中国很早就认识到适地适树在植树造林中的重要性。如西汉刘安《淮南子》中说:“欲知地道,物其树”,指出了树木生长与自然条件的密切关系。北魏贾思勰著《齐民要术》对此有进一步的阐述:“地势有良薄,山、泽有异宜。顺天时,量地利,则用力少而成功多,任情返道,劳而无获”,精辟地说明了适地适树的意义和重要性。明代王象晋著《群芳谱》中,对此认识更有所发展:“在北者耐寒,在南者喜暖。高山者宜燥,下地者宜湿。……此物性之固然,非人力可强致也。诚能顺其天,以致其性,斯得种植之法矣。”至于具体反映适地适树的内容,包括不同树种对光照、气候、土壤的不同要求等,在古农书及农谚中更有大量的记载。但适地适树一词则至20世纪50年代后期才见诸于中国的文献,日本也有类似的术语。
古代造林用的树种大多是野生种,对其种内变异又研究不够,因此适地适树中的“树”主要指的是一个物种。现代的适地适树概念中的“树”,应理解为不同层次的基因型,也包括适地适种源、适地适类型、适地适品种的含义。研究种内各种源、类型、品种的适生地区和条件,是研究适地适树的新课题。
为了贯彻适地适树的造林原则,必须对造林地的立地条件和造林树种的生物学、生态学特性进行深入的调查研究。这一方面要求按照立地条件的异质性进行造林区划和立地条件类型的划分(见森林立地),另方面要求对造林树种的生态学特性(对各种立地条件的要求)进行深入的研究。一般来说,采用乡土树种造林比较容易实现适地适树,但有时引种外来树种也能取得良好的效果。开展生产性引种前须经过周密的分析及一定时期的引种试验(见林木引种)。
进行定位树种试验以及对造林地(或环境条件相似的土地)的天然林和人工林进行调查,是贯彻适地适树原则的基本方法。在各种不同条件下营造各树种的试验林(即树种试验),可为适地适树提供直接的依据。但要从这类试验林中得出可靠的结论,往往需要几年以至几十年的很长时间。为了较快地获得这方面的资料,可利用天然林和散生树,特别是利用现有的生产性人工林进行调查研究,并应用数量化理论、多变量分析及其他数学方法深入探讨现有林中各树种的生长指标(包括其立地指数)与各立地因子之间及各因子组合之间的相互关系,建立数学模型,对各树种在各种立地条件下的生长进行预测。
适地适树就是使造林树种的特性,主要是使生态学特性和造林地的立地条件相适应,以充分发挥生产潜力,达到该立地在当前技术经济条件下可能达到的高产水平。通俗讲就是把树栽植到最适宜其生长的地方。所谓适地就是要正确认识造林地的气候、土壤、地形、水文、植被等立地条件,确定适宜的造林树种;适树就是要正确认识树种的生物学特性和生态学特性,确定适宜的造林地。适地适树是造林工作的一项基本原则,造林树种的林学特征与造林地环境条件的相适应是生物有机体与其周围环境辨证统一的客观规律所要求的,做不到这一点,则直接影响造林的质量。造林过程中出现的小老头树、生长停滞林、成活不成材、成材不成林现象,就是没有贯彻适地适树原则,或者对适地适树原则理解片面而导致的。
适地适树的途径是多种多样的,但可以归纳为两条:第一条是选择,包括选地适树,和选树适地;第二条是改造,包括改地适树和改树适地。
1.1 选择树种
选树适地植树造林必须选择合适的种源、品种,并采用科学的造林营林措施。否则因树种、品种或种源选择不当,盲目引进推广杨树树种,不仅会造成人财物和时间上的浪费,甚至有可能造成重大生态损失,带来严重隐患。在已确定造林地的前提下,根据立地条件,选择适宜的造林树种。首先选择乡土树种(在某一地区的天然分布中,其中有栽培经验、生长稳定的树种),其次引进外来树种。外来树种必须是经过引种试验表明能很好地适应本地立地条件的树种。目前,在生态公益林造林中,提倡大量栽植地带性乡土阔叶树种,是一种保险度很高的行为,其带来的造林效果也较好。
1.2 选地适树。
在已确定造林树种的前提下,根据树种的生物学特性、生态学特性,去选择适合该树种生长的造林地。造林地选择不仅关系到造林的成败,而且关系到林木生长迅速、丰产、优质,只有当选择了能满足某个树种生物学特性的立地条件,才能使其正常生长发育而成材成林。如果“地”选择不当,不仅苗木不易成活,即使成活也生长不良,最终成为“小老树”。在速生用材林的培育上,这一点非常重要,如南洋楹适宜发展区域多在北回归线以南,且应选择山坡中下部土层厚的地方。
1.3 改地适树
即通过一系列措施,包括整地、施肥、灌溉、混交、土壤管理等,改变造林地的立地条件,使之满足树木成活、生长的需要,达到适地适树的目的。如通过排灌洗盐,能使一些不太抗盐的速生杨树品种在盐碱地上顺利生长。又如通过与马尾松混交,使杉木有可能向较为干热的造林地区发展等等。
1.4 改树适地
即在地和树之间某些方面不太相适的情况下,通过选种、引种驯化、育种等方法改变树种的某些特性,使它们能够相适。如通过育种工作,增强树种的耐寒性、耐旱性或抗盐性,以适应在寒冷、干旱或盐碱化造林地上生长。在这三条途径当中,‘选择’是最关键的,后两条途径必须以第一条途径为基础,因为在当前的技术、经济条件下,改树和改地的程度都是很有限的,而且改树及改地措施也只是在地树尽量相适的基础上才能收到好的效果。
2.1 立地类型划分决策法
植物对于其赖以生存的环境条件,有着十分密切的依赖关系。环境条件如何,直接决定着植物的种类分布及其存活、发育、生长和生物量的多少。于是就有必要对宜林荒山荒坡布点取样进行全面调查和综合分析后,对森林立地进行评价,探讨地域分布规律,划分立地类型,并按其立地质量及适生树种进行适地适树布局。森林立地分类研究在林业科学中占有重要地位其进展直接影响林业生产水平的提高。从初期的感性分类阶段,即单因素定性分类阶段,到多因子定性分类及综合多因子的定量化或定性与定量相结合的阶段,立地分类研究成果在生产上得到广泛应用,并在实践中不断完善。随着数学的渗透、电子计算机技术的发展和生长预测模型的广泛应用,立地分类和评价正向定量化快速发展。
2.2 模糊决策法
科学的适地适树决策方法应以生态因子作用规律和树木生态学特性为基础,从每一生态因子与林木生长关系入手,对某一具体立地条件下的各种林木未来的生长情况做出定量预测,然后通过定量比较,确定出最佳适地适树方案。但由于环境因子作用的复杂性以及林木对环境适应性的不同,使定量预测极其困难,在这种复杂并伴有模糊性的事物面前,通过模糊数学才可提供较为满意的结果。在适地适树研究中通过特尔菲法(Delphi)模糊评定各生态因子对林木生长的限制程度,从而获得决策信息,然后通过模糊决策得出各种立地条件下的最佳适地适树方案。适地适树模糊决策是一种多目标、多限制决策。从系统工程角度而言,它是一个受立地条件、林木生长预测系统、效益评价系统等综合影响的开放式规划系统。等人采用模糊决策的原理,以小兴安岭的带岭林区为背景,进行了适地适树科学决策方法的研究。其决策过程包括确定带岭林区适地适树系统流程图,根据自然植被状况和造林实践确定带岭林区主要造林树种,根据自然条件和已有的研究确定立地条件类型,用例证法结合特尔菲征询法确定隶属度,最后用特尔菲法和模糊数学的有关原理得到带岭林区主要造林树种的较适立地类型和不适立地类型子集。
关于适地适树的具体标准,要根据造林目的的要求来确定。并且要考虑不同地区、不同立地条件(土地生产力水平)不同树种和林种。通常从以下各方面予以检验。
3.1 是否成活
用成活率和保存率检验,如第一年成活率高,连续三年保存率也高,这是成功的第一步(这种成活率应排除造林前因苗木保护不好而死亡的因素)。
3.2 数量质量要求
用材林采用是否成活、成材并达到一定标准,也可用年平均蓄积增长或平均材积衡量,把密度规定在能够达到高产的范围内,针对一定的经营水平,调查研究不同立地条件下人工林的产量变化,能够鲜明地反映出立地条件的影响,这种指标就可以用来作为判断适地适树的标准。经济林和其他林种要通过目的产品的产量、质量进行评估。
3.3 生长稳定性
林木对自然灾害(如风、温度、湿度、雪压、病虫害和其他灾害)适应能力强,能在当地正常生长。
3.4 用成本和效益评估
对使用的树种,用产投比来衡量是否适合在本地种植,如经济效益高即可采用。通过一些措施可在当地生长,但成本太高、产投比太小的则不宜种植。适地适树是客观自然规律的要求。把生态习性不同的树种混栽在同一块造林地上,或不顾自然条件的巨大差异,盲目引进外地树种,将造成造林失败。对于目前在造林生产中存在的不适地适树的现象应予以纠正。适地适树是相对的、发展的,要求地和树之间绝对相适应是不可能的,只能要求相对地、基本地适应。地树之间的矛盾可以通过其它措施调节,这一点可结合造林、营林措施进行。大量开展对现有林的调查研究工作,用科学方法进行统计分析,以此不断提高对适地适树规律的认识。 适地适树应该与经济因素相结合,选择经济价值高的珍贵用材树种或特殊用途的树种造林。当我们把某个地方确定为林业用地后,就要研究如何造林,即如何选择树种、林种及造林、营林方式等,经济因素及其它目标效益参与下的适地适树选择是比较科学和全面的。