促使严重退化油松林地恢复的方法

摘要

本发明公开了一种促使严重退化油松林地恢复的方法，是对因林地严重退化形成的灌木林地、灌草地、荒草地或疏林地，在封育前提下，通过培育油松母树，加上部分人工穴状整地和带状割灌，以及后期的幼苗抚育与管理，促进灌木林地、灌草地、荒草地或疏林地逐步恢复为油松林地的一种近自然恢复方法。本发明的促使严重退化油松林地恢复的方法，可充分利用母树资源，依靠母树自然散种，强化萌生油松幼苗的移植和培育，逐步扩大栽植范围，具有恢复密度合理、造林成本低、容易形成乔灌草复层结构、增加生物多样性、提高生态系统稳定性等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及油松林恢复技术领域，尤其涉及一种促使严重退化油松林地恢复的方法。

背景技术

油松，为松科针叶常绿乔木，浅根性，喜光、耐干旱、抗瘠薄、抗风，有较强适应性和抗逆性，是冀北山地的主要造林树种之一。20世纪50年代开始，冀北地区通过人工造林种植了大量的油松纯林，由于初植密度高、缺乏多树种混交等原因，目前出现了林地生物多样性低、自然更新困难、林木生长缓慢、抗病虫害能力差等系列问题，严重影响生态系统稳定和自我维持，影响生态服务功能的有效发挥。因此，在冀北油松适生区，因人为破坏造成林地严重退化为灌木林地、灌草地、荒草地或疏林地的地区，需要重新定位植被以恢复油松林地，但封育灌木林地、灌草地或荒草地的自然更新缓慢，而采取人工造林不仅成本高，还容易出现后续系列生态问题。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种促使严重退化油松林地恢复的方法，该方法具有恢复密度合理、造林成本低、容易形成乔灌草复层结构、增加生物多样性、提高生态系统稳定性等优点。

为实现上述目的，本发明提供的促使严重退化油松林地恢复的方法，是在封育条件下，对因林地严重退化形成的灌木林地、灌草地、荒草地或疏林地的待恢复林地，进行人工促进措施，恢复为油松林地的方法，所述人工促进措施包括以下步骤：

a、培育母树：

a1、在无油松母树或油松母树不足的灌木林地、灌草地、荒草地或疏林地，通过植入的方式，按照“品”字形排列母树，使母树行垂直于主导风向，并以母树间株距为3～6倍母树树高，行距为3～5倍母树树高的标准控制母树分布培育母树；

a2、在油松母树资源充足的疏林地，通过选定结合移植的方式，同样按照“品”字形排列母树，使母树行垂直于主导风向，以母树间株距为3～6倍母树树高，行距为3～5倍母树树高的标准调整母树分布培育母树；

所述母树的选择因地域运输条件而异，在运输良好地区，选择树势强壮、生长旺盛、结实量大、种子饱满、树龄15～40年的油松散种母树；在运输困难地区，选择树龄8～12年的油松幼树；

b、局部整地：植入油松散种母树需在植入后第3年进行局部整地，植入油松幼树作为母树培育需在油松逐步成熟并开始下种的第2年进行局部整地，以未移植方式选择的母树需在当年进行局部整地；局部整地在9月中旬至10月上旬进行；所述局部整地操作包括以下步骤：

b1、在母树下风向、上风向、以及垂直主导风向的正反两方向各1.0倍树高处，开挖4个规格为长×宽×高＝2m×0.5m×0.15m的长方形集种穴，在集种穴相对母树的外侧边沿培土筑埂，埂高30～40cm；在集种穴的上坡位边沿培筑土埂，埂高10～15cm，土埂不夯实，保持疏松；

b2、在母树下风向2.0倍树高处，沿等高线进行带状割灌，使土壤裸露，割灌宽度2.0m；清理地表阻碍种子与土壤接触的阻隔介质，使土壤裸露；

c、油松幼苗抚育：局部整地后的1～5年内，每年春季检查油松幼苗萌发情况，并在不同区域内进行以下抚育操作：

c1、集种穴内将萌发的油松幼苗全部移植至缺苗地段，在移植苗周围进行割灌抚育；

c2、带状割灌区域内萌发的油松幼苗达到2株/m²以上时，较2株/m²的多余油松幼苗移植至缺苗地段，在移植苗周围进行割灌抚育；

c3、未整地区域萌发的油松幼苗达到2株/m²以上时，较2株/m²的多余油松幼苗移植至缺苗地段，在移植苗和保留苗周围均进行割灌抚育；

所述割灌抚育是以油松幼苗为中心，1m为半径割除周围灌木，直至油松幼苗高出周围灌草20～40cm，停止割灌；

d、后续管理：

d1、集种穴和带状割灌区视油松幼苗分布情况决定是否保留和维护，若无缺苗地段，可不再维护，进行自然生长恢复为油松林，反之应继续保留，直至无缺苗地段；

d2、对于未整地区域，若无缺苗地段，可不再对萌发的油松幼苗进行移植和割灌抚育，使其保持自然生长。

本发明的促使严重退化油松林地恢复的方法，是对因林地严重退化形成的灌木林地、灌草地、荒草地或疏林地，通过进行人工促进措施恢复为油松林地的方法，该方法在封育前提下，针对无油松母树或油松母树不足的灌木林地、灌草地、荒草地或疏林地，采取植入母树的方式培育油松母树；针对油松母树资源充足的疏林灌草地，依据植入母树法标准，选择母树并结合移植的方式调整母树的分布，培育油松母树；再依靠母树自然散种，加上部分人工穴状整地和带状割灌，以及后期的幼苗抚育与管理，促进灌木林地、灌草地、荒草地或疏林地逐步恢复为油松林地的一种近自然恢复方法。该方法充分利用母树资源，以油松母树年年散种可长达数十年之久，及母树自然散种更容易遇到水热条件适合的年份以利于幼苗萌发的优势，强化萌生油松幼苗的移植和培育，逐步扩大栽植范围，具有恢复密度合理、造林成本低、容易形成乔灌草复层结构、增加生物多样性、提高生态系统稳定性等优点。另外，在油松母树培育中，依据无立木灌草地油松种子传播距离约为3倍树高的原则，建立“品”字形栽植形式，使母树自然散种尽可能覆盖所有灌草地，更好地恢复油松林地。

作为对上述技术方案的限定，步骤a所述母树的分布密度按下式计算：

n＝S/[π(ɑh)²]

上式中所述n代表分布密度，所述S代表改造面积，所述ɑ代表油松种子传播距离，通常取1.5～3；所述h代表树高。

1株5米高的油松母树，其最大控制面积在706.5m²左右，由此限定母树的分布密度。

作为对上述技术方案的限定，步骤a所述母树的移栽操作包括以下步骤：

(1)、母树起苗、运输:母树在起苗前进行弱度修枝，剪去内堂枝、病虫枝和不需要的老、弱枝；起苗时挖大坑、带土坨，保持土坨直径1.0～2.0m，以草绳捆绑；运输过程用草绳缠绕树干，并喷水保湿；

(2)、开挖树穴及穴内土壤改良：开挖树穴，使树穴直径较土坨直径大1/2，树穴深度较土坨高度大1/3；穴内施入腐殖肥，并与开挖出的表层熟土混拌均匀；

(3)、母树栽植：栽植母树深度与原土痕持平或低于原土痕5～10cm；然后分层填土，每20～30cm一层，填后夯实，填满为止；

(4)、母树管护：母树栽植后立即浇第1遍水，或配合生根粉的使用浇第1遍水，7～10天后浇第2遍水，15～20天后浇第3遍水，之后做好母树的管护工作。

作为对上述技术方案的限定，所述母树的管护工作包括松土、除草、防寒，使母树移栽后恢复长势，开始自然下种。

对于母树的移栽，做好起苗、运输、栽植及管护等环节，使移植后的母树尽快恢复长势，开始自然下种。

作为对上述技术方案的限定，所述母树或油松幼苗的移栽均在春季进行。

移栽时间以春季为好，张承地区以4月～5月上旬为宜。

综上所述，采用本发明的技术方案，获得的促使严重退化油松林地恢复的方法，是对因林地严重退化形成的灌木林地、灌草地、荒草地或疏林地，通过进行人工促进措施恢复为油松林地的方法，该方法在封育前提下，通过培育油松母树，再依靠母树自然散种，加上部分人工穴状整地和带状割灌，以及后期的幼苗抚育与管理，促进灌木林地、灌草地、荒草地或疏林地逐步恢复为油松林地的一种近自然恢复方法，可充分利用母树资源，强化萌生油松幼苗的移植和培育，逐步扩大栽植范围，具有恢复密度合理、造林成本低、容易形成乔灌草复层结构、增加生物多样性、提高生态系统稳定性等优点。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

本实施例涉及促使严重退化油松林地恢复的方法。

(一)适宜地区

用于油松适宜生长地区，因人为破坏造成林地严重退化为灌木林地、灌草地、荒草地或疏林地的地区；且目前为恢复森林植被采取封育措施的地区。

(二)恢复油松林地的人工促进措施包括：

a、培育母树：

a1、在无油松母树或油松母树不足(依据母树分布密度公式n＝S/[π(ɑh)²]计算，小于计算结果为母树不足)的灌木林地、灌草地、荒草地或疏林地，通过植入的方式，按照“品”字形排列母树，使母树行垂直于主导风向，并以母树间株距为6倍母树树高，行距为5倍母树树高的标准控制母树分布培育母树；

a2、在油松母树资源充足(依据母树分布密度公式n＝S/[π(ɑh)²]计算，大于计算结果为母树资源充足)的疏林地，通过选定结合移植的方式，同样按照“品”字形排列母树，使母树行垂直于主导风向，以母树间株距为6倍母树树高，行距为5倍母树树高的标准调整母树分布培育母树；

母树的分布密度按下式计算：

n＝S/[π(ɑh)²]

上式中所述n代表分布密度，所述S代表改造面积，所述ɑ代表油松种子传播距离，通常取1.5～3，具体ɑ取值参看下表；所述h代表树高；

ɑ取值表

恢复地区10月平均风速S＜2m/s2m/s≤S＜2.5m/s2.5m/s≤S＜3m/sS≥3m/sɑ取值1.52.02.53.0

母树选择树势强壮、生长旺盛、结实量大、种子饱满、树龄15～40年的散种母树，可以为近熟或成熟油松，以近熟油松为佳，避免选择过熟油松；个别区域因受运输条件的限制，为克服母树树体过大、运输及移植困难的问题，可选择树体相对小一些的树龄8～12年的油松幼树进行移植，将其培育成母树，只是要适当延迟自然恢复的进程；

母树的移栽以春季为好，张承地区以4月～5月上旬为宜，移栽操作可按以下步骤进行：

(1)、母树起苗、运输:将油松母树在起苗前进行弱度修枝，剪去内堂枝、病虫枝和不需要的老、弱枝；起苗时挖大坑、带土坨，保持土坨直径1.0～2.0m，以草绳捆绑；运输过程用草绳缠绕树干，并喷水保湿；

(2)、开挖树穴及穴内土壤改良：开挖树穴，使树穴直径较土坨直径大1/2，树穴深度较土坨高度大1/3；穴内施入腐殖肥，并与开挖出的表层熟土混拌均匀；

(3)、母树栽植：无立木灌草地油松种子传播距离约为3倍树高，因此栽植形式为“品”字形排列，以6倍树高为株距，5倍树高为行距，使油松自然散种尽可能覆盖所有灌草地，少留死角；同时，考虑当地主导风向，顺风向距离稍大，垂直主导风向距离稍小；控制栽植密度＝改造面积/(28.26×树高²)，即1株5米高的油松母树，其控制面积在706.5m²左右。栽植母树深度与原土痕持平或低于原土痕10cm左右；然后分层填土，每30cm一层，填后夯实，填满为止；

(4)、母树管护：母树栽植后立即浇第1遍定根水，或配合生根粉的使用浇第1遍定根水，7天后浇第2遍水，15天后浇第3遍水，松土、除草、防寒等管护工作。一般近熟或成熟母树移植2～3年后长势基本恢复，开始自然下种；油松幼树散种时间视成熟和结实情况而定。

b、局部整地：为减少土壤扰动、破坏植被，当植入油松散种母树需在植入后第3年进行局部整地，植入油松幼树作为母树培育需在油松逐步成熟并开始下种的第2年进行局部整地，以未移植方式选择的母树需在当年进行局部整地；局部整地在9月中旬至10月上旬进行；所述局部整地操作包括以下步骤：

b1、在母树下风向、上风向、以及垂直主导风向的正反两方向各1.0倍树高处，开挖4个规格为长×宽×高＝2m×0.5m×0.15m的长方形集种穴，在集中穴相对母树的外侧边沿培土筑埂，埂高30～40cm，以利于收集自然散种；在集种穴的上坡位边沿培筑土埂，埂高10～15cm，土埂不夯实，保持疏松，以利于土壤随水流进入集种穴覆盖种子；

b2、在母树下风向2.0倍树高处，沿等高线进行带状割灌，留茬高度以土壤裸露为宜，割灌宽度2.0m；清理地表阻碍种子与土壤接触的阻隔介质，使土壤裸露；

c、幼树抚育：局部整地后的1～5年内，每年春季检查油松幼苗萌发情况，并在不同区域内进行以下抚育操作：

c1、集种穴内将萌发的油松幼苗全部移植至缺苗地段，以留出空间收集来年种子，在移植苗周围进行割灌抚育；

c2、带状割灌区域内萌发的油松幼苗达到2株/m²以上时，较2株/m²的多余油松幼苗移植至缺苗地段，在移植苗周围进行割灌抚育；

c3、未整地区域萌发的油松幼苗达到2株/m²以上时，较2株/m²的多余油松幼苗移植至缺苗地段，在移植苗和保留苗周围均进行割灌抚育；

所述缺苗地段是以油松幼苗数量小于12株/100m²为作为判定标准；所述割灌抚育是以幼苗为中心，1m为半径割除周围灌木，直至油松幼苗高出周围灌草20～40cm，停止割灌；

d、后续管理：在改造区域要严格执行全封禁措施，避免放牧等为人活动对油松幼苗的破坏；应每年春季检查幼苗生长和萌发情况，发现缺苗地段，及时进行移植；

d1、集种穴和带状割灌区视油松幼苗分布情况决定是否保留和维护，若无缺苗地段，可不再维护，进行自然生长恢复为油松林，反之应继续保留，直至无缺苗地段；

d2、对于未整地区域，若无缺苗地段，可不再对萌发的油松幼苗进行移植和割灌抚育，使其保持自然生长即可。

分别以典型灌木林地、典型灌草地、疏林地为例进行油松林地的恢复，具体试验地情况及恢复方式等条件见表1所示：

表1试验地基本情况及恢复方式

由上表可见：

试验地1属于典型灌木林地，灌木盖度达到90％，草本盖度达到50％，没有乔木树种，这就意味着由于没有种源而阻碍了生态系统向乔木林方向演替，如果单纯依靠自然演替将非常缓慢，只能依靠动物携带种源进入。而且在如此高盖度灌木林中，不加入人为措施，幼苗将很难成活。

试验地2属于典型灌草地，灌木盖度达到20％，草本盖度40％，没有乔木树种，同样因为没有种源而阻碍其向乔木林方向演替的进程。这种退化林地最终将演替为灌木林。

试验地3属于疏林地，灌木盖度50％，草本盖度25％，有零星团簇状分布的油松树种，由于有油松成熟母树自然散种，这种退化林地最终能够演替为油松林。但是油松母树分布不均匀，而自然散种距离又有限，整个区域恢复为油松林地也需要相当长的时间，这就需要引入人工措施辅助其加快恢复。

(三)恢复结果

按上述本发明的恢复方法在试验地实施，恢复结果见表2所示：

表2实施本方法后5年内的跟踪调查情况

由上表每年的新生幼苗总量和之前幼苗的死亡数量可见，整地后第1、3、4年水热条件相对较好，总体上新生幼苗较多，之前幼苗的死亡数量也较少；第2、5年水热条件差，新生幼苗少，死亡率高。整地后第5年跟踪调查试验地1、2、3保存幼苗总量分别为620、1013和1295株。总体上，恢复速度最快的是试验地3，其次是试验地2，最慢的是试验地1。主要是由于试验地3本身具有油松母树，且母树数量充足，部分母树就地移植解决分布均匀性问题，其适应性也比较好；灌草盖度也相对低一些，油松种子有机会落入裸露土壤而萌发。试验地1恢复慢主要是由于灌草盖度太高，自然散种的种子很难落入土壤萌发，即使萌发由于周围高密度灌木对水肥、光照的争夺，也会快速死亡。这也是本发明采取幼苗周围割灌抚育的原因。试验地2比试验地1恢复快一些，主要是其灌草盖度较试验地1低很多，种子有机会萌发，也有一定的空间存活。由于母树的存在，年年散种，试验地1、2、3最终都能达到每公顷保存幼苗1200-1500株之间，通过自然稀疏最终达到每公顷保存幼树700-1000株。

在本发明的油松林恢复方法中，针对无油松母树或油松母树不足的灌木林地、灌草地或荒草地，需要植入母树。植入母树与传统人工撒播油松种子相比，虽然首次投入较高，但具有可持续性。油松母树年年散种，可长达数十年之久；而目前一些封育工程要么不引入乔木种源，最终恢复目标只是灌木林地；要么采取人工撒种，很多都是只撒一年或几年，撒种人工费年年累加不可持续，且效果很差，有些地方几乎没有幼苗萌发。此外，母树自然散种，由于其长期持续性比人工短期撒种更容易遇到水热条件适合的年份，一旦条件适合会有大量油松幼苗萌发，而人工撒种很容易错失良机。针对油松母树资源充足的疏林灌草地，按照控制面积和分布均匀性，依据植入母树法选择母树。如目标母树分布不均，部分区域严重欠缺，可采取就地移植的办法，将富余区域的母树移植到欠缺区域；如母树资源不足，可采取植入母树法。一般疏林地的母树(移植除外)不需要过多的人为养护，保持自然生长即可。充分利用现有母树资源，强化萌生油松幼苗的移植和培育，逐步扩大栽植范围，因此本发明具有恢复密度合理、造林成本低、容易形成乔灌草复层结构、增加生物多样性、提高生态系统稳定性的优点。

据2006年河北省森林资源二类调查结果，河北全省林业用地面积12872万亩，一般灌木林1638万亩，而冀北张承地区一般灌木林面积795万亩，占全省灌木林面积的48.5％，因此本发明应用前景广阔。

综上所述，本发明的促使严重退化油松林地恢复的方法，是对因林地退化形成的灌木林地、灌草地、荒草地或疏林地，在封育前提下，通过培育油松母树，加上部分人工穴状整地和带状割灌，以及后期的幼苗抚育与管理，促进灌木林地、灌草地、荒草地或疏林地逐步恢复为油松林地的一种近自然恢复方法，本发明的促使严重退化油松林地恢复的方法，可充分利用母树资源，依靠母树自然散种，强化萌生油松幼苗的移植和培育，逐步扩大栽植范围，具有恢复密度合理、造林成本低、容易形成乔灌草复层结构、增加生物多样性、提高生态系统稳定性等优点。