王泽民
(山西省太岳山国有林管理青岗坪林场,山西临汾 041000)
近年来,由于人类过度注重经济发展、自然气候变化等多种因素的影响,我国许多地区的森林面临着退化的情况。大量采伐、土壤贫瘠、过度放牧、森林火灾等问题导致了森林生态系统的恶化,亟需采取有效的措施进行修复与提升。林局作为森林资源的管理者和经营者,肩负着恢复退化林的责任。本文以山西省太岳林局青岗坪林场为例,探讨了退化林修复的技术策略,旨在为类似情境下的林木修复工作提供借鉴。
退化林是森林生态系统长期受到不利因素影响后,其生态功能逐渐减弱,植被覆盖度下降,单位面积森林蓄积量下降,生态系统服务能力降低的状态。退化林的形态和程度各异,根据其主要特征和表现,可以分为多种类型,常见的退化林类型包括荒漠化林、沙漠化林、水土流失林等。这些不同类型的退化林在成因、地域和影响等方面存在差异,需要针对性的修复和提升。
退化林的形成与发展是一系列复杂而相互作用的因素的综合结果。这些因素涵盖了人类活动和自然因素,共同塑造了退化林的现状。在了解和分析这些成因时,我们能够更好地理解退化林的演变过程,从而制定针对性的修复策略。
人类活动是导致退化林的主要外因之一。长期以来,人类一味的向大自然索取,导致乱伐、滥砍滥伐等过度的采伐行为。过度采伐不仅削弱了森林的生态平衡,还破坏了植被的自然更新能力。过度放牧也对退化林产生了负面影响,牲畜的过度放牧会破坏地表植被,导致土壤侵蚀和水土流失,最终导致退化林的形成。其次,当林分进入生长成材期,各项防护机能衰退,防护效果降低,便到了更新采伐阶段。由于每年国家给的采伐限额的较少,导致更新采伐滞后,林分进入过熟期后,林木开始生长退化,造成木材容易受到外力作用,成为各种病虫害藏身和侵蚀之地,不仅损害了林木的实际利用价值,防护功能也遭受到一定程度地衰退。
自然因素也在退化林的形成中发挥着重要作用。气候变化是影响退化林的重要因素之一,极端天气事件如干旱、暴雨等可能导致植物生长受阻,使得退化林的形成更加加剧。此外,自然灾害如火灾、风灾、雪灾、病虫害、外来物种入侵等也会破坏森林植被,加速退化的过程[1]。
退化林所呈现出的独特特点,是由一系列因素的相互作用造成的。这些特点包括植被稀疏以及土壤质瘠等现象,这些特征不仅反映了退化林的现状,还对生态系统的恢复产生了重要影响。由于1998 年之前过度的开采天然林,天然林停止采伐之后林局以管护为主,森林植被得到喘息的机会,原来采伐之后的伐桩逐渐萌生,生长,没有得到及时的抚育、修枝、割灌、间伐使得森林逐步退化,水土流失严重,植被稀疏,森林质量不高是退化林的显著特点之一。过度的伐木、过度放牧以及其他不合理的人类活动,破坏了植物群落的结构和功能。植物作为生态系统的基础,对于维持土壤稳定性、水循环和气候调节等方面具有至关重要的作用。植被稀疏导致土壤暴露在外,容易受到风蚀和水蚀的侵害,同时也降低了土壤的保持程度,进一步削弱了植物的生存条件[2]。土壤质瘠也是退化林的一个突出特征。过度的人类活动和自然因素破坏了土壤的结构和养分平衡,导致土壤贫瘠化。土壤是植物生长的基础,其养分含量和保水能力直接影响着植物的生存和生长。贫瘠的土壤容易导致植物养分吸收不足,生长缓慢,甚至死亡。土壤质瘠也使得水分在土壤中的保持能力下降,进一步加剧森林退化。因此,恢复植被覆盖率,提升森林质量成为修复退化林的紧迫任务之一。
筛选符合退化林修复条件的林分结构类型开展野外调查,根据林分起源、树种组成、树木年龄、郁闭度、退化方式、修复方法、立地条件等确定作业小班范围,作业设计小班面积根据规定不大于20hm2;对每个作业小班确定3 个以上GPS 操作点并绘制到带有公里网格的万分之一平板图上,用GPS 校准的万分之一的地形图进行作业小班现地调绘,小班作业面积采用GIS 求算;按《退化防护林林修技术规程》调查记载小班各项主要调查因子:权属、林种、林分起源、树种、郁闭度、胸径、树高、株数、蓄积量、空地面积、立地因子以及灾害情况等,现地确定作业小班边界、修复措施,填写退化林修复小班调查设计表;作业区以小班为单位划分,依据森林资源规划设计调查成果(2019 年二类补充调查数据成果),根据突出重点,规模推进,集中连片的布局原则确定踏查范围,在踏查的基础上,选择符合修复条件的林分以2019 年二类补充调查数据为基础在现场全面踏查的基础上合理区划作业小班,根据区划小班进行现场调查,按照小班实际情况现场设计小班作业区域、修复方式。
外业设计调查采用退化林标准地实测法;以全周期多功能森林经营理论为指导,按《退化防护林修复技术规程》技术要求对标准地内不同林木按生长现状进行分类,即正常木、不良木、枯梢木、濒死木、受害木、枯死木六类,最后进行检尺(起测直径5.0cm),采用实测胸径;树高采用3 株法,填入标准地每木调查表。;郁闭度的调查采用标准地内对角线目测法;林龄通过平均木主干主轮数或查阅资源档案确定;蓄积量测算采用《山西省主要树种立木一元材积表》(山西省标准汇编一),本次调查的杂木硬阔类使用辽东栎材积,软阔类使用山杨材积。
根据作业小班森林资源所处立地条件、分布现状,选择具有典型性、代表性的地段布设标准地,根据相关规程作业标准地面积不小于作业面积1%规定,每个小班至少1 块标准地来确定标准地数量,标准地面积0.067hm2(1 亩),边长25.82m×25.82m,记录标准地中心的GPS 坐标,每个小班拍摄1~2 张反映小班标准地修复前林木生存现状的数字照片,并规范命名保存。
退化林修复和资源保护相结合,多项修复措施并用,既要确保正常林木生长稳定,又要突出修复成效,突出科学经营,保护优先,严格保护好珍稀濒危物种资源。根据不同退化林分现状,采用自然修复与人工恢复相结合方式,综合选用择伐补植修复、抚育修复、封育修复等不同修复方式。高密度林木宜采用疏伐为主;低密度林木以补植为主;中密度以人工促进天然更新为主[3]。
(1)疏伐。①伐除影响林内正常木(Ⅰ级木)生长的干扰树,并对正常木(Ⅰ级木)修枝。②伐除影响林内珍贵树种或天然更新树种生长的枯死木、濒死木、受害木、枯梢木。③在林内选择枯死木、濒死木、受害木相对集中分布的区域,采用群团状伐除枯死木、濒死木、受害木方式,亩均清理出小于25m2的2 个天窗用于林分的修复补植;或结合现有林隙、林中空地,通过间伐枯死木、濒死木、受害木方式,亩均清理出小于25m2天窗2 个用于林分的修复补植。
(2)补植前、母树果实成熟前对天窗、林隙进行预整地。整地方式采用条形整地和鱼鳞坑整地,补植整地规格60cm×50cm×40cm,穴面内要求整细、整透,保持40cm以上虚土层,整后穴面要求外高里低,即外沿做埂,穴面略向内倾,呈反坡形,埂高20cm 左右。人工促进天然更新整地采用水平条形整地,整地规格(50~100cm)×(30~50cm)×(20~30cm),穴面略向内倾,呈反坡形。
(3)补植。根据适地适树、阔中补针原则。设计小班补植树种为油松,苗木采用2-2 苗龄及以上苗木,整地规格60cm×50cm×40cm。对因采用抚育修复类型,经疏伐后形成的林中空地,设计补植株行距1.5m×1.5m。
(4)人工促进天然更新。在树木生长旺盛且干型通直的母树周围,将部分杂草、落叶去除、松动地表土壤,使种子能够顺利落入土壤,促进其落地生根,顺利成长。人工促进天然更新整地采用水平条形整地,整地规格(50~100cm)×(30~50cm)×(20~30cm),穴面略向内倾,呈反坡形。
针对本小班林分多代萌生、林内矮林占比过高的现状,拟通过、疏伐、割灌、定株、修枝等综合作业措施产生林隙,在林隙中通过人工扰动整地以促进天然下种。人工扰动促进天然更新设计采用条状整地方式,从而使得树木种子能够掉落进条带中,为确保更新成效,要求亩均人工促进整地数不少于48 穴。
需要良种壮苗,苗木根系发达,根茎较大,有一定高度,没有人为破坏,树苗发绿、发芽健全。苗龄采用2 年生以上。为保证使苗木成活率,植苗前要必须做好苗木保存,保证苗木的含水率,使得栽植后苗木能够迅速恢复自身能量和增加吸水量,保持苗木水分充足。栽植苗木前如果苗圃地比较干旱,必须首先进行浇灌保持苗木水分,并预防起苗时将苗木根损坏。刚起的苗木容易缺少水分,立即将其放在比较阴凉的地方,打包成捆,及时假植或栽种。裸根苗运苗时要做好包装,保护好苗根及水分;不能远距离拉用,时间不能太长,否则容易造成苗木水分缺失,难以保持苗木的存活率。栽植前,为了减小幼小苗木的水分蒸发,栽植前对一些阔叶树的苗木将其多余的枝叶裁剪。对于一些生长旺盛的树种可以将部分杆支截掉,减少其水分蒸腾。为使苗木尽快恢复根系吸水功能,刺激新芽萌发,可将部分主干裁掉,根部可以沾泥浆,给予水分充足[4]。
封山育林是为了让森林更好的生长,减少动物干扰,在已经实施退化林区域,实行封山育林,禁止牛羊进入等人为的干扰活动,以恢复森林植被。利用围栏和铁丝网将羊群和牛群阻挡到山区之外。通过封育、退化林方式使得森林植被覆盖率增加,物种增多,增强其涵养水源、保持水土的能力,森林发生病虫害的概率降低,林分组成、蓄积得到提升,同时林局管护员和林局森林公安可以联合执法,对不听劝住仍执意进去禁牧区域进行执法管理,确保退化林区域森林资源。
利用现在互联网以及大数据手段,在林局现有森林防火建设的基础上,加强新技术应用,完善多种信息联合作用的森林防火高端配套系统软件,建设森林火险提前预警平台,提高森林火情前瞻性的和时效性。深化与当地气象部门的合作,定期进行火情研判,及时掌握火情突发预警,及时森林火情天气预报,推动森林部门和气象部门联合预警。建设多部门联合防火预警监测体系。综合利用大数据火情监测平台,遥感卫星和气象部门,建成人防加技防的全面手段、同时利用无人机巡查和地面巡护有机结合的全方面多层次跨部门的森林防火预警监测体系。推动全局“智慧应急”建设。综合运用人工智能和云计算等先进技术,开发应用“智慧应急”相关软件、硬件平台,实现全局森林草原防灭火数字化、智能化建设,有效提升我局森林防灭火的综合能力,科学推进全局火情应急管理[5]。
退化林修复应以补植为主,注重对原有树种的保护;保留国家对稀有树种和植物品种;避免由于退化林工作造成原有区域的水土流失,陡坡地段加强保留带设置,应充分保留原生植被,不得乱伐乱砍、超限额采伐;栽植苗木时应采用鱼鳞坑的整地方式,减少对地表植被的破坏,不得利用大规模机械设备,减少因为使用机械而对地表植被进行二次的破坏。
退化林修复区有的树木上搭有鸟巢,应注重对其保护,不准随意破坏鸟巢;遇到有重点保护野生动物栖息地应该绕开其区域,并且设立缓冲带;根据重点保护野生动物生存习性,错开施工时间,减少对重点保护野生动物侵扰;发现退化林修复区内有重点保护野生动物时,采用最低惊扰的方式进行施工作业,避免其生存环境遭到破坏;在有条件的地方,在其修复区内建设“人工鸟巢”“动物驿站”等设施,保护野生动物,维护和提高林局生物多样性。
在退化林修复与森林质量提升技术方面,本文以山西省太岳林局青岗坪林场退化林修复为例,探讨了多种退化林修复方法。通过对退化林的成因与特点进行深入分析,揭示了人类活动和自然因素等的影响,导致植被稀疏、土壤贫瘠等问题。随后,针对这些问题,提出了林局退化林修复小班调查确认标准、作业施工标准及修复措施、工程中苗木使用的注意事项、采用封山育林方式,保护退化林地块、建设森林火险高端预警平台,减少森林火情、对动植物、生物多样性的注意事项等有效修复方法。这些方法旨在重建植被结构、改善森林质量,从而促进退化林的恢复,可以实现退化林地的长期可持续发展,维持生态平衡,创造更好的生态环境。通过这些努力,修复后的退化林地可以持续提供生态、经济和社会效益,实现林局真正意义上的森林质量提升。