榆陽區三北防護林工程區林分退化調查與修復對策

馬旺彥，周飛梅，李紅美，郭曉靜

(1.榆陽區林草生態修復中心；2.榆陽區草原工作站，陜西 榆林 719000)

退化林分是指因自然、生理和人為干擾等因素導致林木生長衰退，林分結構不合理，防護功能下降的人工起源喬木林、灌木林和林帶。通過更新修復(皆伐，林(冠)下造林，萌芽、伐樁嫁接、漸進)、補造修復、撫育修復(撫育復壯、平茬復壯)等營造林措施，改善林分結構，提高林分質量和防護功能的修復過程，可延長或緩解林地退化進程，提高林地生態服務功能和價值，大幅降低生態治理成本，維護國土安全，有效保障人民正常生產和生活。我國自1978年開始建設并取得舉世矚目成就的三北防護林，經過40多年的發展，一些地域的一些林分不同程度出現了退化現象，有必要對其進行調查和評估。尤其對生態條件嚴酷、脆弱，風沙等自然災害嚴重、頻繁，人工防護林面積較大、占比較高，地處毛烏素沙漠的榆林市榆陽區人工林生長與退化狀況進行調查、評估，給科學合理修復、保護提供依據和參考意義重大。

1 榆陽區三北防護林工程區概況

榆陽區位于陜西省北部，地理坐標東經108°56′～110°24′，北緯37°48′～38°55′，北與內蒙烏審旗相接，東與神木毗鄰，西與橫山相連，南與米脂、佳縣交界，東西長128.3 km，南北寬124 km，總面積7 053 km2。溫帶半干旱大陸性季風氣候，地形地貌復雜，丘陵、荒漠灘地與干旱少雨并存，大體呈“七沙二山一分田”格局，海拔870～1 405.4 m，由東西向明長城分為2個地貌單元，長城以北是風沙草灘區，約占總面積的76.1%，地勢開闊平坦，沙丘連綿不斷，灘地、海子星羅棋布，主要土壤類別有流動風沙土、半固定風沙土和固定風沙土；長城以南是黃土丘陵區，約占總面積23.9%，氣候干燥寒冷，風多雨少，冷熱劇變，四季分明，光照條件好，水分供應較差，年濕潤指數為0.45.年均降水量358.1 mm，且66%集中在7-9月，年均蒸發量1 905 mm，年均氣溫8.8 ℃，極端高溫38.6 ℃，極端低溫-32.7 ℃，年≥10 ℃積溫3 217.6 ℃，土壤類別主要有綿沙土、黃綿土、紅土、黑壚土、淤土、紅黃土、淡栗鈣土等。全區自然植被有高等植物527種，分屬87科290屬，喬木主要有旱柳、刺槐、油松、側柏、合作楊、白榆、樟子松、梨、棗、杏、桃等，灌木主要有沙地柏、檸條、沙柳、紫穗槐、花棒等，草本植物主要有狗尾草、白草、紫花苜蓿、沙打旺等。

榆陽區礦產資源豐富，社會經濟發展較快，是三北防護林體系建設的重點縣區，也是國家防沙治沙示范區建設的重點縣區。自1978年三北防護林建設工程啟動以來，全區認真完成國家三北防護體系建設目標任務，先后開展了以營造防風固沙林和水保持林為重點的五期三北防護林體系建設工程， 其中一期(1978-1985年)工程以長城沿線和城市周邊等防護林帶建設為重點，完成了楊樹、柳樹、刺槐、樟子松、檸條、紫穗槐造林81 333.37 hm2；二期(1986-1994年)工程以承包治沙和生態經濟型防護林體系建設為主,完成了楊樹、柳樹、樟子松、刺槐、檸條、紫穗槐、沙地柏等造林67 333.37 hm2；三期(1995-2000年)工程以杏產業基地建設和樟子松沙地造林為主,完成造林41 333.35 hm2；四期(2001-2010年)工程以退耕還林等重點林業工程建設為主，完成了樟子松、側柏、杏樹、桑樹為主的造林23 433.35 hm2；五期(2011-2013年)工程以長柄扁桃基地建設和樟子松沙地造林為主,完成了造林16 666.68 hm2。據統計，截止2021年底，全區造林保存面積323 040.16 hm2，其中喬木林43 360.02 hm2，灌木林279 680.14 hm2，林木覆蓋率45.8%；全區38萬公頃荒沙得到固定或半固定，44.45萬公頃荒山荒地實現了以灌草為主的低標準治理，22.22萬公頃農田基本實現林網化，全區基本形成了“喬、灌、草”配置與“帶、片、網”相結合的綜合防護林體系。風沙危害、水土流失明顯減輕。

2 退化林分調查方法

2.1 林木退化標準

根據榆陽區自然條件、地帶性植被類型、人工林生長狀況，參照《三北防護林退化林分修復技術規程》，制定榆陽區三北防護林達到以下條件之一者即為退化林，一是進入成過熟期，林分衰敗，林木生長衰退，防護功能下降的喬木林；二是主林層出現枯死木、瀕死木株數占小班株數5%以上，難以自然更新恢復的喬木林；三是郁閉度在0.3以下，林木分布不均勻、生長衰退、防護功能下降的中齡以上喬木林；四是覆蓋度在40%以下，分布不均勻，老化、退化，防護功能下降，難以自然更新恢復或難以維持穩定狀態的灌木林；五是連續缺帶20 m以上且缺帶長度占整條林帶長度20%以上，林相殘敗、結構失調、防護功能差的林帶。

2.2 調查方法

利用榆陽區2020年森林資源管理“一張圖”成果的縣—鄉(林場)—村(林班)—小班區劃體系，采用遙感判讀和現地調查相結合的調查方法。在收集分析退化林范圍、地類和管理屬性等資料基礎上，依據最新的森林資源管理“一張圖”和遙感影像，初步篩選退化林圖斑并進行現地調查確認。其中業內判讀以最新的森林資源管理“一張圖”數據庫為基礎，按照界定標準結合已掌握的退化林分狀況和最新的高清衛星影像，采用ArcGIS軟件初步篩選退化林圖斑；外業調查按照退化林界定標準對初步篩選圖斑逐塊進行外業調查，現地界定并區劃退化面積，調查退化成因和退化程度，核實其他屬性因子；通過樣線調查法對林分起源、優勢樹種(組)、郁閉度(覆蓋度)、齡組、平均胸徑、平均樹高等6項林分因子和土地權屬、林種、森林類別、工程類別、國家級公益林保護等級、林地保護等級、事權等級、主體功能區、林地功能分區等9項管理因子以及退化林木比例、郁閉度、覆蓋度、疏透度等退化因子，以最新森林資源管理“一張圖”數據庫為基礎，逐項現地調查核實，測定相關數據，填寫相關調查記錄表格，完善調查數據庫，生成退化林“一張圖”。

2.3 退化林面積計算

用高斯-克呂格投影、CGCS2000國家大地坐標系3度分帶投影求積，根據現地GPS定點確定調查面積。

3 榆陽區三北防護林建設工程區林分退化狀況

3.1 退化面積

經調查和計算，榆陽區三北防護林建設工程區退化林面積28 360.34 hm2。其中：喬木林1 570.58 hm2(國有1 073.15 hm2，集體497.43 hm2)；灌木林26 789.76 hm2(國有9 621.25 hm2，集體17 168.51 hm2)。

3.2 不同喬木樹種林分退化情況

榆陽區三北喬木防護林主要有楊樹純林、刺槐純林、楊樹刺槐混合林等，共計1 570.58 hm2，也有少量柳樹、杏樹等片林。林下團狀分布有紫穗槐、錦雞兒、忍冬、沙棘、胡頹子、栓翹衛茅等灌木。林木樹種單一且造林密度大。圖1顯示，榆陽區退化喬木林不同林種面積不同，其中最大者是楊樹林，面積為962.80 hm2，其次為刺槐林，面積為298.44 hm2，柳樹林、其他軟闊類面積也較大，二者合計面積191.89 hm2。按齡組分為成熟林190.89 hm2，近熟林722.08 hm2，中齡林410.54 hm2，幼齡林247.08 hm2。

圖1 榆陽區三北工程區不同樹種退化情況

全區三北防護林建設過程中，以楊樹為優勢種的退化林962.80 hm2，楊樹雖然育苗簡單、成活率高、生長速度較快，在生長過程中所需水分和養分量較大，純楊樹林病蟲害相對較多，極易形成生長不良的“小老頭”樹，且壽命較短，隨著樹齡的增長，樹冠逐漸萎縮且樹高生長停止，整體呈現出明顯的衰老退化現象?，F在全區80%的楊樹已達到近熟林及過熟林階段，且在楊樹林下很少發現幼苗、幼樹生長，灌木林生長較為旺盛，防護林林分結構、樹種組成等整體不夠科學合理，有的栽植密度過大，如團狀分布的樹林密度過大，遮陰嚴重，林木之間生存競爭激烈，造成弱勢林木逐漸衰退，林下植被生存環境比較差，無法自然更新與恢復。

3.3 不同林種退化情況

圖2所示，榆陽區大部分退化林主要為國有林，包括水源涵養林42.96 hm2、水土保持林246.43 hm2、防風固沙林783.76 hm2，占退化防護林的68.3%，集體林地中退化防風固沙林為369.44 hm2，占集體林的74%。形成這種退化的原因主要有三方面：一是選地和整地不當、栽植密度過大，有些林地土壤貧瘠，有機質含量較低，保水、保墑能力較差，無法滿足林木生長實際需求，更不利幼苗生長；二是受傳統盈利觀念的影響，導致有些地塊的造林密度過大，不能滿足養分和水分的需求，影響林木的健康生長，使林木抵抗自然災害的能力下降；三是栽植以后管護不到位，未采取科學的水肥管理措施，無法滿足林木生長的需求，導致樹高和胸徑的生長受到影響，因而退化嚴重。

圖2 榆陽區三北工程區不同林種退化情況

3.4 榆陽區三北防護林工程區林分退化程度

經調查，榆陽區現有退化林28 360.34 hm2，其中重度退化林2 027.94 hm2、中度退化林26 332.40 hm2。按退化原因分為生理原因退化28 351.31 hm2，立地原因退化9.03 hm2。其中灌木林退化占94.4%，主要原因有生理過熟、經營管理不到位、病蟲危害和人畜破壞等因素造成。

4 退化林分修復對策

榆陽區三北防護林工程區退化林分修復，應按照因地制宜、尊重自然、突出重點、分類實施的原則，分區域、分類型、分年度逐步開展。

4.1 擇伐補植修復

榆陽區現在需進行擇伐補植修復的防護林有191.49 hm2，其中可進行單株擇伐修復的防護林146.62 hm2，根據分布狀況，伐除枯死、頻死木，補植樟子松、班克松等常綠針葉樹種，更新枯死木下的灌木帶，營造喬、灌、草相結合的穩定生態系統。另外，需采用塊狀、帶狀擇伐等方式團塊狀擇伐修復的防護林有44.88 hm2；對立地條件好的地段補植云杉、白皮松等樹種，優化防護林結構。同時要注意保留自然更新的幼樹，應盡量避免任意超強度采伐。

4.2 撫育修復

榆陽區現有26 423.92 hm2退化防護林需撫育修復，其中需要間伐修復者135.41 hm2，需補植補播修復者127.32 hm2，需促進復壯修復者26 161.19hm2。按照國家《三北防護林退化林分修復技術規程》要求，結合現有林分生長狀況可采取透光伐、疏伐、生長伐、衛生伐等方式，清除死亡和生長不良的林木，調節密度、改善通風和光照狀況，促進林木正常生長，提高林分質量；對林間空地按照適地適樹原則進行補植補造，結合保留的優良植株，形成復層混交林，提高林分的綜合防護效益。

4.3 綜合措施修復

榆陽區需采用綜合措施進行修復的防護林有1 744.93 hm2。其中喬木林通過采取小面積皆伐更新、帶狀采伐更新、林(冠)下造林、封禁等方式修復，灌木林實施平茬更新復壯、半帶更新、帶外更新、封禁等方式修復，營造針闊混交林或多樹種闊葉混交林，嚴格控制營造單一針葉樹種的純林。