文/路平 圖由中國科學院華南植物園提供

多項技術創(chuàng)新解決森林低效益問題華南植物園獲獎項目讓南方人工林提質增效

文/路平 圖由中國科學院華南植物園提供

【編者按】

南方人工林是我國重要的森林資源。南方人工林是華南地區(qū)大氣、生物和水資源可持續(xù)利用的基礎保障。廣東生態(tài)公益林中人工林占74%，當前廣東的人工林存在著種類單一、結構簡單、抗逆性差，以及地力衰退、生產(chǎn)力和生物多樣性低，質量差等突出問題，華南植物園獲獎項目組提出了建立人工林經(jīng)營大型實驗平臺、評價人工林傳統(tǒng)經(jīng)營管理措施、研發(fā)人工林提質增效關鍵技術及開展優(yōu)良樹種和優(yōu)化模式示范推廣的總體思路。

走進位于珠三角西部的佛山高明云勇森林公園，一片片的松樹林、桉樹林、杉木林形成了鮮明的對比——改造后的森林郁郁蔥蔥，生機勃勃，滿眼青翠；未經(jīng)改造的則略顯枯黃，逐步退化。這是中國科學院華南植物園、廣東省林業(yè)科學研究院在實施“南亞熱帶典型林分提質增效關鍵技術與應用”過程中，在云勇森林公園對照試驗所產(chǎn)生的結果。項目組針對華南地區(qū)大面積的荒坡、低效林和疏殘林進行科學恢復和改造，提高林地生產(chǎn)力和生物多樣性，建立了優(yōu)質、高效、持續(xù)穩(wěn)定的森林生態(tài)系統(tǒng)。相關成果也榮獲2015年度廣東省科學技術一等獎。

云勇森林公園森林經(jīng)提質增效改造后的現(xiàn)狀

國內外專家現(xiàn)場考察

南方人工林種類單一效益低

南方人工林是我國重要的森林資源。據(jù)統(tǒng)計，全國人工林面積6900萬公頃，其中南方人工林占46%。森林生態(tài)系統(tǒng)有著較高的生產(chǎn)力，生態(tài)系統(tǒng)的功能過程復雜多樣并有著非常高的運轉效率，是華南地區(qū)大氣、生物和水資源可持續(xù)利用的基礎保障。廣東地區(qū)主要以丘陵為主，綿延的熱帶亞熱帶森林被稱為“北回歸線上的明珠”，生物多樣性高，但因為氣候炎熱濕潤，物質循環(huán)很快，植被一旦被破壞，土壤很快退化，且難以快速恢復。

據(jù)項目負責人傅聲雷研究員介紹，廣東生態(tài)公益林中人工林占74%，并多為桉屬、相思屬、松屬等單一樹種的純林。因此，當前廣東的人工林存在著種類單一、結構簡單、抗逆性差，以及地力衰退、生產(chǎn)力和生物多樣性低，質量差等突出問題，林木的蓄積量低于世界平均水平?！鞍l(fā)展合理的人工林經(jīng)營管理技術并推廣應用，增強森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能，具有重要的科學價值和現(xiàn)實意義?！?/p>

由此，項目組也提出了建立人工林經(jīng)營大型實驗平臺、評價人工林傳統(tǒng)經(jīng)營管理措施、研發(fā)人工林提質增效關鍵技術及開展優(yōu)良樹種和優(yōu)化模式示范推廣的總體思路。其目標是構建森林質量提升模式，提高森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能。

創(chuàng)建實驗平臺，研發(fā)出多項新技術

項目實施過程中，也實現(xiàn)了多項創(chuàng)新。一方面，項目組創(chuàng)建了人工林經(jīng)營大型實驗平臺，開展了“多樣性梯度實驗”、“水平生態(tài)位實驗”及“垂直生態(tài)位實驗”，引領了中國森林生態(tài)學野外控制實驗研究，推動了“林業(yè)高新示范區(qū)”的建設，促進區(qū)域林業(yè)轉型升級。該實驗平臺也吸引了300多位國內外科學家前來參觀交流，并進行合作研究。

同時，通過對比試驗，項目組也揭示了人工林傳統(tǒng)經(jīng)營措施的弊端。傅聲雷表示，他們研究發(fā)現(xiàn)，“純林”種植容易導致土壤酸化、物種更新困難；傳統(tǒng)的“刀耕火種”會造成有機質和養(yǎng)分流失，損害生物區(qū)系；而“砍雜”造林也會降低土壤生物多樣性，減緩凋落物分解和養(yǎng)分歸還。由此，項目組研發(fā)出4 項人工林提質增效新技術。其中，“去化感促定植技術”主要是去除凋落物，提高幼苗建立率；而物種多樣性，促進樹木生長，減少養(yǎng)分流失。

此外，項目組研發(fā)了2項人工林生態(tài)效益評估新技術及Ⅲ級復合權重的樹種綜合評價技術。傅聲雷說，他們發(fā)明的“水驅原位根系呼吸測定技術”，不需要電或其它能源，在野外可方便簡單地直接測定根系呼吸；而發(fā)明的“樹干皮層光合作用測定技術”，也有助于更準確評價森林碳匯功能。項目組通過對 96 個樹種進行綜合評價，篩選出了醉香含笑、灰木蓮、木荷、紅錐、藜蒴、尖葉杜英、紅花荷、米老排等 16 種可用于低效林林分改造、值得推廣的優(yōu)良闊葉鄉(xiāng)土樹種。通過林分改造，生態(tài)系統(tǒng)服務功能及效益進一步提高。其中，針葉林改成闊葉混交林，每年每公頃價值增加0.599萬元；桉樹林改成鄉(xiāng)土闊葉林，每年每公頃價值增加5.164萬元，累計示范推廣面積100萬畝，累計繁育苗木4951萬株，總產(chǎn)值43億元。

項目組成員在學術會議上進行交流

提質增效模式逐步推廣應用

項目實施過程中，發(fā)表論文42篇（其中SCI論文20篇），出版專著2部，培養(yǎng)博士6名，碩士4名，獲授權專利4件。經(jīng)專家鑒定，項目組創(chuàng)建的大規(guī)模、多處理、多重復人工林經(jīng)營實驗平臺，屬于國內首創(chuàng)、國際領先；集成了典型林分改造的復合權重樹種綜合評價、去化感促定植、林隙調控促定居、苗木定向培育技術等，整合“基礎研究—技術研發(fā)—示范推廣”于一體，為低效人工林提質增效提供了理論依據(jù)和示范樣板。研究成果整體達到國際先進水平，其中在野外森林生態(tài)控制實驗研究建設上處于國際領先水平。

目前，項目成果已在廣東鶴山、梅州、珠海、佛山、中山等地區(qū)累計示范推廣面積100.1萬畝，繁育優(yōu)良鄉(xiāng)土闊葉樹種4951萬株，成果總價值達43億元，其中新增經(jīng)濟效益7.3億元，生態(tài)效益34.4億元，社會效益1.6億元。所建立的低效林提質增效模式也在我國南方地區(qū)推廣應用。其中，項目組指導中國林科院、江西農(nóng)業(yè)大學、中科院地理所等開展“人工林經(jīng)營野外實驗研究平臺”建設，牽頭6個國家站開展“南方低效人工林固碳增匯技術示范研究”，指導浙江、江西、湖南等地實現(xiàn)了低效人工林的質量提升。