红松种群扩散林营建技术研究

叶林 李巍巍 于添

摘要：  通过向次生林引入红松种群扩散林，对目标林分形成持续的红松种源供给，建立红松种群及阔叶红松林生态系统恢复的高效、低碳有效途径和长效机制。次生林红松天然更新受林分平均胸径和林分密度的显著影响，松鼠搬运松塔的活动主要集中在半径120～160 m范围。实现红松种群700株/hm2的恢复目标，需要红松种群扩散林的密度是74株/hm2，红松种群扩散林的面积约为目标林分面积的18.5％。

关键词：  红松；  天然更新；  种群扩散林

中图分类号：   S 718. 54               文献标识码：   A                文章编号：１００1 － 9499（２０23）02 － 0006 － 04

Research of Construction Technology of the Forest

of Korean pine Population Diffusion

YE Lin1 Liweiwei1 Yutian2（1.  Yichun Branch of Heilongjiang Academy of Forestry，  Heilongjiang Yichun 153000;  2.  Yichun Vocational College，  Heilongjiang Yichun 153000）

Abstract By introducing the forest of Korean pine population diffusion into secondary forest，a continuous germplasm source supply of Korean pine was formed for the Target Tree Stand. To establish an efficient， low-carbon and long-term mechanism for the restoration of Korean pine population and broadleaved Korean pine forest ecosystem.The natural regeneration of Korean pine in secondary forest was significantly affected by forest stand average DBH and forest stand density. Squirrels carry pine towers within a radius of 120 m to 160 m. To achieve the recovery target of 700 plants/hm2 of Korean pine  population. The density of the forest that requires the forest of the Korean pine population diffusion is 74 plants/hm2. The area of the forest of Korean pine population  diffusion is about 18.5% of the target forest stand.

Key words Korean pine; natural regeneration; the forest of population diffusion

次生林中紅松种群数量极度缺乏，是制约阔叶红松林生态系统恢复的瓶颈[ 1 ]。我国老一辈林学家和林业工作者在研究及实践的基础上提出了“栽针保阔”的经营思想[ 2 - 3 ]，在东北林区得到普及，广泛进行次生林下红松更新造林作业。但该技术在应用实践过程中由于现实林分的现状和所采用经营措施不同，所取得的效果差距显著、良莠不齐。目前，栽针保阔在植苗造林完成幼林抚育后的经营管理还处于研究试验中[ 4 - 6 ]，栽针保阔经营途径具有其自身特定的工艺系统，要求在实施过程中严格遵循操作要求，同时也应根据实际情况加以修正和补充[ 7 ]。而多年造林累积需要透光抚育林分面积的底数及相应的工作量是巨大的，现实生产完全满足是不现实的。黑龙江省林业科学院伊春分院对缺乏后续透光抚育措施的红松次生林内更新造林地进行调查，造林13年后的保存率仅有8%～26.8%[ 8 ]，形成社会资源的巨大浪费。

本文利用红松天然更新必须依赖红松种子“扩散者”的分散贮藏行为才能完成散播的特点[ 9 - 12 ]，对次生林引入红松种源扩散林，集中有限的人力资源经营种源扩散林，加速生长、提早结实，为次生林提供持续的天然下种种源供给，模仿自然等待红松天然更新与次生林生长演替过程形成有效契合。避开传统的红松人工更新造林成本高、培育周期长、保存率低的弊端，探索红松种群恢复及阔叶红松林生态系统恢复的高效、低碳有效途径和长效机制。

1 研究区概况

伊春市位于黑龙江省东北部，地处127°37′～

130°46′E， 46°28′～ 49°26′N。属北温带大陆性季风气候，年平均气温-1～1 ℃，最冷为1月份，气温-20～-25 ℃；最热为7月份，气温20～21 ℃；极端最高气温35 ℃；全年≥10 ℃活动积温1 800～   2 400 ℃。无霜期90～120天。年平均日照数2 355～

2 400 h，年降雨量550～670 mm，多集中在夏季。干湿指数1.13～0.92，属湿润地区。伊春地貌特征为“八山半水半草一分田”，整个地势西北高、东南低，南部地势较陡，中部较缓，北部较平坦，海拔高度平均600 m。境内千米以上高峰77座，最高山为平顶山，海拔1 423 m。伊春林区经营总面积382.4万hm2，有林地面积318.7万hm2，森林覆被率83.4%，山地土壤以暗棕壤为主。

2 研究方法

2. 1 红松种群扩散规律研究

将天然次生林中已结实的小面积红松人工林为扩散种源，以扩散种源为中心向坡上、坡下及左右两侧延伸设立调查样带，样带延至距扩散种源500～1 000 m，样带宽20 m。在样带内每隔50 m或林型变化建立一个20 m×20 m的样地。样地调查内容：种源距离、林型、坡向、坡位、针叶树数量、灌丛类型、灌丛平均高度、盖度、林分密度、平均胸径、松塔塔核数量、红松天然更新幼苗数量、红松幼苗的苗高和年龄等。以样地红松天然更新幼苗数为因变量，样地松塔塔核数量、种源距离、林分密度、林分平均胸径等样地调查因子为自变量，用统计软件spss18进行多元线性回归分析。

2. 2 种群扩散数量估算

调查统计红松人工林结实母树数量和天然更新幼苗数，估算种群扩散林对母树的数量要求。

2. 3 种群扩散范围调查

采用定点投放有标记的松塔（松塔的两端喷油漆），结合红外相机监测寻找被松鼠移走并丢弃的塔核，观测松鼠搬运松榙的方向和范围，以确定红松种群扩散及播种的距离和范围。

3 结果与分析

3. 1 红松天然更新回归模型分析

以F检验概率危险率≤0.05为入选标准、危险率≥0.1为剔除标准，进行多元线性逐步回归，建立红松天然更新回归模型，入选的因变量只有林分密度和平均胸径。

回归模型方差分析显示（表1）：F=112.52，显著性概率Sig.=0.000<0.05，证明次生林内红松天然更新幼苗数量与林分密度和平均胸径相关极显著。

由表2可知，数量化模型的计算结果显示，次生林内红松天然更新幼苗数量与林分密度和平均胸径均呈正相关。在有红松种源的情况下，次生林林分密度和平均胸径是制约林内红松天然更新的主要因子。红松更新幼苗数回归方程：

M=-251.414+0.158N+7.63D（1）

式中，M为样地天然更新幼苗数；N为林分密度；D为林分平均胸径。

紅松的天然更新完全依赖以松鼠为主的红松种子“扩散者（捕食者）”的分散贮食习性。松鼠喜欢在林分密度和郁闭较大的林内活动，在胸径较大的针叶树上筑巢，并主要在其巢树周围的林地贮藏食物。林分密度、郁闭度较大的林分，其林下的灌木和草本较稀疏，便于松鼠在地面活动，观察四周环境并及时发现天敌；大树的树冠庞大，可以给松鼠提供较大的活动和逃逸空间。另一方面，较大的林分密度和郁闭度，抑制林分灌木和草本的旺盛发育，同样也为红松天然更新幼苗的存活提供了必要条件，成为次生林内红松更新幼苗能够存活下来的关键因子。

3. 2 红松种群扩散林数量指标

由表3统计显示，红松人工林样地调查结实红松母树数量平均为12.7株，相对产生的红松天然更新幼苗118.7株。以恢复阔叶红松林生态系统红松种群700株/hm2的数量指标[ 1 ]为目标，换算红松种群扩散林需要的母树数量为74株/hm2。如按造林5 m×5 m株行距计算，种群扩散林面积约占目标次生林面积的18.5%。

3. 3 松鼠扩散松籽范围研究

红外相机观测及松鼠丢弃的塔核分布显示，松鼠在比较陡的山坡（坡度>15°）倾向于沿等高线水平及向坡下方向搬运松塔，水平移动的范围平均120 m，向坡下的移动范围平均160 m。松塔投放观测，以松塔源点向左右各120 m和下方160 m，面积240 m×160 m的范围内，找到投放后被松鼠搬运丢弃78.5%的松塔塔核。

4 讨 论

4. 1 红松种群扩散目标林分选择

次生林林分因子中，林分密度和平均胸径控制林分的总体郁闭度，从而决定林冠下太阳辐射的强度，形成对灌木层、草本层盖度和疏密程度的控制和影响，成为影响红松天然更新的限制因子；林分平均胸径，在生物学上的意义代表的是次生林的演替成熟度，平均胸径越大，次生林的生长演替成熟度越高，所形成树冠层的透光率越适合红松幼苗生存的生境条件，并可能在未来红松幼树达到演替层需要更多的光照条件时枯死并形成林隙，形成红松更新苗木的生长与次生林演替过程相契合。可以用林分密度和平均胸径指标来选择次生林，以确保红松种群扩散的效果。

以次生林天然更新红松幼苗数700株/hm2为期望值，换算样地更新幼苗数M=400（m2）×700（株/hm2）/10 000（m2）=28（株），代入公式（1）计算为目标林分的林分胸径所对应最低的林分密度：

N=（28+251.414-7.63D）/0.158（2）

式中，N为林分密度；D为林分平均胸径。

以式（2）计算红松种群扩散目标林分应满足的林分密度要求（表4）。

表4的对应数据表明，在有红松母树的条件下，平均胸径12 cm的次生林当林分密度达到1 189株/hm2以上时，林内的环境因子才能达到适合红松种群扩散的需求。

4. 2 红松种群扩散林营建模式

（1）目标林分选择及规划

红松种群扩散的目标林分应符合表4对林分密度的要求。种群扩散林的面积为目标林分面积的18.5%（74株/hm2），一般为0.2～1.0 hm2，种群扩散林单元之间距离160～240 m。可结合红松坚果经济林的建立营建种群扩散林，目标次生林旁的疏林地和废弃的木耳栽培地是较好的种群扩散林造林地块，在目标林分中应选择灌木植被生长密集的大林隙下斑块状造林。

（2）清林、整地、植苗

应采用带状清林（割2 m留3 m），清除带内灌木、小乔木和杂草，保留针叶树种、珍贵阔叶树种（三大硬阔、山槐、紫椴等）的幼树、经济树种（五味子、刺五加、刺嫩芽、山葡萄、獼猴桃、刺玫果、蓝靛果忍冬等）。割灌茬高≤10 cm，割除物顺带落地堆放于保留带边缘。整地株行距5 m×5 m，植苗点应避开云冷杉等针叶树的树冠下方。造林苗木应采用经过选优的红松本砧嫁接苗，可选用J4-2、J5-2或苗龄更长的嫁接苗。

（3）幼林抚育

幼林抚育年限应为5年，第1年镐抚1次、刀抚1次；第2～4年每年刀抚2次；第5年刀抚1次。造林8年后应进行透光抚育，调整种群扩散林上方林冠郁闭度0.3～0.5，抚育间隔期8年。

参考文献

［1］ 叶林，  周建宇，  张巍，  等.  阔叶红松林生态系统近自然恢复技术研究［Z］.  国家科技成果.

［2］ 周晓峰.  红松阔叶林的恢复途径—栽针保阔［J］.  东北林学院学报（增刊），  1982.

［3］ 陈大珂，  周晓峰.  黑龙江省天然次生林研究（I）—栽针保阔的经营途径［J］.  东北林学院学报，  1984（4）.

［4］ 张群，  范少辉，  沈海龙.  红松混交林中红松幼树生长环境的研究进展及展望［J］.  林业科学，  2003， 16（2）： 216 - 224.

［5］ 韩阳瑞，  牟长城，  张晓亮.  透光抚育对“栽针保阔”红松林中红松生长过程的影响［J］.  安徽农业科学，  2014， 42（8）.

［6］ 范竹华，  郑泽玉，  崔乐玖.  次生林下红松幼树的最佳生长条件［J］.  华东森林经理，  2002， 16（2）.

［7］ 孙洪志，  张杰，  石丽艳.  次生林改造中栽针保阔途径的工艺过程及效果分析［J］.  森林工程，  2004（1）.

［8］ 叶林，  李巍巍，  于添，  等.  次生林栽针保阔效果影响因子控讨［J］.  林业科技，  2023， 48（1）.

［9］ 鲁行虎.  星鸦的贮食行为及其对红松种子的传播作用［J］.  动物学报，  2002， 48 （3）： 317 - 321.

［10］ 鲁行虎.  动物与红松天然更新关系的研究综述［J］.  生态学杂志，  2003， 22（1）： 49 - 53.

［11］ 宗诚.  凉水自然保护区贮食动物对红松种子的捕食与贮藏［D］.  哈尔滨：  东北林业大学博士学位论文，  2008.

［12］ 戎可.  松鼠越冬生存策略及其对红松天然更新的影响［D］.  哈尔滨：  东北林业大学博士学位论文，  2009.