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发布时间:2020-09-01 15:18:34

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作者:周和峰,邵学新,吴明

出版社:宁波出版社

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慈溪市沿海防护林生态效益监测与评价研究

慈溪市沿海防护林生态效益监测与评价研究试读:

前言

沿海防护林是我国生态建设的重要内容,建设好沿海防护林,构筑绿色屏障,防止和减轻自然灾害,是沿海地区林业建设的一项重要而紧迫的任务。新中国成立以来,我国沿海防护林体系不断发展壮大。1991年,国家实施沿海防护林体系建设工程后,步入了快速发展的轨道,取得了更加明显的成效。

慈溪市位于东海之滨、杭州湾南岸,是长三角地区大上海经济圈南翼重要的工商名城,也是国务院批准的沿海经济开放区之一,杭州湾跨海大桥建成后,已是宁波北接上海的门户和杭州湾南翼重要交通节点。全市总面积1361平方公里,海岸线长达78公里。随着经济的发展,资源和生态矛盾日益突出,特别是杭州湾跨海大桥和杭州湾新区的建设,慈溪北部沿海的生态压力更为突出。慈溪市委市政府结合杭州湾跨海大桥建设、杭州湾新区开发和生态城市建设,于2005年规划实施了沿海防护林带建设工程。目前,已累计完成沿海防护林工程造林7067亩、59.2公里,其中2005—2007年实施的一期工程位于庵东镇十塘江两侧、四灶浦以西、西直塘以东地块,全长22公里、宽170米、面积4660亩,已初具规模并形成较好的景观效果,成为了杭州湾南岸的一道亮丽风景线。海防林工程在建设过程中多次接待了来自国家林业局、中国林科院、浙江省林业厅、宁波市领导和省内外的同行,是慈溪市林业建设的一个亮点。

自2005年以来,慈溪市林特技术推广中心和中国林科院亚热带林业研究所以慈溪市沿海防护林基干林带为研究对象,通过森林资料调查资料收集、防护林带典型样地调查,以及长期定位观测站、专题调查等方式,开展慈溪市沿海防护林生态效益监测。项目依据国家林业局《森林生态服务功能评估规范》(LY/T1721-2008),共选取了固碳释氧、改善空气质量、涵养水源、保育土壤、防风减灾、提高生物多样性和森林游憩等7项功能13个指标。评价表明:慈溪市现有防护林面积7067亩,防护林生物量总量12.5710万吨,总固碳5.5940万吨。防护林植物年均吸收CO3.0946万吨,植物固碳0.8448万吨,土2壤固碳0.2216万吨;防护林植物年均释放氧气2.2592万吨;防护林净化SO 0.0071万吨,阻止粉尘1.0205万吨,提供空气负离子2.0177×22110个;保持土壤1.6325万吨;防护林涵养水源167.9119万吨,约为四灶浦水库容量(总库容为3051万立方米)的二十分之一,约为慈溪向上虞汤浦水库引水工程日引水量的8倍。经测算:慈溪市沿海防护林发挥生态效益5753.7176万元/a。其中:固碳释氧3538.9051万元,改善空气质量162.3271万元,涵养水源1376. 9953万元,保育土壤188.2622万元,防风减灾89.1226万元,提高生物多样性235.5643万元,森林游憩162.5410万元。

沿海防护林生态效益监测与评价是一项长期而又复杂的工作,本书由于资料不足以及时间和资金等方面的原因,相关研究内容还仅是初步研究,特别是在防护林防风减灾、改善空气质量和森林游憩功能等方面的价值评估仍需进一步加强和完善。由于编者水平有限、时间仓促,书中错误和不当之处在所难免,恳请各位专家、读者批评指正。

第一章 慈溪市沿海防护林体系建设概况及意义

一、慈溪市沿海防护林体系建设概况

慈溪市位于东海之滨、杭州湾南岸,东离宁波市区60公里,北距上海市148公里,西至杭州市138公里,是长三角地区大上海经济圈南翼重要的工商名城,也是国务院批准的沿海经济开放区之一,杭州湾跨海大桥建成后,慈溪市已成为宁波北接上海市的门户和杭州湾南翼重要的交通节点。慈溪全市总面积1361平方公里,其海岸线长达78公里。随着经济的发展,资源和生态矛盾日益突出,特别是杭州湾跨海大桥和杭州湾新区的建设,慈溪北部沿海的生态压力更为突出。慈溪市委、市政府结合杭州湾跨海大桥建设、杭州湾新区开发和生态城市建设,于2005年规划实施了沿海防护林体系建设工程。目前,已累计完成沿海防护林工程造林7067亩、59.2公里,其中2005-2007年实施的一期工程位于庵东镇十塘江两侧、四灶浦以西、西直塘以东地块,全长22公里、宽170米,面积4660亩,已初具规模并形成较好的景观效果,成为了杭州湾南岸的一道亮丽风景线。沿海防护林工程在建设过程中多次接待了来自国家林业局、中国林科院、浙江省林业厅、宁波市领导和省内外的同行,成为了慈溪市林业建设的一个亮点。

回顾近几年来的工作实践,具体抓了以下几方面的工作:

(一)加强领导,确保沿海防护林工程建设任务的落实

沿海防护林建设工程是一项大规模的公益性生态工程,慈溪市委、市政府一直高度重视,切实把它作为一项抗灾工程、环境保护工程和市政绿化工程认真抓好落实,确保组织到位、责任到位、资金到位。

1.健全组织领导

2005年,慈溪市政府专门成立了沿海防护林工程建设领导小组,分管副市长任领导小组组长,林业、国土、规划、水利、财政、审计等各相关职能部门为成员单位,下设办公室,负责协调处理日常事务。根据工程建设进程,领导小组多次召开协调会议,及时部署落实沿海防护林建设工作,研究解决工程建设中出现的各类问题,确保了沿海防护林工程的顺利实施,为沿海防护林建设提供了强有力的组织保证。

2.明确部门职责,注重部门间的分工协作

慈溪市林业局应做好工程树种筛选、造林模式试验等前期准备和项目的具体组织实施工作,并开展技术指导服务。慈溪市水利局须按照沿海防护林工程总体规划,做好绿化造林地块的预留及前期改地工作。慈溪市发改委、财政、审计、招标办等部门分别落实项目管理、资金安排、工程招投标和工程审计、建设监管等各项工作。相关单位各司其职、各尽其责,形成合力,确保了工程规范有序的推进。

3.落实资金保障

慈溪市坚持以本级财政投入为主,积极争取上级支持,拓宽筹资渠道,确保沿海防护林体系建设资金得到有效落实。一方面,积极争取上级资金投入,分别在2004年、2007年、2009年三年争取到中央国债沿海防护林资金641万元,有力地支持了慈溪市沿海防护林的建设;另一方面,不断加大地方财政资金投入。把沿海防护林基干林带的建设经费纳入公共财政预算,慈溪市政府明确表示,除上级补助资金外,其余建设资金由市财政全额落实解决。近年来,市财政每年投入千余万元资金用于基干林带工程建设,通过沿海防护林专项资金账户的设立,确保建设资金及时、足额到位。

(二)及早谋划,确保沿海防护林建设工程有序推进

沿海防护林建设工程是慈溪市首次面临的大面积盐碱地造林项目,考虑到慈溪市沿海区域特殊的生态条件和地理环境,市主要领导多次听取专题汇报,相关部门开展了大量前期调研,征求了方方面面的意见和建议,切实在规划、技术、实施手段上为工程推进提供支撑和保障。

1.落实用地规划

慈溪市林业局在2003年就委托浙江林学院对慈溪市环杭州湾沿海防护林建设进行了总体规划,并先后编制完成了《慈溪市沿海防护林海岸基干林带建设规划(2006—2010年)》及《慈溪市沿海防护林体系工程建设规划(2008—2015年)》,结合慈溪市水利、海涂围垦总体规划,提出了建设慈溪沿海防护林的总体思路、布局和目标,在四灶浦西侧六万亩新围滩涂中,明确沿十塘江两侧170米以及十塘塘裙地作为绿化用地。规划的落实,确保了造林用地,也改变了以往由政府统一征地或租赁土地来造林的现状,减少了由于统一征地或租赁土地带来的财政支出和工作难度。

2.加强科技攻关

由于项目实施地为新近围垦土地,土壤含盐量高、碱性大、战线长、地下水位高,给工程的实施带来了很大的困难。为解决新围滩涂地绿化难题,2001年,慈溪市政府就要求市林业部门开展盐碱地造林试验,组织技术人员开展技术攻关。2003年慈溪市政府又投资450万元与中国林科院亚林所、上海园林科学研究所、浙江省林科院等科研院校合作,在杭州湾跨海大桥西侧新围海涂地建设了占地508亩的杭州湾滨海绿地示范区,开展海涂地绿化树种筛选、滨海盐碱土改良和造林模式试验。经过近几年的发展和完善,目前试验区已扩大到1008亩,共引种试种树种138种,成功筛选出50多个盐碱地适生品种,并建立了耐盐碱苗木扩繁基地,为海防林工程的顺利实施提供了技术支撑和种质资源的贮备。目前慈溪市的沿海防护林建设作为营建示范样板,集聚了大量的科研课题,如《耐水湿、耐盐碱优良树种资源引进》、《环杭州湾林业生态景观体系构建技术研究与示范》和《生态经济树种筛选和栽培模式研究与示范》等。其中《杭州湾滨海盐土绿化植物筛选与造林技术研究》这项课题的研究成果达到了国际先进水平。

3.注重分步实施

鉴于盐碱地绿化的特殊性,工程的实施以确保造林的成活为前提,明确了“因地制宜,适地适树,生态优先,注重实效”的建设原则,坚持有序分步推进,合理确定每年度的建设地块和建设进度,落实责任部门和建设部门,并作好相关部门协调,在资金和土地上给予充分保证。同时,按照“一年种植、两年养护”的要求,每年都对上两个年度的新造林落实养护,保证建设成效。

(三)规范管理,确保沿海防护林建设工程质量

质量是工程的生命。慈溪市高度重视海防林建设工程质量,从施工的每一个环节抓起,强化监管和后期养护,全力确保工程质量。目前,海防林平均成活率在85%以上,并成功经受住了多起台风侵袭的考验,海防林的生态、社会、经济效应得到不断显现。

1.严控施工质量

沿海防护林工程时间紧、任务重、路线长,又是特殊地段造林,为确保沿海防护林工程能在最有利的时间段种植,保证成活率,我们坚持专业建绿、抢抓时机的原则,在造林的上一年度通过招投标方式确定工程施工单位。在工程施工中,工程单位实行质量目标管理制度,把质量目标分解到各分部或分项工程及各项施工班组中,严格实行质量记录控制等,在整个施工过程中形成一个有效的质量监控。

2.强化工程监管

为强化施工质量管理,我们委托了专业的监理单位进行施工监理。监理单位会对原材料的进场、施工工序以及各分部工程质量等进行严格把关,对监理过程中发现的技术问题、质量问题及时发出指令让施工单位予以纠正。同时,慈溪市林业局成立了沿海防护林工程建设管理及技术指导小组,全面加强对海防林工程的技术指导和工程监管。

3.加强后期养护

绿化造林“三分种、七分管”,对盐碱地造林来说,做好后期养护工作尤为关键。慈溪市坚持长效养绿的原则,将养护资金列入市财政预算,对到期的工程由市农垦场进行专业养护。慈溪市林业局在指导做好浇灌、支撑、清沟排水、地表覆盖等日常养护工作的基础上,还特别加强对病虫害的监测及防治,做到定期调查,定点观测,一有疫情及时发布信息,编制简报,通告养护单位,指导其采取防治措施,防止疫情发生和蔓延,确保造林成果。2008年,慈溪市在对海防林病虫调查监测中发现云斑天牛为害黄山栾树、无患子等树种,及时采取了防治措施,有效控制了病虫害的进一步扩散。

慈溪市沿海防护林建设工作,通过几年的努力,虽然已取得了一些成绩,也积累了一些经验,但按照上级要求,特别是对照慈溪市经济社会发展要求,任务还很艰巨。下一步,慈溪市将以贯彻落实会议精神为契机,按照宁波市沿海防护林体系建设的总体要求和慈溪市沿海防护林海岸基干林带建设规划,进一步加大工作力度,开拓创新,扎实工作,重点做好以下几方面工作:一是完善造林模式。适应形势发展需要,从单一林带、沿海一线向网格化、纵深化方向发展,从纯绿化向美化、彩化发展,由单一的防护功能向防护、休闲、景观等多功能转变,使海防林的生态效益、社会效益和经济效益得以充分体现。二是拓宽投资渠道。鼓励社会投资进行海防林建设和保护,在确保已建海防林防护功能充分发挥的前提下,按照“谁投资、谁受益”的原则,积极鼓励社会资金参与防护林的养护,包括参与一些生态旅游项目的开发和建设,减少财政资金压力。三是强化科技支撑。加快推进科技攻关,总结推广现有的科研成果,进一步提高海防林建设的科技含量和整体水平,并积极推进海防林生态效益监测。四是继续加强管护,确保建设成效。

二、沿海防护林体系建设意义

沿海防护林是我国生态建设的重要内容,建设好沿海防护林带,构筑绿色屏障,防止和减轻自然灾害,是沿海地区林业建设的一项重要而紧迫的任务。新中国成立以来,我国沿海防护林体系不断发展壮大。1991年,国家实施沿海防护林体系建设工程后,步入了快速发展的轨道,取得了更加明显的成效。慈溪市自2005年规划实施沿海防护林带建设工程以来,目前已累计完成沿海防护林工程造林7067亩、59.2公里,已初具规模并形成较好的景观效果,成为了杭州湾南岸的一道亮丽风景线。海防林工程在建设过程中多次接待了来自国家林业局、中国林科院、浙江省林业厅、宁波市领导和省内外的同行,成为了慈溪市林业建设的一个亮点。

由于沿海防护林在缓解沿海地区生态环境恶化,弥补海岸带生态脆弱性,提高抗御自然灾害能力,改善沿海地区人民生活环境和保障农业可持续发展等方面起着重要作用,开展沿海防护林生态效益监测将具有十分重要的意义。尽管政府和公众对防护林的重要性有较为统一的认识,但始终停留在定性的认识和评价方面,量化参数少,深度不够。近年来,我国提出了建立林业生态补偿机制,林业部门和政府有关部门也在这方面做了许多有益的尝试,但由于计量评价的理论、方法、技术准备不充分,补偿方案、措施、测算手段、计征标准、补偿额度、范围等可操作的手段尚不成熟,因而使得森林生态效益补偿难以落到实处。为此,需要采取适当的措施和手段对森林生态效益进行计量和补偿,解决林业外部效应和市场失灵问题,以确定森林生态效益所给予人类的确切贡献。这也是对森林生态系统、生态环境价值实现量化处理,并给予一定的社会承认,以便从根本上解决林业发展的动力和机制问题。

为了适应沿海防护林生态工程建设需要,全面客观地反映沿海防护林的生态、社会和经济效益,引起全社会的重视并对其承担义务,同时也为沿海防护林体系的规划设计提供科学依据,在慈溪市委、市政府的关心下,慈溪市农业局组织慈溪市林特技术服务中心和中国林科院亚林所两家单位,于2008—2011年对慈溪市沿海防护林生态效益开展了初步的监测和评价工作,以期为浙江省沿海防护林体系建设和生态效益评价提供参考。

第二章 慈溪市沿海防护林体系建设目标与研究内容

一、总体目标

以慈溪市沿海防护林基干林带为研究对象,监测森林在固碳释氧、改善空气质量、调节小气候、涵养水源、固土保肥改良土壤、防灾减灾、增加生物多样性和游憩功能等方面的生态功能,运用费用支出法、市场价值法、旅行费用法、享乐价格法、条件价值法等科学评价慈溪市沿海防护林的生态效益,为浙江省的沿海防护林体系建设和评价提供技术支撑和示范样板。

二、研究内容

(一)小气候调节效应

研究内容:选择滨海绿地和防护林带进行观测,研究森林在调节大气温湿度、改变降雨量、防风减灾、调节大气压和土壤温度等方面的效应。

研究方法:(1)滨海绿地观测,在试验区果桑林内和无林荒草地各设置一台Mornitor小型自动气象站(澳大利亚生产),测量指标主要包括大气温度、空气相对湿度、降雨量、风速、风向、大气压和土壤温度等。(2)防护林带观测:放置两台智能便携式数据记录仪(RC-HT501A)在林内中心部位和林缘(高度2m),监测温度、湿度的昼夜变化差异。(3)防护林带防风减灾监测:以十塘外为对照点,采用NK4000/4500手持气象站测定林带后1H、5H、10H和15H处风速(H为林带高度,6m),测定高度为1.5m。

(二)改善空气质量效应

研究内容:研究对比防护林内、不同滨海绿地和十塘外、工业园区中空气中负离子含量,探讨森林对环境空气的改善效应。

研究方法:采用ITC-201A空气负离子测定仪(日本产)测定。以十塘外滩涂和杭州湾新区工业园为对照点,测定沿海防护林海滨木槿、木麻黄和栾树三树种林内空气负离子含量日变化;在杭州湾滨海绿地试验区内,选择北部荒草地和生态农庄南边农田为对照。

(三)土壤改良效应

研究内容:研究沿海防护林和滨海绿地试验林在改善土壤物理特性(温度、含水量、容重、持水量、比重)、脱盐及改善土壤肥力等方面的功能。

研究方法:采用自动气象站的数据对比滨海绿地对土壤温度的影响;采用取样测定的方法,选择慈溪十塘外滩涂和九塘、十塘之间自然芦苇群落为对照,研究沿海防护林和滨海绿地试验林对土壤的物理和化学(肥力)改良效应。

(四)防护林固碳释氧效应

研究内容:研究沿海防护林和滨海绿地试验林吸收和固定CO的2价值量。

研究方法:通过径级标准木法建立木麻黄、中山杉等18个防护林典型树种各器官与径阶生物量的回归方程,从而估算各树种生物量;根据植物每生产1g干物质需要1.63gCO的原理,用由木材蓄积2量计算出的森林生物量乘以1.63得到该蓄积量所对应的林木所吸收和固定CO的实物量;根据造林成本作为森林吸收和固定CO的价值量。22

(五)防护林的生物多样性效应

研究内容:研究防护林下植物和动物多样性。

研究方法:选择2005年和2006年造林的防护林带开展调查,并选择8个主要造林树种的纯林地段(每个树种3-5行)进行。采用样方法取样,样方20m×40m,每个样方分成32个5m×5m的小样方。调查每个样方内所有乔木层植物的种类和数量,测量记录胸径、树高和冠幅。然后在相互间隔的8个样方内分别设置2m×2m小样方(灌木)和1m×1m小样方(草本、藤本),登记灌木、草本和藤本的种类、数量、高度和盖度等指标。记录群落的外貌和生境特征。计算出重要值,确定其优势种。透光系数用冠层分析仪拍照,计算而得。采用物种丰富度指数、物种多样性指数、群落均匀度指数等3类指标来测度和分析群落物种多样性与群落特征的关系。

三、技术路线

图1 慈溪市防护林效益监测技术路线

为稳步推进慈溪市防护林生态效益监测工作,项目研究形成了以慈溪市8块防护林长期定位观测为核心,生态定位观测站相支撑,专题调查、社会调查等相补充的慈溪市防护林生态服务功能监测和评估体系。研究人员以此为基础,采用数理统计、模型技术等手段,分析防护林资源状况,评价防护林生态效益,并形成专项成果,为政府部门制定相关政策、社会公众增进了解,为林业部门提高管理水平提供数据支持和科技支持。

第三章 慈溪市沿海防护林生态效益监测

一、沿海防护林工程造林技术

(一)立地条件概况

十塘江南岸防护林带东西长达12.5公里,土壤结构差异不大,但高程和土壤水分盐分存在显著差异,东段地势低洼(高程2.5m-3m),土壤来自从大堤外吸进的海泥堆积而成,盐分较重(平均含盐量0.5%以上),造林前地表植被只有柽柳。在西段陆中湾附近,地势较高,高程4.5m,盐度较低。

(二)工程造林技术措施

1.整地

按照统一规格要求,先进行平整地形,然后开沟筑路。在 100m宽的带状地段的纵向,沿中线开挖1条中央排水沟(宽2m,深1m),沿两侧各挖2条边沟(宽1m,深80cm)。横向,每隔50m开1条横向排水沟(宽1.5m-2m,深1m),构成一个完整的排灌网络体系。每个22网格形成一个台地,面积大约2000m-2500m。在台地上植树造林,每隔2m开一条小沟,(筑隙)以利排水。每200米挖一个储水池,面2积30m,灌溉用,里面加一点氮肥。

2.覆盖和套种

整地开沟工作在造林前一年秋冬季节进行。随即全面播种大麦(每亩20斤左右),条播,间距1.5m,种间少量散播。然后就地采购芦苇秸秆全面覆盖地面。春季造林完成,麦子黄熟后播种田菁(每亩7kg左右)。造林当年,林地基本全部覆盖,大麦、田菁任其自然生长和死亡,增加土壤肥力。

3.树种选择与林带结构配置

根据滨海绿化示范园中的树种试验初步结果,林带的中段和东段选择以下造林树种造林:木麻黄、金丝柳、中山杉、女贞、白蜡、国槐、乌桕、无患子、黄山栾树、银荆、弗吉尼亚栎、美国皂荚、黄连木、重阳木;灌木有夹竹桃、红千层、海桐、紫穗槐、海滨木槿等。

在西段陆中湾一带,地势较高,增加了湿地松、黄樟、墨西哥落羽杉等树种。

每个地段一般以中沟为界,把林带分为南北两区,各由相同的7-8个树种组成,每种3-5行。乔木树种设置在林带中央,株行距1.5m-2m;林带两侧各配置灌木2-3行,株行距1m-1.5m。

4.苗木与栽种

为了加快防护林建设进程,本工程项目采用大规格苗木造林。苗木规格一般要求米径3cm,高度2m-3m,带土球。个别树种因苗源状况不同,适当变通。例如,银荆苗木规格较大(米径4cm左右),2005年造林时,弗栎没有苗木,晚1年补充栽种,且苗木较小经过强度修剪,米径1cm-1.5cm。黄连木晚1年造林,苗木规格较小,米径1cm-2cm。造林苗木多数来自宁波、舟山、海宁,国槐是从江苏沭阳调运而来。苗木运到现场后,在2天内必须栽种完毕。少数树种造林成活率较低,第2年春进行补植。

挖穴大小一般50cm×50cm×50cm,每穴施放1-1.5有机肥(无泥炭)。

5.搭架防风

沿海风大,大苗造林必须采取防风措施。用2cm-3cm粗细的竹竿,沿种植行将树苗连接起来,在端部打上木桩和连体支架加以固定。

6.灌溉

造林当年夏季防旱是关键。3-4月间栽种时,随时灌水一次。6-8月间,灌溉2-3次。灌溉水源采用林带附近的十塘江的半淡水。

7.早期管护

造林后2-3年内,有专业管护队进行日常管护。包括清沟、第二次套种,防止风倒,调整支架,及时清除枯死木、风倒木、严重病虫木等,防治病虫害,防止人为活动危害等。

二、林木生长评价

2008年9-10月、2011年11月,对2005-2006年营建的慈溪市十塘江南岸防护林带的生长情况进行抽样调查,从东到西共设置了8块标2准样地,每块样地面积为800m(20m×40m)。逐株调查树高、胸径、冠幅、枝下高、风害、虫害、生长势和保存率等指标。表1 不同树种成活率统计表

(一)树种抗逆性表现

1.存活率

树种成活率主要由树种自身遗传特性及其对生长环境的适应能力两个方面决定的。通过考察树种的成活率,可以看出同一立地条件下,不同树种适应立地能力的差异。由表1可知:木麻黄、无患子、国槐、栾树、金丝柳、湿地松和黄樟等乔木的成活率都达到95%以上;女贞、白蜡、中山杉、乌桕、墨杉、弗栎和皂荚稍差;银荆、重阳木、四季杨和黄连木成活率最低,只有70%左右。灌木树种木槿、夹竹桃和紫穗槐成活率也达到了95%以上;红千层稍差(88%)。但上述树种在样地7、样地8的成活率普遍高于样地1~6。表2 不同树种生长势统计表表3 不同树种风害统计表

2.生长势

树种生长势是树种生长状况的综合评价。一般分为5级——

5级:枝叶郁郁葱葱,新梢生长旺盛;

4级:叶色正常,新梢生长一般;

3级:叶色淡黄,新梢生长量较小;

2级:部分树梢枯黄,基本未见新梢生长;

1级:植株枯黄,临近死亡。

根据上述标准,对不同树种进行了样地调查(见表2)。木麻黄、女贞、弗栎、中山杉、乌桕、金丝柳、墨杉和黄樟生长势均在4级以上,生长正常。无患子、白蜡、国槐、栾树、银荆、湿地松和四季杨等树种的生长势稍差;重阳木、黄连木生长势最差。

3.风害

台风每年给浙江省带来巨大的经济损失,建设优质海岸防护林来抵台风造成的各项损失是可行的。评价和筛选抗风能力强的树种是海岸防护林科研的重要内容之一。根据试验地区具体特点和现实需要,将风害等级划分为以下5级———

5级:没有风害迹象;

4级:树枝折断率10%-30%;

3级:树枝折断率大于30%,或树干倾斜度小于30毅;

2级:树干倾斜度30毅-60毅,或树干上部折断;

1级:树干中部折断,或树干翻倒。

从表3可知:高大乔木木麻黄、墨杉、湿地松和黄樟未见风害;银荆由于其根系浅、材质低劣,风害相对严重;金丝柳、女贞、无患子、白蜡、国槐、中山杉、重阳木、四季杨和皂荚等未见明显风害;黄连木和弗栎由于高度低,冠形紧凑,没有风害。上述树种,除银荆外,都可作为防护林树种。

4.虫害

海岸防护林是依据生态学原理建立的人工生态系统,系统的各个部分只有相互作用,保持动态平衡,海岸防护林才能稳定的发挥作用。不同树种不仅要适应立地环境,对于虫害的抵抗能力也是衡量树种能否作为防护林树种的标准之一。根据虫害5级标准对不同树种进行调查统计———

5级:没有虫害;

4级:虫害或病害轻微;

3级:食叶虫害较重,未见蛀干害虫;

2级:叶片因虫害所剩无几,或有蛀干害虫虫眼1-2个;

1级:蛀干害虫严重,或导致树干折断。

由表4的统计结果可知:木麻黄、女贞、中山杉、皂荚、弗栎、墨杉、湿地松和黄樟等树种虫害几乎没有发生;国槐、无患子、栾树、重阳木、乌桕、金丝柳、银荆虫害有所发生;白蜡、四季杨、黄连木虫害较重,其中白蜡主要是蛀干害虫,四季杨是食叶害虫。表4 不同树种虫害统计表

(二)树种生长比较分析

1.不同乔木树种胸径比较分析

海岸防护林建于杭州湾南岸的海涂。试验调查的1~6样地是未经过整地、直接在海涂造林,立地条件基本相同;7、8样地采取的客土垫高措施,相对海拔略高于1~6样地。

胸径大小是衡量原木出材量和生长量的重要指标。对胸径进行比较可以得知不同树种的速生性及其在群落中的地位。表5为不同树种平均胸径统计表。由表中可以看出:平均而言,金丝柳的胸径最大,尤其是在7、8样地上胸径明显大于1~6样地;其次为木麻黄,但在1~8样地胸径差异并不明显;湿地松和墨杉在低盐立地条件下,胸径生长量也较大;居于最后的是重阳木、黄连木。总体而言,同一树种在7、8样地的胸径要大于1~6样地。盐度对不同树种的胸径生长影响不同。胸径生长由大到小依次为:金丝柳>木麻黄>银荆>湿地松>墨杉>黄樟>白蜡>女贞>四季杨>中山杉>国槐>无患子>栾树>乌桕>皂荚>重阳木>黄连木>弗栎。表5 不同树种平均胸径统计表(2008年)备注:在2005年造林时,表中大多数树种苗木规格,米径3 cm、苗高2m-3m,但银荆苗木较大,米径4cm,黄连木和弗栎迟1年栽种,黄连木苗米径2cm左右,弗栎苗米径1cm-1.5cm。

2.乔木树种径阶比例分析

表6为样地1-6内所用树种在不同径阶的分配比例统计,从中可以看出各树种的胸径分布范围及种间径阶比例关系。木麻黄的径阶分布范围最广(3cm-11cm),其中7cm、8cm两个径阶所占株数的比例超过50%,优势木和被压木相对较少。这说明木麻黄已经郁闭,并发生种内竞争;其次,金丝柳的径阶分布为5cm、10cm,7cm、8cm两个径阶所占株数比例达到73.69%,同时9cm、10cm径阶也有相应比例。这说明金丝柳胸径生长迅速,能适应高盐度、高pH的海涂立地;银荆胸径生长较木麻黄差,低径阶(3cm-5cm)林木株数较多。依据胸径在不同径阶分布比例,各树种由大到小依次为:木麻黄> 金丝柳> 银荆> 四季杨> 乌桕> 国槐> 白蜡> 栾树> 无患子> 女贞> 重阳木> 皂荚> 中山杉> 黄连木。表6 1~6样地树种径阶分布比例统计表

表7为7、8样地径阶分布比例统计。由于这两个样地采取了客土垫高,所以相对海拔较高,盐度较低,因此对于耐盐性较差的树种,其生长状况可能好于样地1-6。金丝柳为生长最迅速的树种,胸径最大径阶已经达到12cm,径阶范围最大,胸径大小分化明显;其次为银荆,胸径生长量明显大于高盐度的立地;湿地松在6cm-7cm径阶上林分株数占总株数比例的77%;木麻黄和墨杉的径阶分布范围相同3cm-8cm,但木麻黄的径阶分布小于样地1-6胸径分布范围。在7、8两样地树木径阶分布范围小于样地1-6径阶范围的树种还有银荆、中山杉、白蜡、栾树、四季杨。出现这种情况主要是由于这两个样地的立地条件相对好些,使得树种有充分的生长空间和生长资源而没有进入种内和种间竞争阶段,以至于没有出现径阶分化;径阶数量相同、径阶相应增大的树种有金丝柳、女贞和无患子,这三个树种整体胸径生长量增大,这说明他们能很好的适应当前的立地条件。国槐胸径生长量最小,3cm-6cm径阶株数占总株数的90.25%,较样地1-6径阶分布范围2cm-6cm还要大,这说明国槐已经进入了种内竞争状态,林分已经开始分化为优势木、中间木和被压木3层。同一树种,在不同盐度条件下径阶生长量不同。由大到小:金丝柳>银荆>湿地松>木麻黄>黄樟>墨杉>白蜡>无患子>女贞>中山杉>四季杨>栾树。表7 7~8样地树种径阶分布比例统计表

图2为同一树种在样地1-6与样地7、8胸径生长的平均水平比较。其中,金丝柳、女贞、中山杉、国槐、白蜡、无患子和银荆等树种的胸径在低盐的样地7、8生长量明显大于样地1-6。栾树胸径生长量有所增加,但不明显。木麻黄和四季杨的胸径生长量则略有降低。这说明:木麻黄和四季杨更能适应高盐度立地;

金丝柳、女贞、中山杉、国槐、白蜡、无患子和银荆等树种更适宜在低盐立地条件下生长。

3.不同乔木树种平均高比较分析

林木的高度是反映林木生长状况的数量指标,同时也是反映林分立地质量高低的重要依据。由表8可知:金丝柳的树高最大,其次为木麻黄,弗栎高度最小,在2.3m左右。另外,样地7、8的树高明显高于样地1~6的树高。树高由大到小依次为:金丝柳>木麻黄>湿地松>银荆>四季杨>白蜡>墨杉>皂荚>乌桕>黄樟>栾树>国槐>重阳木>中山杉>女贞>无患子>黄连木>弗栎。

4.树种生长速率

表8 不同树种平均树高统计表

年平均生长量是衡量单位时间内树木生长量的指标。通过对各树种的相对生长率进行研究(见表9),得到以下结论:木麻黄的相对生长率最大;其次金丝柳;栾树、弗栎的相对生长率最小。不同树种相对生长率由大到小依次为:木麻黄>金丝柳>无患子>银荆>女贞>皂荚>重阳木>中山杉>乌桕>白蜡>国槐>栾树>弗栎。表9 不同树种年平均生长量统计表表10 不同灌木树种生长指标统计表

5.灌木树种生长量

通过对紫穗槐、夹竹桃、海滨木槿和红千层冠幅和树高进行统计对比(见表10),可以看出:紫穗槐所占生长空间最大,其树高和冠幅均比其余三个灌木树种大;其次为夹竹桃,红千层树高和冠幅的生长量均为最小。表11 不同树种材积量统计表总蓄积:701.947902+415.6091+153.0676338+306.4442716+239.2497+226.1346306+247.0154697+161.1045+160.3330786+137.7351556+117.35522+100.8317634+140.795679+8.497877+3931.813425=7499.471 m

6.乔木立木蓄积量

(三)树种综合评价

示范林总体造林成活率达到85%以上,总体长势良好。2007年下半年已经基本郁闭成林。2008年7月下旬“凤凰”台风袭击,林带经受考验,除银荆风倒严重之外,各树种成活率良好。

其中生长速度最快的是金丝柳、木麻黄、银荆,其次是洋白蜡、乌桕、国槐、四季杨,这些树种年均直径生长均达到1cm以上。栾树、无患子、中山杉、重阳木、女贞、黄连木依次,弗栎生长速度较慢,但单株分化严重,最高的单株胸径达到8cm,也有胸径在1cm左右的单株,需要进一步选择改良。表12 慈溪沿海防护林树木抽样生长情况(2008年)

除银荆、洋白蜡、四季杨、重阳木、黄连木、女贞外,其余树种成活率均在90%以上。树木成活率和树种抗性密切相关,据2007年初调查,除黄连木由于栽培季节原因成活率较低外,树种成活率均在95%以上,其中银荆是由于2007年台风的影响而出现大面积死亡。

病虫害评价:由于立地条件恶劣,对一些树种的虫害发生具有一定影响。出现蛀干虫害主要有洋白蜡、四季杨,许多因虫害而折断。金丝柳、木麻黄也有少量单株出现天牛,但未影响到树木长势。有食叶害虫危害的树种包括重阳木、国槐、乌桕、弗栎等,其中重阳木危害较重。

风害程度是防护林树种的重要评价因子,在这几个树种中,出现风倒倾斜最严重的是银荆,其次冠幅较大的金丝柳、木麻黄也出现一定的倾斜、断枝。栾树、女贞也出现一定的风倒,是由于土壤扎根较浅的原因,在采用支架后,林木并未死亡,生长势良好。

除银荆、重阳木、四季杨外其余树种生长势均良好,差异不大。其中木麻黄、金丝柳、女贞、中山杉、乌桕、国槐总体长势良好。洋白蜡虽然出现一定程度的折断,但由于萌枝性强,叶色依然翠绿。

1.树种综合评价

根据选择目的,将树种性状分为适应性、抗逆性和景观生态价值3个部分,调查包含了树高、胸径、成活率、生长势、冠幅(灌木)、风倒、虫害、观赏价值等多项指标,采用定性与定量相结合的方法,建立多因子评价指标体系,各部分权重采用具体方法同前。

从示范林树种的实际得分情况来看,和树种试验结果一致,说明选择效果较好。在进一步工作中,部分树种如银荆需要淘汰更新。洋白蜡、四季杨,金丝柳要注意防虫,女贞需要支架,对于弗栎需要更进一步制订育种计划,加快树种生长速度。表13 树种选择综合评价体系表14 防护林树种得分情况

2.结论

通过对木麻黄、女贞、无患子、白蜡、国槐、弗吉尼亚栎、中山杉、栾树、重阳木、乌桕、四季杨、金丝柳、银荆、墨西哥落羽杉、湿地松、黄樟、美国皂荚和黄连木等18个乔木树种,海滨木槿、夹竹桃、红千层、紫穗槐等4种灌木树种进行生长量和生物量两个方面的分析,得到以下结论:(1)盐度是影响海岸防护林成活率的重要因素。海涂造林前,应对不同宜林地进行盐分调查,并以此为据,选择不同耐盐能力的树种进行造林,也可以对高盐度的海涂采取开沟、客土垫高等降盐措施,保证造林树种成活。在海涂直接造林,木麻黄、无患子、国槐、栾树和金丝柳等乔木,木槿、夹竹桃和紫穗槐等灌木的成活率都达到95%以上。(2)树种的生长速率是影响防护林效益的重要因素。8年生的金丝柳、湿地松、黄樟和木麻黄胸径达到6cm-8cm,树高5m-7m,树高和胸径的年平均生长量分别达到了1.00m/a、0. 76cm/a以上,成活率达到95%以上,可作为沿海防护林速生树种推广应用,也因为其速生性,单位面积的生物量也很高;墨西哥落羽杉和弗栎胸径和树高的生长量较低,但生长势良好,成活率也较高。因此,在造林时可将具有不同生长速率的树种进行搭配,合理利用生长空间和土壤养分,促进树木生长;另外,不同树种对盐度高低的反映不同。在低盐度立地,木麻黄和四季杨在胸径和树高生长均小于高盐度立地,但生长状况良好,这说明这两个树种对盐分的适应范围比较宽;金丝柳、女贞、中山杉、国槐、白蜡、无患子等树种在盐度低的立地条件下生长较好。(3)一般情况下,截干造林有利于苗木造林成活,并使林木冠幅增大,增强防风能力和光合作用。金丝柳和女贞截干后分叉数量最多,防风能力很强;银荆截干后萌生枝条也很多,但由于其材质很脆,在强风条件下,易发生折断;木麻黄、女贞、无患子、白蜡、国槐、栾树、乌桕等树截干后枝条数量也很多,平均3个左右。(4)树种在防风过程中,自身受到伤害的程度也是筛选防护林树种的标准之一。调查发现:主干高、冠幅较大的木麻黄、湿地松、黄樟和金丝柳没有明显风害,银荆受害严重。其余乔、灌木也没有明显风害发生。这主要是造林过程中考虑到不同树种的树高、冠幅、叶面积等因素,进行合理配置的结果。因此,在海岸防护林的树种搭配时,必须考虑树种特性。必须选择那些在适宜立地条件上生长时风害程度小的树种。(5)木麻黄、女贞、中山杉、皂荚、弗栎、墨杉、湿地松和黄樟等树种虫害几乎没有发生;国槐、无患子、栾树、重阳木、乌桕、金丝柳、银荆虫害有所发生;白蜡、四季杨、黄连木虫害较重,其中白蜡主要是蛀干害虫,四季杨是食叶害虫;(6)总体看,木麻黄、国槐、弗栎、中山杉、乌桕、金丝柳、黄连木、皂荚等乔木能适应高盐度的立地,生长状况良好,其中乌桕、皂荚、黄连木还能产生果实,上述乔木的生长势均在4级以上;女贞、无患子、白蜡、栾树、银荆等树种的生长势稍差,主要原因有两方面:不能很好地适应高盐度的立地,虫害时有发生;重阳木、四季杨生长势最差。(7)灌木树种紫穗槐、夹竹桃、木槿和红千层生长势良好,没有虫害,在高盐度的海涂可以正常生长。

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