第八章-人工植被调控技术

PAGEPAGE37第八章人工植被调控技术一、教学内容从遗传控制、立地控制、结构控制角度阐述了人工植被调控技术体系。二、教学目的掌握人工植被调控技术体系。三、教学重点及难点遗传控制、立地控制、结构控制。四、授课方法及手段板书五、讲课具体内容第八章人工植被调控技术本章分别从遗传控制、立地控制、结构控制角度来阐述人工植被调控体系。8.1遗传控制技术8.1.1林木遗传控制概说8.1.1.1遗传与变异林木的重要属性亲本性状再子代中的重复现象，就是遗传。所谓种瓜得瓜，种豆得豆。亲本和子代以及子代个体之间在各个性状上的差异现象，就是变异。所谓一母生九子，连母十不同。遗传和变异既相互对立又相互依存，是物种延续和进化的根本动力。通过遗传，各个物种保持自身特有的主要性状，从而使其种群得以延续，通过变异，可使物种产生不同的生态类型，以适应不断改变的环境条件。因此，没有变异，生物界就失去了进化的动力，没有遗传，变异就无法积累，生物也不能进化。变异分为遗传变异和不遗传变异。个体内在的遗传基础称为基因型，个体外在的表现称为表现型。只有当遗传基础发生改变时，其相应的性状变异才能遗传给下一代，仅仅性状发生改变变异而遗传基础保持不变，这样的变异不能遗传给下一代。也就是说对遗传型进行选择是有效的，而对表现型的选择是无效的。即表现型=遗传型+环境作用。8.1.1.2变异是林木的普遍现象从形态、结构到功能，树木的各种性状普遍存在着不同程度的变异。其中，以形态变异最容易识别，包括树干、枝条、叶片、种子等。另外，在物候和生理等方面个体之间也有差异。此外，在眼睛不能判断的性状上，也同样存在差别。这些变异为林木的遗传改良提供了丰富的物质基础。8.1.1.3遗传变异与林木育种遗传、变异、选择是物种进化的三个要素。变异是选择的基础，遗传是选择的结果。林木育种，就是根据遗传、变异、选择的原理，为某种明确的目标培育栽植材料。如提高产量、改善品质、增强抗逆性和适应能力等。林木育种工作的任务，就是发现、创造和鉴别变异，选择出优良基因型，并通过有效的繁殖手段使优良性状遗传下来，对现有群体进行遗传改良。林木遗传改良的途径：①充分利用现有基因资源，选择优良群体和优良个体，后引进外来的优良树种。②人工创造育种材料，培育速生、优质、抗逆性强的新品种，如种间和种内不同类型的杂交以及人工诱变育种。8.1.2引种8.1.2.1引种的意义在自然条件下，每个树种都有一定的分布范围，当该树种在其自然分布区生长时，称为乡土树种。当将一个树种栽植到自然分布区以外时，该树种就被称为外来树种。引种，就是把树木引到他原有天然分布区以外的地方栽培。从广义上讲，引种就是扩大树种的栽培范围和将野生种变为栽培种。引种是林木改良的基本技术之一，是多、快、好、省的育种途径。在丰富树种资源、提供育种原材料、保护珍稀濒危树种方面也有重要的意义。引种的意义：（1）引种可以提供原始育种材料。通过育种人们可以获得所需性状的育种原始材料。（2）引种可以丰富树种资源。（3）引种是保护珍稀濒危树种和开发利用种质资源的手段。通过引种可以对珍稀濒危树种遗传资源进行异地保存，也能对某些树种进行异地开发利用。8.1.2.2选择外来树种的依据（影响引种成败的生态因子有哪些？）树木种类繁多，经济价值和生态习性不同，外来树种的选择是引种的首要问题之一。所以首先，外来树种必须适合引种的目的，即引种地区对树种的要求。其次，必须考虑外来树种适应新环境的可能性。主要考虑的生态因子有热量、光照、降水和土壤。（1）温度：极端最高温度和极端最低温度是限制树木分布的主导因子，并确定其水平分布区的南北界限，即北面的低温界限和南面的高温界限，中间地带就是分布区的中心。例如，白桦、云杉的自然分布不达华北平原，是受高温的限制；樟树不过长江，杉木不过淮水，是受了低温的限制。高温使树体水分失去平衡，导致生理缺水而生长衰退或死亡；低温引起各种生理伤害，降低树木的生理活性。所以第一步引种最好不要超过临界温度，一般引种的温度幅度不超过10℃。根据计测，由南向北每移动1km，温度下降0.6（2）光照：光照长度、光照强度、光谱成分和光周期对树木的发芽、生长、开花、结实均有直接影响。根据树种对光照长度的要求可以将其划分为长日照、短日照和日中性三类。原产赤道附近的树种多数是短日照类型，北纬60°以北地区生长的树种多数是长日照类型，北纬60°以南地区长日照和短日照树种均能生长。我国广大地区属于北纬60°以南地区，因此南北树种相互引进的可能性很大。南树北移由于生长季节内的日照时间加长，造成生长期延长、无休眠准备，影响枝条封顶和促进秋梢生长，从而消耗体内营养，导致抗逆性下降、无抗寒能力，常受早霜危害。北树南移由于生长季节的日照缩短，促使枝条提前封顶、落叶，缩短了生长期，影响光合产物积累，抑制了正常的生命活动。有时因南方气温还处于高温、高湿状态，会造成二次生长受冻而死。（3）降水：树木所吸收的水分来源于土壤，土壤水分的主要来源是降水。因此，降水量是决定树种分布、植被类型的限制型因子之一。我国降水的分布是由东南向西北逐渐减少，自沿海到内陆逐渐减少。雨型（不同季节的降水量大小与分布）也是限制引种的因子之一，一般分为夏雨型（冬季干燥，夏季多雨湿润）、冬雨型（冬季湿润，夏季干燥）。我国大部分属于夏雨型，（东南沿海级北方大陆），引种冬雨型树种往往不成功，而引进夏雨型的加勒比松、湿地松生长良好。（4）土壤：一般情况下，土壤酸碱度和盐分含量对引进树种影响最大，土壤酸碱度决定了植物的分布范围，从而使不同的土壤种类发育不同的植被类型。植物对酸碱度的不适应，往往造成生长不良，甚至死亡。所以，北树南移和南树北移土壤酸碱度是必须考虑的因子之一。（5）风：风具有加大蒸腾、降低空气相对湿度的作用，大风影响传粉和结实。例如，巴西橡胶原产赤道附近的高温、高湿的无风环境，与广东、广西沿海一带温度和湿度条件相似，但因台风侵袭致使引种不易成功，而在广西西部和云南南部大陆深处却生长良好。（6）生物因子：外来树种的病虫害是其中应首先考虑的因子。例如，云杉卷叶蛾是由于引种传入美国的，后来形成大面积危害。此外，某些树种其根系与菌类形成共生体，成为树木正常生长的必要条件，引种时必须加以考虑。8.1.2.3引种中应该注意的事项（1）引种必须坚持试验，推广要逐步进行。当外来树种完成一个生命周期后，可以逐步扩大种植面积，向生产推广过渡。一个树种的推广是多年试验的结果。一般情况下，应该近区采种，逐步迁移、逐步适应、逐步锻炼、逐步定向选择和培育。（2）选择适宜种源和优良个体，提高引种效果引种时选择适宜的种源和个体，可以提高引种成活率、保存率和成功率。一个树种群体间、个体间存在一定的变异，具有适应不同环境条件的能力。不同地理分布的群体和个体之间的差异可以达到令人难以置信的程度，因此，先了解地理变异，然后在优良种源中作强度选择。（3）要选择多种立地条件进行试验在同一地区，要选择多种立地条件进行试验，尤其是不同的坡向造成明显的水热差异，对引种成败具有重要影响。通过多点试验可以选择最佳的适生立地环境。（4）加强引种和苗木的检疫工作严禁带进检疫对象，避免蔓延传播。对已经受到检疫对象感染的树种或地区，引种时应该特别慎重。（5）最好采用播种育苗采用播种育苗可以利用种子的幼年性、发育阶段低和可塑性强，容易驯化和适应。8.1.2.4引种成功的标准（1）与原产地相比，在引进地区不需要特殊的保护措施能正常生长，并开花结实（2）与原产地相比，在引进地区没有降低经济价值（3）在引进地区能以原来的繁殖方式进行后代繁殖（4）没有明显或致命的病虫害发生8.1.3选择育种8.1.3.1选择育种的意义选择育种，就是从林木自然群体（天然有性群体）中挑选符合人们需要的群体、类型或个体，通过繁殖、比较、鉴定和栽培试验，选育出优良群体（无性系和家系）的过程，其最终目标是改良现有群体的遗传结构、提高遗传品质。对于林木来说，自然界蕴藏着丰富的群体和个体变异，选择育种可以在较短的时间内得到人们需要的基因型，比杂交育种所需时间短。选择是林木改良最重要的手段。选择育种的方法，按照后代的利用和鉴定情况的不同，可以分为群体选择（优良林分和种源选择）和个体选择（优树选择）。按照繁殖方式不同，可以分为无性系选择、家系选择和家系内选择。所选择的材料的目的是建立良种生产基地，优良林分可以改建为母树林，优良家系可以用于建立种子园，优良无性系用于营建采穗圃。8.1.3.2种源选择种源：同一树种不同产地的种子或其他繁殖材料，被称为不同的种源。不同种源的生长和适应性是不同的。种源试验：将同一树种不同的种源集中在同一地区进行栽培对比试验，称为种源试验。混合选择：在种源试验时，往往是将从几十株树上采集的种子混合起来代表一个种源。因此，繁殖的子代只知道来自某一群体，而不知道来自该群体的某一个体，这种选择方式称为混合选择。（1）种源试验的目的（种源选择的意义？）①在理论上研究树种的地理变异规律，阐明其变异模式，变异与生态环境以及进化因素的关系②从生产实际考虑，为各个造林地区选择适宜的种源，并为种子调拨区划提供科学依据③为今后进一步开展选择育种、杂交育种提供繁殖材料和数据（2）种子区区划种子区区划：对某个树种不同地点采集的种子进行供应范围的水平或垂直区划，称为种子区区划。种子区：就是种子区区划的基本单位，也是生产和使用种子的地理单元。目前，我国正在组织力量对主要造林树种进行区划工作。（3）种源试验的趋势①南-北趋势：多数树种南北调运时都明显的表现出下列倾向：同一树种的南方种源通常比北方种源生长快；春季发叶较晚，受晚霜危害较轻；秋季落叶较晚，生长时间较长，易受早霜危害。②干-湿趋势：与干旱地区调进的种苗相比，由湿润地区调进的生长较快、种子小、根系较浅，枝叶更绿。③高-低海拔趋势：分布在同一座山体不同垂直高度的种群之间，由于花粉传播容易，基因交换频率高，阻止了高、低海拔种群之间发生遗传变异。所以，往往看不到高、低海拔种源之间的差异。④连续变异和不连续变异：如果树种的分布是连续的，则其遗传变异类型多数也是连续的，形成渐变群（遗传性状逐渐变异或连续变异的种群）；如果树种的分布间断，则倾向于发生不连续的遗传变异类型，形成小种。⑤随机地理变异：当树种分布范围较小时，尤其是气候条件变化不大的情况下，往往只能看到不大的地理差别。在这种情况下，一般不能观察出遗传变异与环境之间的关系。（4）种源试验步骤与注意事项：步骤：①确定采种地点，进行采种②进行苗期试验，确定各个种源在苗期的差异，并为造林试验培育所需苗木③进行造林试验，观察不同种源的生长状况和适应性等④进行试验结果分析，为试验区选择适宜的种源注意事项：①采种点和造林试验点应该具有代表性。采种点必须能够代表林区的基本情况，实验点必须能够代表造林地区的生态条件。试验的结果可以直接应用于生产实践。②要保持各个采种林分和采种树的可比性。首先，采种林分最好是天然起源，林分组成和结构要比较一致，密度不能过低，以保证异花授粉。其次，采种林分应该达到结实盛期，生产力较高，周围没有低劣的林分和林缘木。再次，猜中林分要达到一定的面积，以保证今后生产用种的供应。采种树一般不少于20株，采种树之间的距离不小于树高的5倍，以便减少子代的亲缘关系。③育苗造林试要严防混杂，抚育管理措施必须一致。8.1.3.3优树选择优树：是指在一些主要形状（如生长、形质、抗性和适应性等方面）上远远超过同等立地条件下同种、同龄树木的单株。优树选择：是根据选择标准，按照表型进行一株一株地挑选、评比，从中选的优树或优株上采种育苗，进行遗传测定以评价遗传品质的优劣，并根据遗传品质对其亲本进行再选择。优树选择的意义：该方法是谱系清楚的单株选择，特别是当优树环境复杂多变、性状遗传力不高的情况下，改良效果较好。（1）优树选择要考虑的林分条件①林分必须是实生起源。如果林分内属于同一个无性系，由于遗传基础一致，因此选择无效。②林分的年龄一般在1/3轮伐期以上。如果林分的年龄过小，树木的许多形状往往不能充分表现出来，选择的可靠性较差。③林相要整齐，郁闭度在0.6以上。避免因光照条件不同造成的林木生长差异。④一般应在立地较好的林分中选择。一般认为，树木的生长特性只有在立地条件较好的地方才能充分表现出来。⑤一般应该在中心分布区多选。（2）优树选择标准用材林树种：一般以生长量、材质（抗压、抗弯）、形质指标（干形、通直度、木材纤维长度等）和抗性（抗病虫能力、适应性大小）为目标。经济林树种：以经济性状的产量、含量、品质和抗性为育种目标。（3）用材林优树的评选方法①优势木对比法：在符合形质指标要求的前提下，先选出生长量最大的候选树，并以候选树为中心，在立地条件相对一致的10-20米半径范围内选出仅次于候选树的优势木3-5株，实测、计算其平均树高、胸径和材积，将其结果与候选木进行比较，如果候选树的生长指标达到要求即可入选。该方法在人工林和树龄较为一致的天然林中广泛采用，简便易行。②小标准地法：以候选树为中心，逐步向四周展开设置样地，面积为200-700平米。然后，实测30-50株树木的胸径、树高，求出材积，把候选树与平均值比较，超过标准者入选。③绝对值法：在实际工作中，经常遇到在候选树周围都是被压木或选择在异龄混交林进行，无法确立对比木，这是可以采用绝对值法。即根据生长量、形数大小的绝对值进行选择。8.1.3.4无性系与家系选择（1）无性系选择无性系：是指由一株树木通过无性繁殖，如扦插、嫁接、组培、压条、分根产生的所有植株的总称。无性系选择：是将挑选出来的优良单株繁殖成无性系，并通过无性系测定对其进行选择的过程。无性系选择的意义：①可以完全继承原株的优良特性；②无性系林产品规格一致，便于经营管理和收获；③方法简便、育种周期较短、单位时间遗传增益高。（2）无性系测定无性系测定：就是在相同立地条件下，对入选优树的无性系进行比较试验，根据主要性状的表现对其基因型的优劣及优良性状的遗传能力作出评价，达到留优去劣的目的。无性系测定分为苗期测定和林期测定：苗期测定是对基因型优劣及原株优良性状在无性系中的重演能力作出早期评价，初步筛选出优良无性系。林期测定是将苗期测定中选的无性系种植材料进行造林试验，对苗期入选的无性系进行进一步的筛选，了解无性系和立地的恶虎作效应，为区域化栽培提供依据。（3）家系选择家系：凡由单株树木所产生的子代，总称为家系。半同胞家系：来自相同母本或相同父本的子代，即一个母本与若干父本或一个父本与若干母本所产生的子代。全同胞家系：来自相同母本和父本的子代。家系选择：就是对入选优树的半同胞或全同胞家系分别作遗传测定，并根据子代的性状和平均表现，挑选优良家系、淘汰低劣家系的过程。家系内选择：在同一家系内进一步挑选优良个体。家系选择的意义：对难以进行无性繁殖的树种，可以用家系选择。8.1.4杂交育种杂交育种：对不同基因型的个体进行人工交配，取得杂种，再通过鉴定、选择，以获得优良品种的过程，称为杂交育种。林木的杂交育种，指不同树种，或同一树种不同地理小种之间的杂交。根据杂交亲本双方的亲缘关系远近，可以分为近缘杂交和远缘杂交。近缘杂交：同一树种不同品种或类型之间的杂交。远缘杂交：种间或属间以上的杂交。8.1.4.1杂交育种的意义在于获得并利用杂种优势和综合双亲的优良性状。杂交可以使双亲的基因重新组合，形成各种不同的类型，为选择提供丰富的材料；基因重组可以将双亲控制不同性状的优良基因结合于一体，或将双亲中控制同一性状的不同微效基因积累起来，产生在各该性状上超过亲本的类型。8.1.4.2杂交亲本的选择根据育种目标要求，一般应按照下列原则进行：①亲本应有较多优点和较少缺点，亲本间优缺点力求达到互补。②亲本中至少有一个是适应当地条件的优良品种，在条件严酷的地区，双亲最好都是适应的品种。③亲本之一的目标性状应有足够的遗传强度，并无难以克服的不良性状。④生态类型、亲缘关系上存在一定差异，或在地理上相距较远。⑤亲本的一般配合力较好，主要表现在加性效应的配合力高。

8.1.4.3杂交方式安排亲本或杂种成对使之交配的杂交方式有：成对杂交（单交）即两个不同品种或系统间的杂交，两亲可互为父母本（正反交）；复合杂交，即几个品种分别先后进行多次杂交。回交是以杂种后代与亲本之一再交配的杂交方式。

8.1.4.4杂交技术杂交技术因不同作物特点而异，其共同要点为：调节开花期，通过分期播种、调节温度、光照及施肥管理等措施，使父母本花期相遇；控制授粉，在母本雌蕊成熟前进行人工去雄，并套袋隔离，避免自交和天然异交，然后适期授以纯净新鲜花粉，作好标志并套袋隔离和保护。用于杂交的父本和母本分别用P1和P2表示，其代表符号分别为♂和♀；×表示杂交。杂交所得种子种植而成的个体群称杂种一代（子一代），用F1表示。F1群体内个体间交配或自交所得的子代为F2、F3、F4等表示随后各世代。8.1.5林木良种繁育基地建设8.1.5.1母树林母树林又称“种子林”，它的主要任务是生产品质优良的林木种子。母树林是在天然林、人工林优良林分的基础上，经过留优去劣的疏伐改造，为生产遗传品质实好的林木种子而建立的采种林分。它是提供造林用种的重要的途径之一。在保存遗传资源方面，也具有重大的价值。（母树林在实现良种化基地过程中是初级的）母树林的优点：a、生产良种速度快，成本低（一般3-5年能见成效）。在当前，急需解决各种阔叶树良种的需求，建立母树林是一条较好的途径。b、提高种子的产量。建立母树林，改善了母树生长环境条件，种子产量会有大幅度增加（改善光照、水肥条件）。c、提高林木种子的遗传品质。疏伐改造，去劣留优，改善林分卫生条件，林木的遗传品质较为优良。母树林建立的条件：a、气候条件同一树种，由于分布在不同地区,气候条件不同，长期受各地区的气候条件的影响，在生长发育的生理上，抗性上以及外部形态等方面就会产生能适应各自环境条件的种种变异，其中有些变异是能遗传给后代的。生长在温暖地区树种:生长快、结实较早，种子产量高，质量较好。生长在寒冷地区树种:生长慢，结实较迟，种子产量低，质量也较差。母树林应建立在与造林地气候条件相同或相似的地方。有些树种生长范围较广,但开花结实对气候条件要求较严。建立采种母树林地区的气候条件，应适合该树种开花结实时对气候条件的需求（包括日照时数，积温等）。b、土壤条件土地生产力的高低对种子的产量和质量有显著的影响，土壤肥力高的林分，种子产量高，质量好，林分生长快，木材生产率高。土壤肥力低的林分，种子产量低，质量差，林分生长慢，侧枝多，木材生产率低，根系分布浅，抗风力弱，有时树干易弯曲。根据以上所述，建立母树林应选择土壤肥力好的林分。c、林分的位置和面积母树林应建立在交通方便，地势平缓的地方，便于经营，采种和运输，山区最好选阳坡或半阳坡，附近最好有水源，便于母树林的灌溉。母树林最好能集中连片，不宜太分散，面积也不宜过小，面积能有100亩以上，最低不能少于50亩，因为面积太小不便于经营管理，林分外部不良花粉容易影响母树林，降低种子遗传品质。d、林分的组成、年龄、郁闭度组成：从人工林或天然林中选择，最好是纯林（阔叶树应为纯林），如果是针阔混交林，则采种目的树种不能少于五成，针叶树建母林，林分中混有一定数量阔叶树，有利于维护地力，减少病虫的危害。年龄：适宜的年龄是高生长达到最盛时期。林分年龄以1/3—1/4轮伐期较为合适，相当于发育周期的青年时期。郁闭度：以0.6左右为宜，如果郁闭度太小，要做到疏伐时的留优去劣有困难。原则上为母树林年龄大的郁闭可小些（疏伐次数少），年龄小的宜大些。但优良母树的总株数不应少于最后所要求的单位面积上应保留的母树株数。e、优良林分的选择

采种母树林应选优良林分，主要由优良林木组成，林分经疏伐改造后，优良林木应占绝大数，可定为优良林分，如果林分劣树达50%以上，则为劣等林分，不宜选作母树林。8.1.5.2种子园种子园是由优树的无性系或家系营建而成，以生产优良种子为目的的特种种植园。种子园面积集中，管理方便，开花结实早，遗传品质优良，遗传增益高，种子产量大，种子园是世界林木良种基地的发展方向。建立种子园是要注意：一是种子园内无性系和家系的数量要大，一是无性系和家系要配置合理。才能避免近交和自交造成种子活力衰退。8.1.5.3采穗圃采穗圃是用优树或优良无性系作材料建立的，是为生产遗传品质优良的种条和种根而建立的良种繁殖场所。其目的提供建立林木种子园及生产苗圃的无性繁殖材料。采穗圃不仅是提供大量优良种条的繁殖圃，同时也是优良品种的繁殖基地。在当前林业中，它和种子园一起构成良种繁殖的主要形式。

在林业生产中，无性繁殖占有很重要的地位，随着阔叶树育种工作的开展，不论是无性系造林，还是建立各种世代的种子园都需要有大量种条，要持续不断地供应大量优质种条，最根本的办法就是建立采穗圃。采穗圃应设在气候适宜，土壤肥沃，地势平坦，排灌及交通运输方便的地方，可设在圃内或苗圃地附近，采穗圃应相对集中，便于管理和采穗。

8.2立地控制技术8.2.1造林地的选择造林地上对林木生长发育没有显著影响的环境因子的综合，如伐根多少、天然更新状况、土地利用状况、某些植被状况等。它们对林木生长的影响无显著作用，但影响到造林工作的实施，如整地、密度配置等。这类环境因子统称为造林地的环境状况。按造林的环境状况的不同，共划分四类造林地种类。一、荒山荒地我国最大的一类造林地，其特点是土壤处在自然状态，多是农业不便利用的土地，土壤紧实、干旱、贫瘠、杂草丛生，有水土流失，造林施工困难。山区坡度陡、土层薄、石质含量大，整地只能局部整地造林，密度行距大，株距小。平原区有沙地、盐碱地、沼泽地等，各有其特点。二、农耕地、四旁地及撩荒地其特点是受人类不同程度的影响，土壤疏松、平坦、便于作业。三、采伐迹地和火烧迹地新迹地光照充足，土壤疏松湿润，植被稀疏，应时造林便于施工，便于苗木成活生长，但迹地上的枝丫、伐根、站木、倒木，影响整地及种植点的配置，需要对迹地进行清理。老迹地喜光杂草大量侵入、草根盘结，有些造林地有草甸化或沼泽化的倾向，不利于造林更新，必须进行细致整地。四、已局部更新的迹地，次生林及林冠下造林地共同特点造林地上已长有树木，但其数量不足或质量不佳，或已衰老，需要补充或更替造林。8.2.2造林地的整地8.2.2.1造林整地的特点和作用一、改善立地条件（一）改善小气候1.增加光照、提高地温，或降低土壤湿度、提高温度通过消除植被，使阳光直射地表，提高地温。或抬高种植面，排走水分，提高温度，为树木生长创造有利条件。在大兴安岭林区或高海拔的山区这一点有重要意义。2.减少光照、降低温度，增加湿度通过整地改变小地形或增加土壤含水量，来减少光照，降低温度，这一点在干旱地区有重要意义。（二）改善土壤水分主要是增加土壤水分，途径:1.清除植被，减少截留，减少蒸腾和蒸发。2.改变微地形，增加局部水分来源。①减少了水分支出（蒸发）。通过改变微地形（阳坡变为阴坡，平地变为沟）减少光照，降低温度，减少了水分蒸发。②增大了积水贮水能力。整地后在造林地上出现的坑或沟（“小水库”或“小水盆”），以及地表粗糙度的增加，有利于拦截和贮蓄地表迳流。这就增加了局部的土壤水分。3.改善土壤条件增加保水能力整地后土壤变的疏松多孔，渗透性强，有利于水分迅速下渗到深层，并加以保存。而毛细管的作用削弱，又可减少底层水分上升蒸发。在干旱地区降水少且集中，通过整地最大限度的把有限的季节性降水保存起来，并尽量减少无谓的蒸发，以满足造林成活，幼林生长的需要，这是非常重要的一项措施。在个别情况下，如沼泽地、盐碱地整地是为了减少土壤水分。表6—1不同整地方法对土壤含水量的影响整地方法土层25cm含水量（%）比较（%）不整地9.0100穴状11.0122大坑15.0167水平沟16.0178（赤峰市马鞍山林场）（三）改善土壤养分1.改善土壤质地通过人为的回填表土、肥土，拣走石块，以增加细土层厚度，降低石质含量。通过水土流失，细土、肥土也可以在整地穴内聚积。2.加快风化整地后土壤小气候和物理性质的改变，微生物活动的加强，可以加速土壤分解过程，促进有机质分解。3.通过消灭杂草，减少了养分损失，枯死的杂草又可以增加土壤有机质。但是如果技术不当，把石砾、心土翻到表层又不回填表土或无节制的破坏植被，会引起肥沃表土的流失，很难起到整地改善土壤的作用。4.改善通气二、保持水土治理水土流失有工程措施和生物措施，造林中的整地即为坡面治理的工程措施，种树种草为生物措施。通过整地这一工程措施，拦蓄地表迳流，减少水土流失。通过整地局部立地条件的改善，又可促进苗木成活，幼林生长。这样生物又可起到保持水土的作用。工程措施见效快，生物措施见效慢。实际中，两者需要相互结合，相互促进，会得到良好的水土保持效果。但是，整地对天然植被的破坏及对土壤的翻垦又是加剧水土流失的条件，因此生产中一定要选择适宜的方法，保证施工质量，把水土流失的危险性减少到最低限度。三、便于造林施工，提高造林质量造林地经过认真清理和细致整地，可以减少造林的障碍，便于进行栽植，抚育管护。四、提高造林成活率，促进幼林生长（一）提高造林成活率整地后立地条件的改善，特别是土壤水分条件的改善，为苗木成活、种子发芽创造了有利条件。表6-2干旱阳坡不同整地方法造林成活率比较表整地方法成活率（%）块状45.3穴状39.1鱼鳞坑58.7水平沟73.4（大青山、油松）（二）促进幼林生长全国各地很好实例说明细致整地能提高幼林生长20-30%。原因：1.小气候的改善延长了生长期。2.土壤改善促进了根系生长发育。3.整地方法不同，作用的程度不同。4.效果的好坏与立地条件有关，一般是条件好的立地不如条件差的立地收效显著。因此，立地越差，越需细致整地，如内蒙地区、我国西部；相反，则可放松整地的质量要求，如大兴安岭地区。表6-3整地对幼林生长的影响效果整地含水率（%）林木生长保存率（%）H（m）D（m）鱼鳞坑14.573.62.23.6不整地8.747.21.51.5（哲里木盟库伦旗韩家杖子北山）表6-4整地对杨树生长的影响整地情况H（m）D（m）整地1.241.47不整地0.130.308.2.2.2造林地的清理采伐剩余物和植物的清理是整地前清除造林地上的杂草、灌木等植被，或采伐迹地上的枝桠、伐根、梢头、站杆、倒木等剩余物。在植被不很茂密、迹地上采伐剩余物不多，可不清理。在广大西北地区一般不清理，有植被的地方而是要尽量保护。清理的主要目的是为了改善立地条件和卫生状况，并为随后进行的整地、造林和幼林抚育管理创造便利条件。一、清理方法有割除清理、火烧清理和化学药剂清理。二、清理方式有全面清理、带状清理和块状清理。8.2.2.3造林整地的方法（一）全面整地1.特点改善立地条件的作用显著，清除杂草彻底，便于机械作业。但受地形、环境状况（岩石、伐根、更新林木、生长灌木等）限制较大。在一些地区整地后易引起水土流失或风蚀沙化。2.应用条件主要是平地，在造林上很少采用，在我区营造杨树速生丰产林和果树、枸杞经济林时采用，有风蚀沙化、水土流失的地方不易采用。（二）局部整地1.带状整地改善立地条件的作用较好，保持水土作用好，在平地、缓坡可采用机械作业，也较省工，带状整地的技术指标、方法及应用条件见表6-5。表6-5带状整地技术指标、方法及应用条件立地条件技术指标山地平地走向沿等高线南北向或垂直主风方向宽1米左右1米左右长较短较长作业方式人工或机械机械破土面阶状、沟状、平行平行、沟状、垅状方法水平沟、水平带状、反坡梯田、水平阶、撩壕带状、开沟、高垅应用条件坡度平缓或坡度虽陡，但坡面平整，土层较厚，以及伐根少的采伐迹地无风蚀或风蚀轻微的造林地（1）山地带状整地方法表6-6山地带状整地不同方法的技术规格、特点及应用条件方法技术规格特点应用条件断面形状深宽长上下间距左右间距水平沟梯形或矩形沟0.4-0.8上口宽：0.8-1.2底宽：0.3-0.43-83-51-2容积大，蓄水多，保持水土作用好，但较费工黄土丘陵区和坡度较缓，坡面整齐，土层厚的石质山区反坡梯田反坡状或三角形沟0.4m以上2.5-3不限5蓄水保肥、抗旱保墒，但很费工黄土丘陵区的缓坡水平带状水平0.25-0.30.5-1.0很长2-5消灭杂草彻底便于机械作业土层深厚杂草多的平缓坡水平阶阶状0.3-0.350.5-1.51-6改善立地条件作用较好也较灵活坡度较缓，土层厚，植被好的立地水平沟是采用最多的方法，它的水土保持效果比水平带状、水平阶好，施工比反坡梯田省工，也便于操作，在平缓坡还可以采用机械开沟，人工作便的作业方法。（2）平原带状整地方法表6-7平原不同带状整地方法的技术规格、特点和应用条件方法技术规格（m）特点应用条件断面形状深（高）宽间距带状水平0.25-0.30.5-1.22-5便于机械作业，改善立地作用较好。无风蚀或风蚀轻微的沙地，荒地、撩荒地，平坦的采伐迹地。开沟（机械）沟状0.4-0.50.5-0.13-5蓄水保墒，可降低栽植面、沟内便于灌水沙地、沙质草原、盐碱地高垅垅状0.2-0.50.3-0.72-3抬高种植点有利于排水水湿地、沼泽地在起伏不大的固定沙地或平坦荒地、荒滩，可以在全面耕地的基础上沿栽植行用机引开沟再进行开沟整地。对风蚀的固定沙地、沙质草原，可随开沟，随即在河内挖植树坑造林。在干旱草原区，钙积层厚，杂草根系盘结度大的地方，可采用伏天深翻，压青休闲的带状整地法，伏耕休闲地，务须在立秋前后及时耙磨，造林前半月进行镇压保墒。河套区盐碱地采用伏耕伏泡、开沟伏灌、使之脱盐、翌春造林。轻微盐碱地采用平整土地伏耕伏泡；土壤含盐量在0.4-0.7%的地方则用开沟伏灌，沟深30cm。2.块状整地灵活、省工，对因整地而破坏植被所引起的水土流失的危险性小，但改善立地条件的作用相对较差。表6-8不同块状整地方法的规格、特点及应用条件方法规格（m）特点应用条件鱼鳞坑长：0.8-1.5宽：0.5-1.0深：0.3-0.5通常为1.0×0.8×0.5-0.6灵活、较省工，水保作用有限地形破碎，土层薄，坡度大的石质山区和黄土丘陵区。穴状穴径：0.4-0.6深：0.15-0.25灵活、省工，但改善立地条件的作用差植被好，土壤肥沃，坡度平缓的山区丘陵，如大兴安岭地区，西部区的灌木播种造林大坑穴径：0.8-1.0深：0.6-1.0改善立地作用好，灵活，但较费工，但可采用机械打坑平地、浅山丘陵，杨树等大苗造林采用。8.2.2.4造林整地技术规格的确定和整地时间一、造林整地技术规格的确定（一）断面形式主要根据降雨多少确定。1.干旱、半干旱地区，翻土面低于原土面或与原土面构成一定的反坡，如水平沟，鱼鳞坑，反坡梯田，机械开沟等。2.湿润地区，翻土面平行于原土面，如穴状、带状等。3.过湿或地下水位过高地区，翻土面高出原土面，如高垅、台田等。（二）深度深度是整地技术规格中最重要的一个指标。适当增加深度，有利于林木生长发育和根系生长，整地深度一般为0.25-1.0m1.气候干旱地区应比湿润地区深。2.立地条件阳坡、低海拔应比阴坡、高海拔深；土层薄、岩石分化差的浅，反之深；水土流失严重的地区宜深；有钙积层的草原地区应加深。3.苗木及林木根系特点大苗宜深、小苗应浅；深根树种应比浅根树种深。一般苗木根系长度约20-25cm，可做为整地深度的下限，绝大多数或成树的根分布在40cm的土层内，这可做为整地深度的上限，但速生丰产林，可达到50-60cm，甚至4.经济条件造林经费充足可加深。（三）宽度宽度是整地技术规格中比较重要的一个指标。确定整地宽度要考虑下列条件。1.引起水土流失的可能性，水土流失严重区不易宽。2.坡度坡度越缓，越应加宽。3.植被状况植被越茂密，越应加宽。4.树种或林种经济林应比用材林宽。5.经济条件经济条件好应加宽。（四）长度对立地条件的改善没什么作用，主要由施工地的施工条件，引起水土流失的可能性及作业方式决定的，一般山区、采伐迹地短，平原区长；机械作业长；地形破碎宜短，坡面整齐可加长。（五）间距在干旱区一般上下间距为3-5m，湿润区为2-3m，左右间距1（六）其它质量要求挖穴时底、表土分开堆放。表土要回填，回填20-30cm。底土作埂，埂要拍实。过长沟修横挡，拣尽石块，在沟与埂之间留20cm二、造林地整地季节1.随整地随造林应用于风蚀沙地、熟化土壤。除此而外，一般不提倡。2.提前整地一般要求在造林前的半年或一年，最适宜季节为初夏，也就是雨季前。提前整地的优点：①利用雨季降水，蓄水保墒。②有利于植物残体分解。③便于安排林业生产。因此造林整地必需要提前，特别在干旱地区特别重要。表5-9黄土丘陵区不同季节整地耕作层土壤含水量调查整地季节土壤含水率（%）赤峰市喀喇泌旗伊盟准格尔旗乌盟春9.09.87.0夏（雨季前）14.52715.0秋11.014.314.0不整地9.05.66.0三、造林地整地机械造林整地工作繁重，投入经费大，为减轻劳动强度，降低成本，提高效率，在可能的条件下采用机械整地，目前常用机械有铧式犁、开沟犁（JKL50型和3CJ—110型），挖坑机、液压圆盘整地机（3QY—260型）等。8.2.3林地管理（幼林抚育）人工幼林抚育管理，一般指造林后至郁闭前这一时期所进行的抚育管理技术的统称。不要求郁闭的林分，如一些防护林、经济林主要是幼林阶段。防护林发挥作用，经济林有经济效益即进入经营阶段。人工幼林抚育管理的意义：一、抚育管理的重要性人们常说“三分造林，七分管护”说明了抚育管理的重要性。造林后的初年，苗木个体小，根系分布浅，抵抗力弱，极易遭受不良因子的危害，这种危害又是来自多方面的，如杂草、干旱、冻害风害，病虫鼠兽害、人畜危害、火灾等。往往因一时疏于管护，使造林成果毁于一旦。因此必须加强抚育管理，以确保苗木成活，幼林正常或快速生长。我国造林成活率、保存率低的重要原因之一就是抚育管理跟不上，重造轻抚，或只造不管。这一现象必须扭转，否则生态环境建设成果不能巩固，甚至导致失败。二、幼林抚育管理内容的多样性和复杂性抚育管护的内容是多方面的，也是复杂的。有的属于技术性的，如松土除草、灌水施肥；有的属于管理性的，如防火、防止牲畜危害。有的是属于自然的，如干旱、杂草危害、病虫危害。有的是人为的，如着火、人畜破坏。涉及到方方面面，必须从技术上、管理上、制订政策法规上、宣传上全面考虑，需要各级政府、行业部门、执法部门、宣传部门密切配合，全面管护，才能收到良好的效果。三、幼林抚育管理任务的长期性和艰巨性整地造林是在1-2年完成，抚育管理需要数年甚至数十年。且内容多、任务重、操作起来难度大。四、幼林抚育管理的任务①通过土壤管理创造较为优越的环境，满足苗木、幼树对水、养分、光照、温度和空气的需求；②对林木进行控制，使之生长迅速、旺盛，及时复壮，或形成良好干形；③保护幼林，使其免遭恶劣自然环境条件的危害和人为因素的破坏；④检查验收新造幼林，加强造林质量管理。人工幼林的土壤管理措施：一、松土除草（一）松土除草的作用在干旱、半干旱地区主要是松土保墒。湿润半湿润地区主要是消灭杂草、并培土、修埂。流动、半流动沙地，一般不松土除草，只是要求及时地对风蚀露出的苗木培土、扶正、踏实；必要时可设置沙障，即主要是防风蚀。（二）松土除草的年限、次数和时间1.年限3-5年，即林木有一定的高度，生长稳定或进入郁闭。一般进行3年，造林地越干旱，或植被越密，抚育的年限应越长；湿润的地方，如大兴安岭地区，在幼树高度超过草层高度（约0.5m），不受压抑时停止；速生丰产林抚育年限长，如落叶松速生林进行5年，杨树速生林整个栽培期均须松土除草。2.次数一般头两年进行2-3次，以后每年进行1-2次。杂草多可增多次数，杂草少可减少次数。3.时间第一次在5-6月，第二次在8-9月。（三）松土除草的方式和方法方式与整地的方式相一致。全面整地的造林地，进行全面松土除草。局部整地的采用带状和块状松土除草。松土除草方法有人工、机械、除草剂除草。二、灌水干旱区灌水是保证成活的重要措施，在有条件的情况下，造林当年应浇水，小苗浇水1-2次，杨树等大苗浇水2-3次。杨树速生丰产林应每年浇水3-4次。干旱年份增加次数。三、施肥目前造林施肥有很大的局限性，主要是营造杨树速生丰产林和果树经济林进行施肥，在栽植时施入有机肥，生长过程中追施化肥。四、林农间作（引农入林）（一）意义就是把林木栽培与农作物栽培结合起来，形成复合农林生态系统，使之提供多种产品，又能发挥良好的生态效益。主要有如下优点：①做到长短结合，以短养长，解决增加农民收入的问题；②以耕代抚，减少幼林抚育、降低造林成本；③有利有幼林保护，解决林农、林牧矛盾；④能促进幼林生长。（二）引种入林的主要方式1.以杨树为主的阔叶树带状造林在有灌溉条件或水分条件较好的立地条件，杨树实行二行一带式，株行距2×2m或3×3m，带距为15-25m。间种植物有豆类、牧草、药材等。不易间种高梁、向日葵等高杆作物。2.针叶树防护林带状造林选择水分条件好，土层较厚的平缓丘陵区和沙地，10行以上为一带，带间距不超过20m，间种农作物。人工幼林的林木抚育措施：一、平茬平茬是利用树种的萌芽能力，截去已成活苗木或幼树的大部分主干，促使保留在地表以上部分长出新干或新茎的一种技术措施。作用：①改造主干无培养前途的乔木树种。②更新复壮衰老的灌木树种，通过平茬，增加枝叶，扩大树冠，同时可得到工业原料、薪炭、饲料，以增加收益，如沙柳平茬后的枝条是柳编、人工板的原料；柠条枝条是良好的薪材、饲料；杨柴枝条是很好的饲料；③是调节种间关系的一种手段；④是矮林作业措施，薪炭林实行矮林作业。我区适于平茬的树种主要是灌木。一般3年后进行第一次平茬，以后每隔3-5年平茬1次。平茬时间一般在休眠期，有些灌木可结合提供饲料或编织原料选择平茬时间，如沙柳做编织原料，应在春季的树液流动后平茬，此时的树皮容易剥去。做饲料用易在夏末秋初，此期枝条尚未完全本质化，枝条适口性好。平茬一般可在地表以上5-10cm二、除蘖有些萌蘖性很强的乔木树种（如刺槐、杨树、柳树等）或截干和插条造林的幼树，常从根颈附近发生许多萌蘖条，致使林木主干不明显，生长势受到很大的消弱。为了集中使用营养物质，须将多余萌蘖条除掉，这一措施称为除蘖。除蘖一般在造林后1-2年进行，但有时需要延续很长时间，反复进行多次，才能取得良好效果。三、间苗采用群状（簇播、簇植及穴播、从植等）方法造林时，幼林全面郁闭之前，先达到簇内或穴内郁闭，随着个体要求的营养面积不断加大，小群体内的植株开始分化，个体间出现生长参差不齐的现象。间苗就是通过调节小群体内部的密度，保证优势植株更好生长的一种措施。灌木不进行间苗，在我区乔木进行间苗的情况不多。四、整形修剪（一）修剪的作用整形修剪是对幼林某些器官，主要是枝条进行短截或疏除的一种技术措施。主要作用是：增加树势，特别是集中营养增强树高生长，培养通直、圆满树干，培养无节少节用材。（二）修剪方法1.修剪方法：①单轴分枝树种（杨树、松树）采用消枝保干法，主要剪去竞争枝，避免形成双头干。主干底层侧枝逐次修剪，使枝下高达到要求。②合轴分枝树种（榆树、刺槐、柳树）每年短截主枝。以侧代主，逐段合成通直的主干，并逐步进行打枝。2.修剪强度一般不宜过大。用材林强些、防护林轻些；针叶树和慢长的阔叶树要轻剪，速生树要重剪。一般用材林的树冠与树高之比要保持在2/3-1/2；防护林保持在4/5-2/3。3.修剪开始时间针叶树、生长慢的阔叶树在郁闭后，待树木进入速生期，才开始修剪，速生树可早些，在造林后的3-4年。4.修剪季节一般在休眠季节，生长期为调节树势、控制竞争枝，也可修剪。5.几个树种的修剪①杨树（用材林）造林头几年，重点剪除竞争枝和过粗的侧枝，使主干通直圆满。造林后3-4年，可由下至上逐层剪去底层侧枝，幼林期树冠与树高之比为2/3，成年期（10龄左右）达到1/2。②油松等针叶树在郁闭初期（7-8年），适当剪去竞争枝，以后每隔4-5年修枝一次，从底层向上逐次修剪，每次修剪1-2轮侧枝（用材林多修些、防护林少修些），达到规定的树冠与树高之比的要求为止。修剪切口要平滑，不要损伤树皮。③白榆采用“冬打头、夏控侧、轻修剪、重留冠”的方法。秋季树木落叶后至翌春发芽前，将当年生主枝剪去其长度的1/2，同时完全剪掉剪口下芽的3-4个侧枝，其余侧枝剪去长度的2/3。夏季剪去直立强壮的侧枝，以防其成为主梢的竞争枝。随年龄增长，不断调整树冠长度与树干高度的比例，进行轻度修剪，当达到定干高度后，即不必再修剪，以利树冠冠幅的扩大。人工幼林的保护：一、防火在森林集中分布区，把防火工作做为头等大事。火源主要有在外吸烟、用火烧麦秸、上坟、境外火、雷击火等，防预上首先加强宣传，提高认识。其次建立防火设施和队伍，如设立了望塔、检查站、防火队、防火带隔离等。再次就是一旦着火，立即扑灭。二、防治病虫鼠兽害要重视生物防治，注意保护和繁殖益虫、益鸟，利用天敌控制林木害虫。造林时多营造混交林，加强幼林抚育，促进幼林健壮生长。当林木发生病虫鼠害；要进行综合防治。严格实行森林植物检疫制度和病虫害预测预报制度。三、低温、干旱、风害的防治针叶树小苗造林的头一年要进行埋土防寒；在干旱年份加强松土，有条件的地方进行灌水。对密度大的林分进行间伐，以维持林地水分平衡；风蚀区要设立沙障。四、防人畜破坏包括不合理的樵采、挖药材、滥伐以及违犯有关规定的放牧，这对人工幼林的危害极大。在防治上需要当地政府制订法规、加强宣传教育，建立执法队伍和管护队伍，并严格管护执法，设置网围栏等。目前在西部生态环境建设中各地严禁乱挖药材，实行禁牧，正取得成效。8.3结构控制技术8.3.1密度的控制一、概念单位面积造林地上栽植株数或播种点（穴）数称为造林密度。二、意义1.造林密度是合理结构的数量基础，因而造林密度对林木干形、材质、产量、林分的稳定性及其防护效能、观赏性等都有不同程度的影响。2.造林密度的大小是一个重要的成本因素。8.3.1.1确定造林密度的原则一、造林密度与经营目的的关系（一）防护林1.水土保持林应密植，在实际中栽植比较稀，因有工程措施保水保土及考虑到放牧要求，一般行距3-5m，株距1-2m。2.农田防护根据结构确定，紧密结构（道路防护林、果园防护林）密，通风结构稀。在我区一般为2-3×3-4m。3.防风固沙林受严酷的自然条件限制宜稀，如在我区乔木一般为2-4×4-6m，灌木为1×4-6m。（二）经济林稀植（三）薪炭林密植（四）用材林1.大径级用材林宜稀，如杨树；或先密后稀，如落叶松。2.培育中小径材宜密。3.速生丰产林宜稀。二、造林密度与造林树种的关系。1.喜光，速生树种宜稀，如杨树、落叶松、樟子松；耐阴而初期生长慢的树种宜密，如云杉、侧柏。2.干形通直而且自然整枝良好的树种宜稀，如杉木、落叶松、樟子松；干形易弯曲而且自然整枝不良的树种宜密，如油松、马尾松、栎树、白榆。3.树冠狭窄而且根系紧密的树种宜密，如箭杆杨、新疆杨，一般为3×4m；树冠宽阔而且根系庞大的树冠宜稀，如北京杨、小黑杨一般为4×4m或6×6m。4.乔木宜稀（2×3-5m），灌木宜密（1×3-5m）；阔叶树宜稀些，针叶树宜密些。三、造林密度与立地条件的关系（一）根据地区确定湿润地区（降雨量大于400mm），降雨能满足树木生长，杂草生长繁茂，可营造用材林，宜密些。干旱地区（降雨量小于400mm），降雨难以满足树木生长需要，以营造防护林为主，不要求树冠郁闭而要求根系充分生长，故宜稀。一般采用大行距（3-5），小株距（1-3m（二）根据具体立地条件确定1.高纬度、高海拔地区宜密，如大兴安岭，阴山的高海拔区。2.在根茎、根蘖性杂草竞争激烈的地方宜密，如大兴安岭，石质山区的阴坡。3.在干旱、瘠薄的沙地、草原、山坡，一般以防护林为主，土壤水分、养分不足以支持树木生长宜稀或先密后稀，要允许行间生长杂草，形成乔、灌、草相结合的防护林（草），以达到水分平衡，更好地发挥防护作用。四、造林密度与栽培技术的关系栽培技术越细致，越集约，林木成活率越高，林木越速生，就越没有必要密植。五、造林密