論榆樹疏林草原的類型及經(jīng)濟利用

論榆樹疏林草原的類型及經(jīng)濟利用

1松樹種質(zhì)資源的生態(tài)作用稀疏的森林和牧場是適應(yīng)半干旱和半濕潤天氣的典型隱堿性沙地植物群落。它主要分布在中國松遼平原的科爾沁沙地和內(nèi)蒙古高原的渾山酋長沙地。最北可能是內(nèi)蒙古呼拉爾河流域的南部。榆樹疏林分布在沙地生境上,是防風(fēng)固沙、保護沙區(qū)生態(tài)環(huán)境和周邊土地資源的一種重要的植物群落類型,也是耐旱沙生植物的重要物種基因庫和草原野生動物的重要避難所和棲息地。然而,由于人類的干擾(如毀林開荒、過度放牧、甚至片面地建立人工林群落等),不同程度地破壞了榆樹疏林的生態(tài)環(huán)境,影響了其特有的生態(tài)作用。榆樹種質(zhì)資源在科爾沁沙地分布的歷史悠久、面積廣泛、作用突出,有著重要的生態(tài)、經(jīng)濟和社會地位,是科爾沁沙地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成單元。其是否存在,關(guān)系到其他單元的存在,關(guān)系到整個生態(tài)系統(tǒng)的變化,不可替代性強。科爾沁沙地大面積開墾是破壞森林最嚴(yán)重的行為,這一行為由來已久,持續(xù)時間長,破壞嚴(yán)重。據(jù)胡孟春、張柏忠、陶炎等人的研究,科爾沁地區(qū)歷史上曾有過三次大的農(nóng)墾活動時期,即新石器時期、遼金時期和近期。經(jīng)歷了上述種種歷史性的行為考驗,科爾沁沙地的森林資源發(fā)生了根本性的變化,在這一歷史變革中又有多少物種滅亡很難說清。相對而言,榆樹資源還是較幸運保留下來的物種之一。但是現(xiàn)有榆樹資源類型則是以殘次生疏林為主,種質(zhì)資源的種類以白榆(UlmuspumilaL.)、鉆天榆(UlmuspumilaL.cv.pyramidalis)春榆(UlmusdavidianaPlanch.var.japonica(Rehd.)Nakai)、大果榆(UlmusmacrocarpaHance)、新疆大葉榆(UlmuslaevisPall.)、裂葉榆(UlmuslaciniataMayr.)為主,其種類、結(jié)構(gòu)、年齡、功能和穩(wěn)定性都遠(yuǎn)不如過去,具體表現(xiàn)在樹齡老化,自然消亡長期得不到更新;病蟲害常年危害,造成樹勢衰退,生長不良;人為濫樵、濫墾、濫牧不斷,榆樹資源面積急劇減少。目前,分布在科爾沁沙地的榆樹資源總面積僅有41.4萬hm2,現(xiàn)存40多株上百年的古樹,這些古老的大樹不僅在適應(yīng)性和抗逆性方面表現(xiàn)超群,而且或干形高大通直,或枝條垂地,樹形優(yōu)美,已成為重要的林業(yè)基因資源,具有很好的保存和利用價值。2區(qū)域主導(dǎo)地位的重要優(yōu)勢科爾沁沙地曾經(jīng)有過豐富的森林資源。據(jù)歷史資料記載,古時候這里曾是森林閉郁,水草豐美,河流縱橫。西拉木倫河沿岸及北部的罕山東南至老哈河一帶到處是“材植甚茂”的森林,有“平地松赫”和“千里松林”之稱。直到清朝初期,這里仍是森林海洋。但是,多世紀(jì)的歷史變遷和人為活動的頻繁出現(xiàn),這里的景觀與許多地區(qū)一樣,發(fā)生了根本的變化。榆樹資源就是科爾沁沙地在發(fā)生量變和深刻質(zhì)變過程中,逐步產(chǎn)生的又一重要森林資源。也就是說,在地理上的形成與演變的歷史過程中,這里為古老的榆科樹種生存塑造了適宜的生態(tài)環(huán)境,從而形成了多種榆樹種不斷分化,自然基因庫逐步形成的事實。其中榆屬、刺榆屬和樸屬的樹種是典型代表。這些資源在一定時期成為科爾沁沙地的主要森林景觀,對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)、經(jīng)濟和社會發(fā)展起到了積極作用,成為養(yǎng)育一方人口的重要資源。然而,隨著人口的不斷增加,濫墾、濫伐、濫牧活動的加劇,使這一資源也發(fā)生了根本性的變化,經(jīng)歷了“榆樹森林——榆樹森林草原——榆樹疏林草原——零星榆樹草原或沙地”這樣一個退化演替過程?，F(xiàn)在零星分布在科爾沁沙地的40多株有記載的古榆樹就是歷史的見證。建國后在“左”的路線干擾下,以糧為綱,開荒嚴(yán)重,科爾沁沙地植被遭到進一步破壞,沙漠化土地繼續(xù)擴展,雖經(jīng)大力治理,局部地區(qū)得到改善,但科爾沁沙地生態(tài)環(huán)境惡化的總趨勢尚未得到控制,殘存的榆樹疏林仍繼續(xù)遭到破壞。1998年我們對科爾沁沙地12個旗(縣)的榆樹疏林草地進行了調(diào)查,其中11個旗(縣)仍有天然榆樹疏林草地分布,總面積4139km2(表1)。分布的立地條件包括沙丘、平緩沙地、丘間灘地(即坨、沼地和一些甸子地),而以固定沙丘和固定平緩沙地為主,在流動沙丘和流動平緩沙地上亦有分布?？梢?榆樹疏林草原適生于科爾沁沙地多種氣候、土壤、地貌類型等立地條件。分布面積最大的是內(nèi)蒙古的科爾沁右翼中旗,其次是內(nèi)蒙古的扎魯特旗、科爾沁左翼后旗和科爾沁左翼中旗?？茽柷呱车氐挠軜涫枇植菰?jīng)過長期的破壞,已經(jīng)殘缺不全。從1988年、1994年、1996年的三個年代衛(wèi)星影像上可以看出,近年來破壞速度加快。如科爾沁左翼中旗,八年間面積減少了66.69%(表2和圖1)。而這一地區(qū)的耕地面積平均每年增加13,590hm2。照此發(fā)展,10年內(nèi)科爾沁沙地的榆樹疏林草原將全部消失?？谱蠛笃焯烊挥軜淞值氐倪f減進程與科左中旗基本相同,該旗草地面積和有闖田的草地面積占全旗面積的49.5%。按比例,其天然榆樹林地面積應(yīng)該很大,而如今其榆樹林地和榆樹疏林草原之和僅占該旗面積的8.23%,而且成片的榆樹林地已不多見。3疏林群落組成分類科爾沁沙地的榆樹疏林草原,通常由喬木、草本或喬木、灌木、草本二個或三個層次構(gòu)成,按疏林群落組成可分為白榆疏林草原、白榆疏林灌叢草原、大果榆疏林草原、大果榆疏林灌叢草原、白榆+大果榆疏林草原和白榆+大果榆疏林灌叢草原六種類型。下面著重討論榆樹疏林草原類型中的榆樹疏林結(jié)構(gòu)。3.1疏林下疏林分布格局白榆疏林草原是科爾沁沙地分布面積最大范圍最廣的一種類型。我們在七個旗(縣)設(shè)8塊樣地進行調(diào)查。白榆疏林分布結(jié)構(gòu)(表3)。表3指出,白榆疏林有團塊狀和散生兩種分布方式,冠幅覆蓋度多在50%以下,密度約50株(團塊)/hm2,局部地段120株(團塊)/hm2以上,團塊內(nèi)的冠幅蓋度接近100%,但多分布在立地條件較優(yōu),少或無人為破壞地段。無論是疏林間或疏林內(nèi)榆樹個體的分布都極不均勻,為成群、成簇的集群分布格局。科爾沁沙地的現(xiàn)存大部分白榆疏林草原,由于過牧、濫伐破壞嚴(yán)重,種群結(jié)構(gòu)極不正常,難以長期保存和發(fā)展,同時干形也很差。由表4可見,白榆生長低矮,高10m以上大樹很少,而且60%以上植株干形彎曲,主干枝下高短,多在2m以下,用材價值不高。3.2結(jié)構(gòu)和干型這種類型在科爾沁沙地分布也較普遍,其一般結(jié)構(gòu)和干型見表5和表6。主要是白榆+小葉錦雞兒和白榆+山杏灌叢,密度較高,蓋度較大,水平結(jié)構(gòu)和垂直結(jié)構(gòu)都較豐富,但干型彎曲。3.3布結(jié)構(gòu)改善布主要分布于吉林省通榆縣,在向海自然保護區(qū)有大面積分布,其結(jié)構(gòu)見表7。大果榆疏林的密度高、蓋度大,種群結(jié)構(gòu)屬于穩(wěn)定型,小樹多而中齡樹少,沒有大樹,大果榆干形多彎曲(80%以上),主干枝下高僅1m多(表8)。3.4里紅、大果榆物種組成分布于科左中旗的烏斯吐地區(qū),建群種大果榆樹冠蓋度、密度和高度都較大,灌叢有山杏、胡枝子、山里紅等物種較為豐富,已劃為縣級自然保護區(qū)(表9),大果榆種群結(jié)構(gòu)表明,屬穩(wěn)定增長型,干形彎曲(表10)。樣地14所在地科左中旗烏斯吐林場平緩固定沙地上分布的大果榆疏林灌叢草原,因近幾年保護較好,疏林下草本植物生長繁茂、蓋度大,狼、狐、野雞等野生動物種類增多,生態(tài)環(huán)境良好。3.5白榆品種分布于科左中旗,其一般結(jié)構(gòu)為:白榆密度、蓋度、高度等均大于大果榆(表11),白榆種群結(jié)構(gòu)指出,幼樹、小樹較多,中齡樹較少,幼苗亦多,如能控制過牧,即可成為增長型種群,其內(nèi)白榆干形全部彎曲(表12)。3.6種群結(jié)構(gòu)及疏林草原類型的分布特點這種植被類型分布于科左后旗大青溝自然保護區(qū),喬木樹種有大果榆和白榆,灌叢有山里紅和山杏,白榆密度較大,90團塊/hm2,大果榆僅40團塊,但大果榆冠幅覆蓋度、高度和胸徑均大于白榆(表13)。就種群結(jié)構(gòu)而言,白榆屬增長型,而大果榆較為穩(wěn)定,樹木干形白榆彎曲比率高,大果榆較直干形多于白榆(表14,15)。根據(jù)以上種群結(jié)構(gòu)分析,科爾沁沙地分布的6種榆樹疏林草原類型,普遍存在幼苗少或無。分布面積最廣的白榆疏林草原尤為嚴(yán)重,缺少幼苗幼樹,疏林難以發(fā)展;而白榆與其它喬灌木混交類型,結(jié)構(gòu)則較均勻,有幼苗、幼樹,小樹、中齡樹也較多,多屬穩(wěn)定型種群,其原因可能與物種多樣性增加,抗干擾能力增強有關(guān),同時白榆疏林草原內(nèi)優(yōu)良牧草較多,放牧強度增加亦是重要影響因素。3.7松樹干型彎曲的原因立地條件的差異造成樹木生長的差異,在水分條件好的地段榆樹可以形成密林,但一般情況下以疏林的形式出現(xiàn)。根據(jù)以上的調(diào)查資料統(tǒng)計得知,白榆的干型呈現(xiàn)彎曲的占79%,只有21%的樹木干型較直。大果榆干形彎曲的占75%,只有25%的樹木干型較直。刺榆的干型相對較好,80%的干型比較通直。根據(jù)植物志對榆樹的描述,榆樹是比較耐旱的樹種,生長速度較快,干型通直,材質(zhì)堅硬,是很好的用材樹種。榆樹疏林草原群落內(nèi)榆樹的干型彎曲并非榆樹本身的生物學(xué)特性決定的,是由于環(huán)境和人為原因造成的,主要有以下三個方面的原因:1)由于在生長過程中受到牲畜的啃食,樹苗的頂芽被破壞,生長彎曲;2)負(fù)向選擇的結(jié)果:干型好的樹木被當(dāng)?shù)厝罕娍撤ビ糜谏a(chǎn)和生活,留下的多是干型彎曲的。3)散生的樹木,由于空間充足,多表現(xiàn)為具有較大的冠幅。既然干型彎曲不是榆樹本身的生物學(xué)特征,那么榆樹干型彎曲的缺陷就是可以改變的。我們在調(diào)查中發(fā)現(xiàn),在團塊狀分布狀態(tài)下,位于中間的榆樹干型普遍比較通直,如前所述的24株一團塊的榆樹林地,有70%的樹木干型是通直的。根據(jù)森林植物生長的特性,在林內(nèi)由于樹木之間的自然整枝作用,樹木的高生長明顯高于直徑生長,樹木通直,側(cè)枝很少,而在散生狀態(tài)下,往往具有較大的樹冠。所以我們可以把榆樹團塊狀布置就可以改變榆樹干型彎曲的缺陷。4沙區(qū)主要沙丘類型(1)榆樹種質(zhì)資源在科爾沁沙地分布的歷史悠久、面積廣、作用突出,有著重要的經(jīng)濟、生態(tài)和社會地位,現(xiàn)已成為維持科爾沁沙地生態(tài)平衡的重要林木資源。(2)榆樹疏林草原總面積達到41.4萬hm2,占科爾沁沙地總面積的3.5%,適生于科爾沁沙地各種沙丘類型上,11個旗縣均有分布,具備大面積推廣的條件。(3)榆樹疏林草原的類型多樣,具有多種經(jīng)營利用方向,生態(tài)效益和經(jīng)濟效益相結(jié)合。主要類型可以劃分為以下三種:Ⅰ型:散生的榆樹疏林草原。榆樹稀疏地散生于沙地草原上,有效地保護著牧草的生長,同時