人工林立地控制的基本原理

从我国人工林育林实践和立地控制技术研究看,我国人工林树种多分布广,人工林发展规模大,常常涉及广阔的自然地理区域,包括多个立地带和立地区。我国又多山地,许多人工林多在山地种植,只少数树种在平原地区种植,如杨树,而山地由于地形(大地形、中地形、局部地形)十分复杂,而地形又控制着中、小气候,土壤与植被条件,产生了多种多样的森林立地条件。即使在平原或低丘岗地,也存在立地带、土地形成类型(如滨海滩地、黄泛平原等)的差别,从而使立地条件也存在较大的异质性,这些立地条件在不同尺度(级别)上的差异,均会影响到造林树种的布局、造林地选择和同一树种的不同生产力。为此在我国人工林培育中采取了多层次(不同尺度上)、多因子的立地控制技术,即上面阐明的立地的宏观控制(气候与巨地形)、中观控制(由中地形形成的立地类型区,由岩性形成的立地类型亚区)和立地类型控制(比中观更小尺度上的控制,即局部地形、土壤的控制)。这3个层次的立地控制十分必要,立地的宏观控制解决人工林或树种发展的基地市局,通过宏观的立地控制使树种、人工林基地布局科学而合理,这是保证人工造林成功的前提。由于树种与基地布局不当致大面积人工林失败,在我国是有深刻的历史教训的。如20世纪的70年代以前南方丘陵栽杉，以及北方盲目发展杨树就是例证。在基地内部由于中地形等复杂变化，如海拔高度变化与岩性的变化，不同树种对这种变化适应性是不同的，同一树种也存在不同的长势和生产力。如江西省分宜县(杉木中带东区)，杉木适合于在海拔300-800m间的低山丘陵生长,海拔高于800m，由于冬春季气温较低,而生长不良;海拔低于300m,由于有伏旱和炎热,加以低丘地带土壤的成土母质为红色黏土(黏、酸、瘠),杉木生产力甚低。因此将中地形与岩性的变化划分为不同的森林立地类型区或亚区,作为人工林基地内部控制树种和造林地布局的重要依据。在森林立地类型区内部又由于局部地形和土壤质量的差别,对不同树种的适宜性和同一树种的生产力也是很不相同的,因此还应从更小的尺度上划分立地类型组(在山区为局部地形,在平原为土壤质地地下水位等)和立地类型(在山区为土层厚度或腐殖层厚度,在平原为土壤质地或地下水位或土层构型等),通过立地类型划分和立地质量评价,使造林地落实到栽植最适合的树种,做到树种、品种的适应性与立地条件相匹配,即适地适树适品种,从而提高人工林的稳定性和生产力。大面积的人工造林需要通过上述3个层次(3种尺度)多因子(气候、地形岩性、土壤)立地控制,才有可能确保造林的成功。

人工林立地控制今后需要提高的方向

(1)提高人工林经营强度我国人工造林虽然在森林立地控制上进行大量研究试验取得了一定的成效,但实际中推广应用这些成果的不多,这一方面是由于我国人工林经管强度不足,另一方面原因是我们的立地分类与评价技术上也有待提高。我国人工林普遍地存在着生产力不高的现象,这与造林中立地控制不落实有很大关系。如我国山区造林的细班(过去谓之小班,是森林经营的最小单位)的划分并没有认真考虑立地条件的变化,通常细班(用于造林设计的)面积过大。如位于江西分宜县的中国林业科学研究院亚热带林业实验中心,多数细班以自然地形如山沟、山脊为界划分,一个细班面积从0.38hm²到20hm²左右不等,大多数为6.6hm²,平均为5.8hm²。但是山里由于地形破碎程度高而引起立地条件变化大,常常一个细班包括从山脚到山脊几个不同生产力等级的立地类型,这在中国有普遍性。而造林设计又以细班为基础,因此难以做到适地适树。造林树种品种与立地条件不匹配是人工林生产力不高的重要因素。因此需要提高经营强度,将适地适树种、品质落入到山头地块。

(2)绘制立地类型图从立地控制的技术讲,我国未能将立地分类的结果反映在图面上,也就是未能将划分的立地类型区、立地类型组及立地类型(这3个基层的立地分类是造林设计中最重要的)落实到山头地块,由于没有立地图,造林设计的盲目性较大。在国外,林业工作者十分重视森林立地图的绘制,认为森林立地分类成果最终应通过立地图才能服务于林业生产,因此常常将它作为立地类型应用的核心部分来对待。在德国、日本、加拿大和美国等均绘制有在立地分类基础上的立地图服务于森林培育。我国虽也有立地图的绘制,如气候图、土壤图、植被图，但均为大比例尺的宏观性图，用于实际造林设计的中观及微观方面的森林立地图只是在一些试点工作中出现,这是妨碍立地分类与立地质量评价成果应用林业生产的重要原因之一。我自己也曾在营建大面积人工林试验林中亲自绘制过立地图,但这是要在有经验、技术熟练的技术人员指导下才能完成,而且比一般的造林工作要有更多的支出,但成效却是很显著的。我们在江西分宜亚林中心进行的大面积造林中,是按照立地图进行设计的,不同立地类型设计不同树种,对杉木人工林按立地类型设计不同的造林密度和不同的整地规格。林木的生长效果很好,亚林中心先前的杉木人工林,每公顷平均年生长量在6.0m³左右,而按立地类型要求设计的人林,20年生林分平均年生长量达到10.5-12.0m³,生长量比先前的提高了1倍。而且通过立地类型设计的人工林区,在坡上部、山脊、陡坡及沟谷等保留了相当面积的天然次生林,形成了人工林与次生林,不同树种人工林的镶嵌分布,使森林景观配置更加合理,有利于人工林区生态环境的改善,因此今后在推广森林立地分类成果中,要将森林立地图的绘制作为造林中重要问题加以解决(现在有更先进的绘制立地图方法),以此推进造林中的立地控制技术,以提高人工林生产力。

(3)发展多树种造林在目前人工林立地质量评价中,树种应用得太少,如南方林区主要是杉木与马尾松,特别是南方有许多优良的阔叶树种,由于其人工林发展得晚和面积少,故未能从多树种的角度进行立地质量评价。南方有许多树种,如木荷、光皮桦、红锥、大叶栎、火力楠、鹅掌楸等目前也是常用的造林树种,如果将这些树种也列入立地质量评价,这就有可能在南方山地做到树种与立地相匹配的多树种造林,再加上一些次生林的保留,这样就可以避免单一树种大面积集中连片造林的局面,不仅使造林中景观配置更趋合理,而且也解决我国阔叶材,特别是珍贵阔叶材的不足。因此在森林立地研究中,还应加强研究阔叶树种,特别一些珍贵树种的生长对立地因子的反应,并进行不同树种间的生产力比较评价,使森林培育中立地控制、多树种造林与森林多目标经营紧密结合起来。

(4)加强造林树种的立地分类与评价在我国还有不少树种造林面积虽广,但尚未进行系统的立地分类和立地质量评价,如杨树、桉树等,这是由于这两个树种造林地多在丘陵岗地或平原,土壤形成的母质复杂,加以人为强烈干扰(相当多为农地),在进行森林立地分类与立地质量评价时困难程度较大,因此迄今杨树、桉树等造林还不能在立地控制的基础上发展人工林,这也是两个树种人工林在大面积上达不到高产的重要原因。但是从已经做过的立地分类与质量评价看,如从本章中阐明的杨树与刺槐立地分类与立地质量评价看,只要通过从事林业和土壤专业工作者共同努力,仍可以达到较好效果。

(5)推进集约育林措施在森林的培育中,尤其在营建速生丰产林中,立地控制是第一位要贯彻的技术措施。造林中树种选择不当,或造林地选择不当,森林的培育是难以取得成功的。我国在造林中历来主张适地适树,在所有造林规程、标准等有关技术文件中均有此规定,但主要的问题在实践中不重视,并缺少具体的措施,加以森林经营的强度不足,因此在森林培育中立地控制并没有实际落实。这就严重影响了我国人工林和其他森林培育的质量。在今后的森林培育中,不管是人工林或天然林(如天然林抚育、改造等)的培育,均应在立地分类和评价的基础上进行。造林中要根据立地图施工,一些地区细班划分太粗,常常有包括多个立地类型(立地指数)的情况下,应进一步划细,一个细班不要超过两个相邻的立地类型(或立地指数),在一些山地的山坡至少应分开坡位设计树种和采取育林措施。在林分改造中应按照立地条件来评估林分是否应该列入改造范围,如因立地条件差,而生长不良的林分,那么此种林分即使进行改造也难发挥其生产潜力,只要加以保护起来即可。当前林业主管部门很重视提高森林质量和森林生产力,那么提高森林质量和生产力的过程中,立地控制是极为重要的。