdong Province, this paper discusses the efficient cultivation techniques after ecological restoration of tropical monsoon rain forest from the aspects of tree species selection, afforestation model and afforestation technology. This work was undertaken as part of the ecological restoration project of Leizhou Peninsula. The objectives of this project included: to achieve a multi-functional management goal of high biodiversity, ecological stability, scenic beauty and economic output in Leizhou Peninsula and its surrounding areas, and to promote the construction of ecological barriers and cultivation of forest resources in the coastal areas of South China, so as to bring ecological, economic and social benefits into play.
tropical monsoon rain forest; ecological restoration; efficient cultivation
10.13987/j.cnki.askj.2022.01.010
S728.1
A
广东省林业科技创新项目“广东热带季雨林生态修复技术研究与示范”(2016KJCX031)
陈杰(1990— ),男,博士,工程师,主要从事森林保护及园林引种,E-mail:812242515@qq.com
陈苑(1985— ),女,本科,工程师,主要从事园林绿化及森林保护,E-mail:281827007@qq.com