榆阳区三北防护林工程区林分退化调查与修复对策

马旺彦，周飞梅，李红美，郭晓静

(1.榆阳区林草生态修复中心；2.榆阳区草原工作站，陕西 榆林 719000)

退化林分是指因自然、生理和人为干扰等因素导致林木生长衰退，林分结构不合理，防护功能下降的人工起源乔木林、灌木林和林带。通过更新修复(皆伐，林(冠)下造林，萌芽、伐桩嫁接、渐进)、补造修复、抚育修复(抚育复壮、平茬复壮)等营造林措施，改善林分结构，提高林分质量和防护功能的修复过程，可延长或缓解林地退化进程，提高林地生态服务功能和价值，大幅降低生态治理成本，维护国土安全，有效保障人民正常生产和生活。我国自1978年开始建设并取得举世瞩目成就的三北防护林，经过40多年的发展，一些地域的一些林分不同程度出现了退化现象，有必要对其进行调查和评估。尤其对生态条件严酷、脆弱，风沙等自然灾害严重、频繁，人工防护林面积较大、占比较高，地处毛乌素沙漠的榆林市榆阳区人工林生长与退化状况进行调查、评估，给科学合理修复、保护提供依据和参考意义重大。

1 榆阳区三北防护林工程区概况

榆阳区位于陕西省北部，地理坐标东经108°56′～110°24′，北纬37°48′～38°55′，北与内蒙乌审旗相接，东与神木毗邻，西与横山相连，南与米脂、佳县交界，东西长128.3 km，南北宽124 km，总面积7 053 km2。温带半干旱大陆性季风气候，地形地貌复杂，丘陵、荒漠滩地与干旱少雨并存，大体呈“七沙二山一分田”格局，海拔870～1 405.4 m，由东西向明长城分为2个地貌单元，长城以北是风沙草滩区，约占总面积的76.1%，地势开阔平坦，沙丘连绵不断，滩地、海子星罗棋布，主要土壤类别有流动风沙土、半固定风沙土和固定风沙土；长城以南是黄土丘陵区，约占总面积23.9%，气候干燥寒冷，风多雨少，冷热剧变，四季分明，光照条件好，水分供应较差，年湿润指数为0.45.年均降水量358.1 mm，且66%集中在7-9月，年均蒸发量1 905 mm，年均气温8.8 ℃，极端高温38.6 ℃，极端低温-32.7 ℃，年≥10 ℃积温3 217.6 ℃，土壤类别主要有绵沙土、黄绵土、红土、黑垆土、淤土、红黄土、淡栗钙土等。全区自然植被有高等植物527种，分属87科290属，乔木主要有旱柳、刺槐、油松、侧柏、合作杨、白榆、樟子松、梨、枣、杏、桃等，灌木主要有沙地柏、柠条、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。

榆阳区矿产资源丰富，社会经济发展较快，是三北防护林体系建设的重点县区，也是国家防沙治沙示范区建设的重点县区。自1978年三北防护林建设工程启动以来，全区认真完成国家三北防护体系建设目标任务，先后开展了以营造防风固沙林和水保持林为重点的五期三北防护林体系建设工程， 其中一期(1978-1985年)工程以长城沿线和城市周边等防护林带建设为重点，完成了杨树、柳树、刺槐、樟子松、柠条、紫穗槐造林81 333.37 hm2；二期(1986-1994年)工程以承包治沙和生态经济型防护林体系建设为主,完成了杨树、柳树、樟子松、刺槐、柠条、紫穗槐、沙地柏等造林67 333.37 hm2；三期(1995-2000年)工程以杏产业基地建设和樟子松沙地造林为主,完成造林41 333.35 hm2；四期(2001-2010年)工程以退耕还林等重点林业工程建设为主，完成了樟子松、侧柏、杏树、桑树为主的造林23 433.35 hm2；五期(2011-2013年)工程以长柄扁桃基地建设和樟子松沙地造林为主,完成了造林16 666.68 hm2。据统计，截止2021年底，全区造林保存面积323 040.16 hm2，其中乔木林43 360.02 hm2，灌木林279 680.14 hm2，林木覆盖率45.8%；全区38万公顷荒沙得到固定或半固定，44.45万公顷荒山荒地实现了以灌草为主的低标准治理，22.22万公顷农田基本实现林网化，全区基本形成了“乔、灌、草”配置与“带、片、网”相结合的综合防护林体系。风沙危害、水土流失明显减轻。

2 退化林分调查方法

2.1 林木退化标准

根据榆阳区自然条件、地带性植被类型、人工林生长状况，参照《三北防护林退化林分修复技术规程》，制定榆阳区三北防护林达到以下条件之一者即为退化林，一是进入成过熟期，林分衰败，林木生长衰退，防护功能下降的乔木林；二是主林层出现枯死木、濒死木株数占小班株数5%以上，难以自然更新恢复的乔木林；三是郁闭度在0.3以下，林木分布不均匀、生长衰退、防护功能下降的中龄以上乔木林；四是覆盖度在40%以下，分布不均匀，老化、退化，防护功能下降，难以自然更新恢复或难以维持稳定状态的灌木林；五是连续缺带20 m以上且缺带长度占整条林带长度20%以上，林相残败、结构失调、防护功能差的林带。

2.2 调查方法

利用榆阳区2020年森林资源管理“一张图”成果的县—乡(林场)—村(林班)—小班区划体系，采用遥感判读和现地调查相结合的调查方法。在收集分析退化林范围、地类和管理属性等资料基础上，依据最新的森林资源管理“一张图”和遥感影像，初步筛选退化林图斑并进行现地调查确认。其中业内判读以最新的森林资源管理“一张图”数据库为基础，按照界定标准结合已掌握的退化林分状况和最新的高清卫星影像，采用ArcGIS软件初步筛选退化林图斑；外业调查按照退化林界定标准对初步筛选图斑逐块进行外业调查，现地界定并区划退化面积，调查退化成因和退化程度，核实其他属性因子；通过样线调查法对林分起源、优势树种(组)、郁闭度(覆盖度)、龄组、平均胸径、平均树高等6项林分因子和土地权属、林种、森林类别、工程类别、国家级公益林保护等级、林地保护等级、事权等级、主体功能区、林地功能分区等9项管理因子以及退化林木比例、郁闭度、覆盖度、疏透度等退化因子，以最新森林资源管理“一张图”数据库为基础，逐项现地调查核实，测定相关数据，填写相关调查记录表格，完善调查数据库，生成退化林“一张图”。

2.3 退化林面积计算

用高斯-克吕格投影、CGCS2000国家大地坐标系3度分带投影求积，根据现地GPS定点确定调查面积。

3 榆阳区三北防护林建设工程区林分退化状况

3.1 退化面积

经调查和计算，榆阳区三北防护林建设工程区退化林面积28 360.34 hm2。其中：乔木林1 570.58 hm2(国有1 073.15 hm2，集体497.43 hm2)；灌木林26 789.76 hm2(国有9 621.25 hm2，集体17 168.51 hm2)。

3.2 不同乔木树种林分退化情况

榆阳区三北乔木防护林主要有杨树纯林、刺槐纯林、杨树刺槐混合林等，共计1 570.58 hm2，也有少量柳树、杏树等片林。林下团状分布有紫穗槐、锦鸡儿、忍冬、沙棘、胡颓子、栓翘卫茅等灌木。林木树种单一且造林密度大。图1显示，榆阳区退化乔木林不同林种面积不同，其中最大者是杨树林，面积为962.80 hm2，其次为刺槐林，面积为298.44 hm2，柳树林、其他软阔类面积也较大，二者合计面积191.89 hm2。按龄组分为成熟林190.89 hm2，近熟林722.08 hm2，中龄林410.54 hm2，幼龄林247.08 hm2。

图1 榆阳区三北工程区不同树种退化情况

全区三北防护林建设过程中，以杨树为优势种的退化林962.80 hm2，杨树虽然育苗简单、成活率高、生长速度较快，在生长过程中所需水分和养分量较大，纯杨树林病虫害相对较多，极易形成生长不良的“小老头”树，且寿命较短，随着树龄的增长，树冠逐渐萎缩且树高生长停止，整体呈现出明显的衰老退化现象。现在全区80%的杨树已达到近熟林及过熟林阶段，且在杨树林下很少发现幼苗、幼树生长，灌木林生长较为旺盛，防护林林分结构、树种组成等整体不够科学合理，有的栽植密度过大，如团状分布的树林密度过大，遮阴严重，林木之间生存竞争激烈，造成弱势林木逐渐衰退，林下植被生存环境比较差，无法自然更新与恢复。

3.3 不同林种退化情况

图2所示，榆阳区大部分退化林主要为国有林，包括水源涵养林42.96 hm2、水土保持林246.43 hm2、防风固沙林783.76 hm2，占退化防护林的68.3%，集体林地中退化防风固沙林为369.44 hm2，占集体林的74%。形成这种退化的原因主要有三方面：一是选地和整地不当、栽植密度过大，有些林地土壤贫瘠，有机质含量较低，保水、保墒能力较差，无法满足林木生长实际需求，更不利幼苗生长；二是受传统盈利观念的影响，导致有些地块的造林密度过大，不能满足养分和水分的需求，影响林木的健康生长，使林木抵抗自然灾害的能力下降；三是栽植以后管护不到位，未采取科学的水肥管理措施，无法满足林木生长的需求，导致树高和胸径的生长受到影响，因而退化严重。

图2 榆阳区三北工程区不同林种退化情况

3.4 榆阳区三北防护林工程区林分退化程度

经调查，榆阳区现有退化林28 360.34 hm2，其中重度退化林2 027.94 hm2、中度退化林26 332.40 hm2。按退化原因分为生理原因退化28 351.31 hm2，立地原因退化9.03 hm2。其中灌木林退化占94.4%，主要原因有生理过熟、经营管理不到位、病虫危害和人畜破坏等因素造成。

4 退化林分修复对策

榆阳区三北防护林工程区退化林分修复，应按照因地制宜、尊重自然、突出重点、分类实施的原则，分区域、分类型、分年度逐步开展。

4.1 择伐补植修复

榆阳区现在需进行择伐补植修复的防护林有191.49 hm2，其中可进行单株择伐修复的防护林146.62 hm2，根据分布状况，伐除枯死、频死木，补植樟子松、班克松等常绿针叶树种，更新枯死木下的灌木带，营造乔、灌、草相结合的稳定生态系统。另外，需采用块状、带状择伐等方式团块状择伐修复的防护林有44.88 hm2；对立地条件好的地段补植云杉、白皮松等树种，优化防护林结构。同时要注意保留自然更新的幼树，应尽量避免任意超强度采伐。

4.2 抚育修复

榆阳区现有26 423.92 hm2退化防护林需抚育修复，其中需要间伐修复者135.41 hm2，需补植补播修复者127.32 hm2，需促进复壮修复者26 161.19hm2。按照国家《三北防护林退化林分修复技术规程》要求，结合现有林分生长状况可采取透光伐、疏伐、生长伐、卫生伐等方式，清除死亡和生长不良的林木，调节密度、改善通风和光照状况，促进林木正常生长，提高林分质量；对林间空地按照适地适树原则进行补植补造，结合保留的优良植株，形成复层混交林，提高林分的综合防护效益。

4.3 综合措施修复

榆阳区需采用综合措施进行修复的防护林有1 744.93 hm2。其中乔木林通过采取小面积皆伐更新、带状采伐更新、林(冠)下造林、封禁等方式修复，灌木林实施平茬更新复壮、半带更新、带外更新、封禁等方式修复，营造针阔混交林或多树种阔叶混交林，严格控制营造单一针叶树种的纯林。