闫 鹤
北京市大兴区林业保护站,北京 102600
大兴区林场建于1962 年,位于北京市西南部的永定河畔左堤路两侧,距市区42 km,距北京大兴国际机场8 km,距机场回迁区4 km,是1949 年以来北京市为加快培育森林资源、保护和改善生态环境而陆续建立起来的一批国有生态公益型林场之一,是永定河生态带的核心地带,地理位置重要,生态地位较高,在治理风沙危害、保持水土、涵养水源,提高生态、社会效益等方面发挥着重要作用。
截至2022年,大兴区林场面积239.97 hm2,其中森林面积226.37 hm2(公益林面积118.73 hm2),场部及其他林业基础设施面积13.60 hm2;建有围栏9 600 m,水井21 眼,自动化节水灌溉(滴灌)面积120.68 hm2。林场下辖4 个分区,分别为景家场分区、西麻各庄分区、刘家铺分区和辛庄分区,主要树种有毛白杨、白蜡树、速生杨、刺槐、白皮松、白榆、海棠等,其他树种有油松、三球悬铃木、杜仲、云杉、银杏、金叶榆、金枝国槐等。
大兴区林场主体位于永定河堤外,永定河大兴区段自1980 年起河道一直全年干涸,水资源严重匮乏,是北京市严重缺水地区。林场土壤为永定河多次决口冲击而成的通体砂,保水保肥能力差,有机质含量较低。大兴区林场年平均气温为11.6 ℃,年平均日照时间为2 732 h,年平均降水量为556.4 mm。
大兴区林场从刚开始的在沙岗上栽植单一树种到后来的杨树-刺槐混交,从仅具有单一防风固沙功能到兼具景观效果,到2010 年,相较于异龄复层混交的稳定结构,林场林分还存在诸多问题。
早期大兴区林场的主要树种为毛白杨、速生杨、槐、刺槐等。虽然依托当时的工程项目进行了部分更新改造,增加了油松、云杉、银杏、金叶榆、金枝国槐和白蜡树等树种,但项目体量相对较小,资金投入有限,改造力度不够,大部分地块树种还是以毛白杨、刺槐为主,无法彻底改变林场树种较单一的情况。
大兴区林场大部分林地属于防风固沙公益林,以乔木为主,林分结构简单,景观效果欠佳。经过多年的生长,部分林分已生长为成林、过熟林,林木生长基本停止,部分林木已自然死亡,林相较差,林分碳汇能力显著降低,生态效益显著下降。
大兴区林场立地条件差,砂质土壤有机质含量低、保水保肥能力差,造成林木长势弱,森林结构不稳定,影响林分正常生长。部分林分密度过大,有些已经郁闭,生长空间不足,树干下部枯枝和濒死枝条逐年增多,抗病能力弱,易发春尺蠖、美国白蛾等病虫害。部分林分年生长量低,有的甚至出现负增长。
鉴于林场存在上述问题,从2012年起,北京市大兴区林场以建设生态防护林地、平原生态林管护示范基地为目标,以提升森林质量和优化林场功能为重点,通过实施新一轮百万亩平原造林、异地占补恢复工程、低效林更新改造和推广节水灌溉技术,积极实施造林绿化、林木更新和林相改造工程,遵循因地制宜的原则,合理丰富树种,增加环境保护林等林种,调节林分密度,改善浇水和施肥方式,使上述问题得到了有效解决。
3.1.1 实施平原造林工程
2012—2022 年,大兴区林场累计完成平原造林106.00 hm2,植树6.8 万株,造林成活率达到99%,解决了“有绿色、缺景色”的景观单一、林相单一等问题,森林覆盖率增加了9.65 个百分点,达到89.36%。同时,在机场周边重点区域实施景观生态林工程,增加白皮松、油松、华山松等常绿树种,杜仲、栾、元宝枫、白蜡树、金枝国槐、金叶榆等常绿、彩色适生的乔木树种,以丰富森林景观效果,适应“森林环抱的机场”景观建设要求。
以西麻各庄分区为例,2021 年该分区实施了绿化工程、配套设施建设工程。绿化工程中主要选择乡土植物,新植乔、灌木3 625 株(乔木3 408 株、灌木217 株),地被植物60 465.1 m2。树种搭配方面,常绿乔木1 122 株,落叶乔木2 069 株,亚乔木217 株;苗木共27 种,其中白皮松、华山松、油松等常绿乔木占苗木总量的31%,金枝国槐、金叶榆、无刺刺槐等落叶乔木占苗木总量的57%,山楂、紫叶李、碧桃等亚乔木占苗木总量的6%,黄栌、连翘等灌木占苗木总量的6%。配套设施方面,该分区实施了庭院工程和灌溉工程。其中,庭院工程包括2 m 宽的透水砖园路1 683 m2,混凝土道牙1 866 m 等;灌溉工程包括UPVC 管1 229 m,快速取水阀24 个,水表井3 座,过街套管43 m,电气控制系统1 项等。
3.1.2 实施低效林改造
低效林不存在原生型,可通过调整树种组成,促使林相完整,逐渐形成层次结构完整、功能多样的森林群落,提高林分生态防护效益[1]。
2017 年至今,大兴区林场对林相较差的69.39 hm2林分逐年进行技术改造,种植乔木种类不少于20 种,花灌木不少于30 种,采取的主要方式有补植改造、间伐改造等。
3.1.2.1 补植改造
补植改造方法往往适用于林分郁闭度较小,受到了自然灾害及病虫害的影响,林分组成单一化,对补植技术有较大依赖性的林分改造[2]。例如,在西麻各庄分区适当增加了常绿树种、花灌木等植物,逐渐增加了小乔木及花灌木的种植比例,形成了以常绿和花灌木为特色的春季观花植物片区。在景家场分区增加了油松、白皮松等常绿树种的种植比例,并增加了沙地柏丰富植物层次,同时适当增加了栾、白蜡树、金叶榆等色叶树种,形成了秋冬季观赏植物片区。大兴区林场以不影响林木营养吸收和受光要求为原则,造林密度设定为500~600株/hm2,增加花灌木比例,构建复层林木结构,确保林相较好以上林地面积所占比例达到70%。
3.1.2.2 间伐改造
大兴区林场对郁闭度在0.8 以上的林分进行间伐改造,面积21.94 hm2,间伐对象主要为劣质树、病死木、“小老树”、竞争木,改善了林分卫生状况、生长空间和生长环境,增强了林分自身防病、防虫和防火的能力[3]。林场选择性补植榆树、无刺刺槐等阔叶乡土树种,注重栽植观叶、观花树种,提升了森林景观“颜值”。
3.1.3 推广节水灌溉技术(滴灌)
自2009 年起,大兴区林场与中国林业科学研究院的研究团队开始开展“杨树人工林自动化滴灌高效栽培技术”工作,并于2011 年在大兴区林场永定河故道沙地上建立试验示范基地13.33 hm2。从2016年起,研究团队加入了国家重点研发计划项目“杨树工业资源材高效培育技术研究”,确立了精准灌溉制度、精细施肥制度,构建了“杨树人工林智能精准水肥一体化栽培技术体系”。
通过使用杨树人工林自动化滴灌高效栽培技术,大兴区林场实现了杨树人工林栽培可节水40%以上,灌溉施肥劳动效率可提高至80%,林木生长量可增加至50%,以10 年为运营周期的投资内部收益率提高了5%。根据大兴区林场统计数据,截至2021 年,已在场区其他林地应用了此项技术,自动化节水灌溉(滴灌)面积149.03 hm2,占林区总面积的60%以上。
3.2.1 丰富了树种
林场树种从10余种增加到31种,丰富了林场适宜种植的树种资源。在场区大量种植松树、柏树、榆树等乡土树种,其生命力强,易于繁殖;在靠近公路区域种植冠大、落叶迟、抗污染能力强的杨树、柳树等,美化环境,减少污染;在场区道路两侧种植海棠、玉兰等观赏树种,提高观赏价值,使林间环境休闲优美。植物配植满足生态优先、自然协调原则,通过植被组合,混交度增加,维护了物种多样性,提高了生态效益[4]。
3.2.2 增加了林种
在平原造林等工程项目的推动下,大兴区林场林种从防护林、经济林和少量用材林逐步调整为以环境保护林为主,包括防护林、经济林和用材林的林种构成。环境保护林注重生态效益和景观效果,做到了乔灌木树种、地被植物丰富,形成了“复层、异龄、混交”的近自然地带性植物群落,与地区发展相适应,建设出新旧相容、结构自然、系统稳定的林相结构。
3.2.3 提升了森林景观效果
大兴区林场西麻各庄分区紧邻永定河和左堤路,分区面积占林场总面积的52.18%。2021 年平原造林工程实施后,与原有平原生态林相互交错,集中连片,突出了机场入口形象,与原有林地形成大尺度森林景观。在低效林改造中,通过增加花灌木比例,构建复层林木结构,提高林相较好以上林地面积所占比例,合理配植乔木与花灌木,使林木季相丰富,形成了近自然的森林群落,打造林下景观空间。新铺设道路穿插林间,营造出一种幽静、生态、绿色的林地景观,为周边居民走进森林、体验森林、享受森林提供方便。
3.2.4 提高了林分生长量
一是实施平原造林工程以来,平原生态林管护面积增加37.93 hm2,林场林分几乎都变成了平原生态林,有灌溉系统和较为充足的养护经费,林分生长旺盛,生长量较以前明显增大。地被植物铺设于裸露平地及林空地,不仅提升了观赏价值,同时有效减少了扬尘。二是低效林改造解决了林分密度过大的问题,合理间伐改造调整了树种组成和林分结构,调节了林木个体间矛盾,林内通风透光良好,有利于林木健康生长,稳定林分结构,充分发挥林分的生态防护效益。三是在砂地和滩地等立地条件较差的区域推广应用滴灌技术,单位面积用水量下降,节约了水资源,灌溉用水和生物肥使用效率提高,苗木成活率在95%以上,林分生长量提高。
大兴区林场应按照《北京市大兴区林场森林经营方案(2021—2030)》的要求,坚持“以保为主,生态优先,分类经营,可持续发展”的经营方针,在森林经营方式上突显生态效益和社会效益。此外,林场可结合近几年实施的新一轮百万亩平原造林、异地占补恢复和低效林更新等工程,加大基础设施建设和管护力度,合理调度养护费使用,与区域社会发展规划和重点林业工程相衔接,逐步将林场建设为护佑首都国门的生态防护林地,全面提升森林质量和生物多样性水平。
在保持国有林场生态系统完整性和稳定性的前提下,大兴区林场应以生态文化建设为主,展示永定河悠久的历史文化和大兴区林场几代人努力将荒滩变森林的林场文化,完善自然科普教育设施,开展类型多样的森林节日主题活动,宣传展示文化成果,强化公众参与。
大兴区林场具有安静、舒适、远离喧嚣的特点,未来可探索建立以体现禅意为主,经营森林度假、森林疗养项目为辅的发展模式,适当设置森林露营、森林瑜伽、森林疗养场地,满足市民度假需求,提升林场发展活力,促进人与自然和谐共处。
大兴区林场应坚持自然而然的原则,注重色彩的合理搭配[5]。在机场可视范围内,尽量多展示平原造林地域性景观,营建乔灌木混交型景观林,丰富地被植物,构建复层、异龄、混交的近自然、多绿量的植物群落,提升生态系统稳定性,改善空气质量,突出机场门户区和绿廊形象,持续形成森林环抱、气势宏大、四季常青的景观效果。
根据北京大兴国际机场发展要求,大兴区林场通过森林资源改造提升,推动了整体可持续发展。大兴区林场通过实施平原造林、低效林改造和更新造林,增加树种,丰富林相,提升景观水平,有效解决了林分密度过大、林木生长不良的问题,减少低效林,提升了森林景观效果。但受林木生长速度限制和气候条件制约,林场改造成果需要逐年观测。后期,林场需要加强管理,巩固成果。