天然林是生物多樣性最豐富、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、生態(tài)功能最強大的陸地生態(tài)系統(tǒng),是維持陸地生態(tài)系統(tǒng)平衡與穩(wěn)定的主體,也是森林資源的精華[1]。根據(jù)世界糧農(nóng)組織(FAO)《2020年全球森林資源評估報告》,天然林面積占全球森林面積的93%,達到37.5億hm2[2]。雖然中國天然林面積占全國森林面積的64%,但天然林蓄積量占全國森林蓄積量的比例超過了80%[3]。天然林提供了豐富的生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟效益,保障了國家生態(tài)安全和木材的戰(zhàn)略儲備,因此,保護和修復(fù)天然林生態(tài)系統(tǒng)對提升我國森林質(zhì)量、構(gòu)建國土安全屏障、建設(shè)生態(tài)文明和美麗中國至關(guān)重要。但是,面對天然林這一十分復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng),我們猶如在浩瀚無垠的大自然實驗室中探索,對其認知和了解至今仍然很有限。為此,迫切需要通過探究天然林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的密鑰,為我國天然林保護修復(fù)、人工林可持續(xù)經(jīng)營提供更好的自然化實現(xiàn)路徑和優(yōu)化實踐方案。

為更好地保護天然林資源,恢復(fù)天然林生態(tài)系統(tǒng),黨中央、國務(wù)院于 1998 年做出了實施天然林資源保護工程(以下簡稱“天保工程”)的重大戰(zhàn)略決策。天保工程于2000 年正式實施,至2020年先后總投資4000多億元[4]。天保工程的啟動實施,是中國林業(yè)從以木材生產(chǎn)為主向以生態(tài)建設(shè)為主轉(zhuǎn)變的歷史性標志。2019 年國務(wù)院頒布了《天然林保護修復(fù)制度方案》,對天然林演替規(guī)律和保護修復(fù)科技支撐、天保工程實施情況評估、天然林保護修復(fù)中長期規(guī)劃編制等方面提出了明確要求[5],將天然林保護從周期性、區(qū)域性的工程措施逐步轉(zhuǎn)向長期性、全面性的公益性事業(yè)。

本專欄集合了國內(nèi)天然林生態(tài)系統(tǒng)保護修復(fù)的最新研究進展,涵蓋內(nèi)容豐富,既包含了整個天保工程評估指標體系和評估方法,也包括了從局域尺度到全國尺度上的天然林資源動態(tài)變化評估。通過具體案例研究,從多方面、多角度展示了天然林保護修復(fù)的科學(xué)原理和技術(shù)。這些研究可以幫助我們更好地認識天然林自然演替規(guī)律、天然林的生態(tài)價值、天保工程的實施效果,對指導(dǎo)天然林保護修復(fù)措施具有重要意義。劉世榮等[6]基于空間信息技術(shù)、樣地調(diào)查、生態(tài)站觀測、比較分析等手段,構(gòu)建了適用于天保工程的綜合評價指標體系與評估方法,涵蓋了森林資源、生態(tài)效益、社會經(jīng)濟效益、生態(tài)修復(fù)措施和政策設(shè)計5個方面,對開展全國性的天保工程評估提供借鑒和參考。龐勇等[7]基于30 m空間分辨率的遙感數(shù)據(jù)分析了全國天保工程區(qū)1997年至2020年間的森林覆蓋變化情況,展現(xiàn)了工程區(qū)的森林覆蓋度總體呈恢復(fù)性增長趨勢,其中長江上游地區(qū)森林增長量最高,占工程區(qū)森林增長總面積的50.97%。張逸如等[8]利用天保工程區(qū)6—9次森林資源連續(xù)清查數(shù)據(jù),分析了天保工程區(qū)內(nèi)的森林碳匯分布和時空變化,天保工程區(qū)碳匯對全國森林植被總碳匯量的貢獻由8次連清的53.78%上升到9次的67.46%,其中四川省的碳儲量在各期占比相對較大,超過工程區(qū)總量的20%。郎燕等[9]分析了2000—2015年川滇-黃土高原、南方丘陵帶水土流失的時空分布變化及其影響因素,預(yù)測了未來氣候變化和土地覆蓋變化情景下2050年水土流失的變化趨勢,并建議提高草地在土地覆蓋類型的占比和加強坡耕地整治等措施以緩解土壤侵蝕,減少大面積造林的耗水量。專欄還報道了天保工程典型區(qū)域的天然林次生林恢復(fù)。陳科屹等[10]分析了長白山林區(qū)典型天然次生林的建群種種群結(jié)構(gòu)及動態(tài)特征,建議該地區(qū)天然林保護修復(fù)需要嚴格保護臭冷杉(Abiesnephrolepis)和紅松(Pinuskoraiensis)種群的生境,適度開展疏伐措施；改善魚鱗云杉(Piceajezoensisvar.microsperma)和蒙古櫟(Quercusmongolica)種群空間格局,及時實施人工促進天然更新,加速森林群落進展演替。潘君等[11]對帽兒山3個溫帶闊葉樹種根系進行了長期分解速率研究,進一步理清了根系長期分解速率隨直徑變化模式的認識。蘭潔等[12]研究了吉林省天然闊葉混交林生態(tài)系統(tǒng)多功能性及驅(qū)動因素,發(fā)現(xiàn)林分密度是最重要的驅(qū)動因子,結(jié)果對理解天然闊葉混交林的多功能形成及經(jīng)營調(diào)控有一定的意義。潘英杰等[13]分析了黃土高原天然次生林植被演替過程中土壤團聚體有機碳動態(tài)變化,認為長期植被演替有助于提高土壤團聚體穩(wěn)定性和團聚體有機碳累積。許小明等[14]研究了黃土高原北洛河流域主要林地枯落物特征及水分吸持效應(yīng),通過對比分析山楊(Populusdavidiana)、刺槐(Robiniapseudoacacia)和沙棘(Hippophaerhamnoides)3種人工林分以及喬木初期(白樺(Betulaplatyphylla))、中期(遼東櫟(Quercuswutaishanic)-油松(Pinustabulaeformis)混交林)、亞頂級(油松(Pinustabulaeformis))和頂級(遼東櫟(Quercuswutaishanica))4個次生演替階段林分枯落物蓋度、厚度和持水能力,發(fā)現(xiàn)流域內(nèi)次生演替林分水分吸持能力和攔蓄作用總體上優(yōu)于人工林分,建議在黃土高原造林及林地撫育管理過程中重視混交林的建設(shè)和保護。王軼浩等[15]研究了重慶酸雨區(qū)馬尾松純林改造對土壤酸化特征及團聚體穩(wěn)定性的影響,發(fā)現(xiàn)改造能改變土壤酸化環(huán)境,且改造為香樟林或其混交林的改善效果總體好于木荷林或其混交林。何中聲等[16]研究了戴云山南坡不同海拔森林土壤微生物功能多樣性的季節(jié)動態(tài),分析了隨海拔和季節(jié)變化土壤理化性質(zhì)和養(yǎng)分對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能多樣性的影響。郭鴻蓉等[17]研究了中亞熱帶次生林和人工林凋落枝水溶性碳氮磷動態(tài)特征,發(fā)現(xiàn)亞熱帶次生林比人工林的凋落枝物質(zhì)循環(huán)過程具有更為高效,在未來氣候變暖背景下亞熱帶森林由凋落枝歸還給土壤的養(yǎng)分可能降低。丁易等[18]研究了撫育間伐的修復(fù)措施對海南熱帶低地雨林次生林地上生物量恢復(fù)的影響,發(fā)現(xiàn)熱帶次生林經(jīng)過撫育處理后,其地上生物量的絕對增長量顯著提高了58.74%,相對增長率顯著提高了67.93%,撫育強度在(10±2.5)%時地上生物量的增長量最高。

為滿足天然林保護修復(fù)工程的國家戰(zhàn)略需要,《生態(tài)學(xué)報》將長期開設(shè)本專欄，以充分展示天保工程評價、天然林生態(tài)系統(tǒng)演替、固碳增匯能力、土壤生態(tài)過程等天保工程全方位的最新科研成果和重要應(yīng)用實踐，供相關(guān)決策者、管理者和研究者關(guān)注與交流。