毛烏素沙地衰退人工林更新復(fù)壯技術(shù)研究項目可行性研究報告(已修改)
2025-02-02 16:52 本頁面
【正文】 毛烏素沙地衰退人工林更新復(fù)壯技術(shù)研究項目可行性研究報告一、項目摘要森林衰退是全球生態(tài)環(huán)境退化的重大問題之一，人工林衰退又是重中之重。德國通過德國云杉純林連栽致衰研究，提出了“近自然林業(yè)”理論，強調(diào)利用森林演替規(guī)律和自然更新經(jīng)營森林，并通過引進珍貴闊葉用材樹種、推行目標樹單木控育技術(shù)等措施，使同齡純林逐步向復(fù)層、異齡混交林過渡，實現(xiàn)了“越采越多、越采越好、青山常在、綠水長流”的經(jīng)營目標。我國南方通過杉木人工林連栽研究，提出了純林連栽致衰的“營養(yǎng)機制”、“毒性機制”、“化感機制”，強調(diào)養(yǎng)分支出大于收入、有毒物質(zhì)積累、化學(xué)他感的致衰作用，倡導(dǎo)通過混交造林、針闊輪栽、林地施肥、保護（恢復(fù)）林下植被等措施實施人工林可持續(xù)經(jīng)營。我國北方通過林地土壤干化（干層）研究，提出了“土壤水分植被承載力”學(xué)說，強調(diào)林地生產(chǎn)力超過土壤水分承載力的致衰作用，并根據(jù)水量平衡原理和水分運移規(guī)律估計出不同樹種、不同立地所能承載的林分密度、生物量、葉面積等參數(shù)，為旱區(qū)人工林的可持續(xù)經(jīng)營提供了理論依據(jù)。由此可見：引起森林衰退的因素不同，其中機制就不相同，防控（恢復(fù)）措施也就不同?！ ∶珵跛厣车厥俏覈叭薄狈雷o林體系建設(shè)的關(guān)鍵地區(qū)和重點地區(qū)之一，已經(jīng)營造了大面積的人工林，其中楊樹、樟子松及多種灌木在整個人工林生態(tài)系統(tǒng)中的作用舉足輕重。令人遺憾的是，由于多種環(huán)境脅迫，它們正在遭受著衰退或潛在衰退的威脅，楊樹的“小老頭林”、灌木的“早衰林”便是最為普遍的例證。同時，章古臺沙地樟子松人工林的衰退也為我們敲響了警鐘。由此可見：與德國云杉、杉木純林連栽致衰相比，毛烏素沙地人工林衰退具有自身的特殊性。其一，人工林衰退涉及樹種多、類型多，危及整個人工林生態(tài)系統(tǒng)，研究人工林生態(tài)系統(tǒng)功能恢復(fù)與長期維持問題迫在眉睫。其二，人工林衰退的更為復(fù)雜多樣，干旱缺水、養(yǎng)分貧瘠、風蝕沙埋均可導(dǎo)致人工林衰退，構(gòu)建與不同環(huán)境脅迫相適應(yīng)的造林模式成為人工林功能恢復(fù)的關(guān)鍵問題，如混交樹種、混交方式、造林密度等。其三，克隆灌木是人工林早衰的主體部分，如沙棘、沙柳、檸條、紫穗槐、花棒、踏郎等，其平茬復(fù)壯機制與技術(shù)問題亟待研究。因此，只有構(gòu)建與毛烏素沙地人工林生態(tài)系統(tǒng)衰退特征相適應(yīng)的理論和技術(shù)體系，才能為其服務(wù)功能長期維持提供依據(jù)?！ ¤b于以上原因，本項目試圖站在毛烏素沙地人工林生態(tài)系統(tǒng)功能恢復(fù)的高度，在摸清衰退成因、類型的基礎(chǔ)上，分門別類地探討不同類型人工林衰退的防控與恢復(fù)技術(shù)，將更新造林、平茬復(fù)壯、嫁接改造等措施結(jié)合起來，為毛烏素沙地人工林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的長期維持提供技術(shù)依據(jù)。同時，將理論基礎(chǔ)研究與技術(shù)開發(fā)結(jié)合起來，爭取形成毛烏素沙地人工林恢復(fù)技術(shù)與理論體系雛形。其中，更新造林以樟子松取代楊樹“小老頭林”為主，摸清不同立地類型的適宜混交樹種、混交模式、造林密度等關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，在造林更新的同時預(yù)防樟子松人工林早衰，尤其是林地土壤水分、肥力、防風固沙能力長期維持技術(shù)；“早衰”灌木林平茬復(fù)壯以克隆植物為主，重點摸清適宜的平茬年齡、季節(jié)、方式等技術(shù)參數(shù)，為平茬林分盡快恢復(fù)其數(shù)量、結(jié)構(gòu)和功能提供技術(shù)依據(jù)，真正發(fā)揮其“持續(xù)生態(tài)位”效應(yīng)；嫁接改造以樟子松嫁接紅松為主，將現(xiàn)有樟子松人工林改造成防護、產(chǎn)材、結(jié)實兼用的多用途林，在保證防護作用的同時提升其經(jīng)濟價值；克隆灌木人工林衰退的成因與平茬復(fù)壯機制以沙柳、沙棘、紫穗槐等為研究對象，試圖從生理響應(yīng)、生態(tài)適應(yīng)等不同層次較為系統(tǒng)地揭示衰退人工灌木林的衰退成因與平茬復(fù)壯機制。 項目的意義和必要性國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢森林衰退是全球生態(tài)環(huán)境退化的重大問題之一，人工林衰退又是重中之重。朱教君（2005,2007）在總結(jié)世界森林衰退研究的基礎(chǔ)上，將沙地樟子松人工林歸納為“早衰現(xiàn)象”，即森林（樹木）在發(fā)育過程中遇到環(huán)境脅迫出現(xiàn)的生理機能下降、生長滯緩或死亡、生產(chǎn)力降低及地力衰退等狀態(tài)。在豐水地區(qū)，同一樹種純林連栽因養(yǎng)分支出大于收入、有毒物質(zhì)積累、化學(xué)他感均可導(dǎo)致森林衰退，德國云杉、杉木、桉樹等許多樹種都存在此類問題，據(jù)此提出了人工林衰退的“營養(yǎng)機制”、“毒性機制”、“化感機制”等學(xué)說，倡導(dǎo)通過混交造林、針闊輪栽、林地施肥、保護（恢復(fù)）林下植被等措施實施人工林可持續(xù)經(jīng)營（崔國發(fā) 1996,楊承棟 1997,馬祥慶 1997,林思祖 1999,林開敏 2001,陳龍池 2004）。在缺水地區(qū)，土壤干化（干層）造成的地力衰退是導(dǎo)致森林衰退的主導(dǎo)因素。由于降水不足，若遇連年干旱或隨著林分的生長，土壤水分便出現(xiàn)負平衡現(xiàn)象，從而造成土壤干化或形成土壤干層，致使群落生產(chǎn)力超過了“土壤水分植被承載力”，植物種群就會衰退。根據(jù)這一理論，學(xué)者們估計出不同樹種、不同立地所能承載的林分密度、生物量、葉面積等參數(shù)（楊維西 1996,陳云明 2002,程積民 2003,郭忠升 2003,王國梁 2003）。由此可見：人工林衰退實際上包括林分生產(chǎn)力下降和林地土壤肥力減退兩個相互關(guān)聯(lián)的過程（Leopold1961,Engvild1989）。同時，引起森林衰退的因素不同，其中機理就不同，防控措施也就不同。目前，關(guān)于純林連栽導(dǎo)致地力、生產(chǎn)力衰退的機理仍是相關(guān)領(lǐng)域的主要研究內(nèi)容，但研究層次依然局限于生理、生態(tài)方面（朱教君 2007,Hinrichsen1987）。關(guān)于土壤干化問題，形成原因及其防止措施的討論比較多，而對其反饋作用（即植被效應(yīng)）缺乏全面系統(tǒng)的闡述（楊維西 1996,郭忠升 2003,王國梁 2003,王青寧 2004,
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