梁文廣， 楊紅軍

(1.西南大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院， 重慶 400715； 2.西南大學(xué) 農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院， 重慶 400715)

自可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提出以來，生態(tài)理念越來越受到重視，即在滿足當(dāng)下資源需求的前提下保障未來的持續(xù)發(fā)展。森林是我國重要的生態(tài)資源，不僅能夠提供木材資源，還具有重要的生態(tài)功能。近年來，隨著人們對自然生態(tài)旅游需求的提高，森林資源也成為部分地區(qū)開發(fā)旅游，提高經(jīng)濟(jì)效益的主要來源。因此，在林業(yè)管理上迫切需要尋求一種貼近自然的科學(xué)管理模式，以維持森林重要生態(tài)功能和持續(xù)的生產(chǎn)力。近自然林業(yè)理論由德國蓋耶爾首次提出，該理論強(qiáng)調(diào)森林經(jīng)營應(yīng)回歸自然、遵從自然法則，利用自然的所有生產(chǎn)力，其本質(zhì)特征是自然林系統(tǒng)和人工林系統(tǒng)的生態(tài)平衡[1]。近自然林業(yè)理論已成為世界林業(yè)科學(xué)的基礎(chǔ)。

近年來，近自然林業(yè)理論發(fā)展迅速，歐洲國家已普遍接受近自然林業(yè)的經(jīng)營思想，北美、日本等國家也逐漸重視近自然林業(yè)經(jīng)營思路的理論研究[2-3]，已形成多種經(jīng)典的理論模式并得到廣泛應(yīng)用?；诮匀涣謽I(yè)經(jīng)營的理念以及我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，近自然林業(yè)經(jīng)營理論已成為我國林業(yè)發(fā)展理論的重要指導(dǎo)方針[4]。近年來，眾多學(xué)者對近自然理論在我國的應(yīng)用及前景進(jìn)行了一定研究[5-7]，但是缺乏對我國近自然林業(yè)經(jīng)營理論模式的深入研究。為探索適宜我國森林管理的近自然林業(yè)經(jīng)營理論模式，推進(jìn)近自然理論模式科學(xué)應(yīng)用于我國林業(yè)發(fā)展，為我國自然林的科學(xué)管理提供理論依據(jù)和決策參考，闡述近自然林業(yè)經(jīng)營理論的發(fā)展歷程和主要理念，介紹目前林業(yè)發(fā)展中主要的近自然林經(jīng)營管理模式及其在我國林業(yè)管理中的應(yīng)用，并提出我國近自然林業(yè)經(jīng)營模式的發(fā)展建議。

1 近自然林業(yè)理論的發(fā)展歷程和主要理念

近自然林業(yè)理論認(rèn)為，森林是一個整體生態(tài)系統(tǒng)，可利用森林的自然潛力，使其林分立地結(jié)構(gòu)充分貼近自然生態(tài)，但并非回歸到天然的森林類型[8]，而是合理地優(yōu)化森林結(jié)構(gòu)和功能，使經(jīng)營管理林中的本源樹種優(yōu)勢得到明顯表現(xiàn)，并兼顧森林的生態(tài)平衡，同時帶來經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會三大效益。近自然林業(yè)理論主張利用自然力恢復(fù)森林生態(tài)功能，并在人工輔助下使自然物種得到恢復(fù)，同時優(yōu)化林分結(jié)構(gòu)，并為其他生物提供棲息地，增加森林中生物多樣性[9-10]，以維持健康穩(wěn)定的森林生態(tài)系統(tǒng)。

在17世紀(jì)，森林資源被高度商品化，樹木成為一種可交易的商品，使得大批森林遭到無節(jié)制砍伐，最終導(dǎo)致森林資源出現(xiàn)生態(tài)危機(jī)。這種過度砍伐、利用木材導(dǎo)致的生態(tài)問題引起了西方林學(xué)家的反思[11-12]。18世紀(jì)，德國率先開展了森林恢復(fù)計劃，但該計劃出發(fā)點是基于提高木材經(jīng)營過程中的經(jīng)濟(jì)效益，而忽視了森林的生態(tài)效益，因此森林樹種主要以純林為主。由于過于單一的樹種導(dǎo)致生態(tài)不穩(wěn)定，造成了一系列的生態(tài)新問題。直到1898年, 德國科學(xué)家蓋耶爾(GAYOR) 率先提出“人類應(yīng)盡可能地按照森林的自然規(guī)律來從事林業(yè)生產(chǎn)活動” 的近自然林業(yè)經(jīng)營思想，強(qiáng)調(diào)要遵循森林生態(tài)系統(tǒng)規(guī)律，實現(xiàn)生產(chǎn)與生態(tài)可持續(xù)的有機(jī)融合[13-15]。這一理念的提出和應(yīng)用，逐漸緩解了德國的森林生態(tài)危機(jī)。

到20世紀(jì)中葉，德國成立了“ 適應(yīng)自然林業(yè)協(xié)會”, 系統(tǒng)地提出了“以適樹、混交、異齡、擇伐”等為特征的近自然森林經(jīng)營的具體理論，近自然林業(yè)得以廣泛傳播，成為現(xiàn)代林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要理論[15]。現(xiàn)如今影響較大的三種經(jīng)營方法包括了由阿貝茨(P.Abetz)提出的弗萊堡方法[16](主要為定向擇伐，保留所需要的樹種，砍除干擾樹，無關(guān)樹任其生長，保證生態(tài)、經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展)、巴伐利亞州林業(yè)主管部門發(fā)布的巴伐利亞方法[17](主要對達(dá)到胸徑指標(biāo)的目標(biāo)樹進(jìn)行選擇性砍伐，保證目標(biāo)樹的木材供應(yīng)，同時對目標(biāo)樹的樹齡進(jìn)行調(diào)控，保證目標(biāo)樹的合理更替)，以及由艾伯特(H.Ebert)提出的羅騰堡方法[18](基于樹木枝下高，保證目標(biāo)樹位于主林層，且樹干通直、無分叉、無損傷等)。

2 近自然林業(yè)的經(jīng)營模式

2.1 適地適種經(jīng)營模式

近自然林業(yè)主要依據(jù)生態(tài)條件下自然植被的分布，選擇培育適宜的本土樹種，或選擇與當(dāng)?shù)丨h(huán)境相適應(yīng)的非本土樹種進(jìn)行人工培育栽培。對選擇的樹種進(jìn)行單株撫育，采取修枝剪條、清除樹下雜草等措施，使其成為優(yōu)勢樹種，并快速生長成林，對目標(biāo)樹種生長不造成干擾的植物，可任其自由生長。適地適樹經(jīng)營模式的主要措施包括林地選擇、改地適樹和改樹適地[19]。任建武等[20]按照適地適種的模式，根據(jù)北京淺山區(qū)立地類型的特點，篩選出26種適宜該地區(qū)不同立地類型的造林綠化植物，并合理配置，形成林地選擇與改樹適地相結(jié)合的配套模式，使近自然林經(jīng)營在該地取得顯著效果。

2.2 樹種混交經(jīng)營模式

研究表明，針闊混交林相對于單針葉或闊葉林具有更好的生態(tài)效益。原因是針葉與闊葉林的生長條件能夠形成互補(bǔ)，一般闊葉樹種屬喜光性植物，其樹冠高大，且分布在林冠的上層，而針葉林樹種屬于不喜光植物，生長需要一定的郁閉度，其樹冠多分布在下層，只需通過合理搭配，闊葉林樹種便能夠為針葉樹種提供適宜的郁閉度[21]。另外，闊葉林根系相對于針葉林一般分布更深，因此二者根系分布于不同的土壤層，避免了互爭水、肥的情況[22-23]。同時闊葉林具有更大的落葉量，為林下土壤提供豐富養(yǎng)分來源，從而保障森林土壤肥力的供應(yīng)。另外，混交林相對于單一樹種的純林更為穩(wěn)定，其原因還在于混交林樹種存在多樣性優(yōu)勢，既發(fā)揮了優(yōu)勢樹種的主導(dǎo)作用，又體現(xiàn)了次級樹種的互補(bǔ)作用。兩者互補(bǔ)生長有助于提高立地潛力，促進(jìn)自然更新，進(jìn)而提高生物多樣性，具有更穩(wěn)定的生態(tài)功能和抵抗自然災(zāi)害的能力[24]。

2.3 單株撫育與擇伐利用經(jīng)營模式

單株撫育和擇伐管理方式的運(yùn)用需依據(jù)森林不同樹種的年齡結(jié)構(gòu)進(jìn)行管理，這種經(jīng)營管理方式既要保證森林木材的可持續(xù)產(chǎn)出，同時又不損害森林的生態(tài)功能。研究表明[24]，可根據(jù)森林的樹齡劃分森林的林齡和階段，一般以每20年作為一個階段，每個林齡階段應(yīng)控制在一定的比例之內(nèi)，在成熟的森林系統(tǒng)中，每個林齡階段的面積在10%～17%較為合適。森林在自然成熟過程中，隨著林齡增長，生產(chǎn)力不斷提高，但當(dāng)林齡超過160年后，單位面積生產(chǎn)力反而開始下降，主要是由于樹木開始進(jìn)入過熟期，生產(chǎn)力衰退。我國學(xué)者對青海云杉Piceacrassifolia天然林研究發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)林分密度與樹木平均胸徑呈負(fù)相關(guān)[25]， 因此在森林管理過程中需對樹木的樹齡進(jìn)行控制，保證森林樹齡面積在合理的范圍內(nèi)。因此，可通過砍除老樹、保留幼樹的經(jīng)營模式，保持森林系統(tǒng)最優(yōu)的生長年齡結(jié)構(gòu)，使其生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益均保持在穩(wěn)定、高效的狀態(tài)。

2.4 復(fù)層異齡經(jīng)營模式

單層同齡純林因其樹種單一，生態(tài)功能低下，因此林分抗逆性差[25]，同時由于樹種年齡一致導(dǎo)致林分生產(chǎn)力持續(xù)力低，單層樹冠也會導(dǎo)致樹木光照利用率低。相反，復(fù)層異齡林由不同年齡結(jié)構(gòu)的林木組成，形成多層樹冠層，光照利用率顯著提高，抗逆性增強(qiáng)，因此，復(fù)層異齡混交林的穩(wěn)定性和健康程度顯著優(yōu)于單層同齡純林。通過對樹種的選擇性砍伐利用，保留原次生植被，進(jìn)而控制樹種的年齡，也可利用人工誘導(dǎo)、疏伐補(bǔ)植、漸進(jìn)式樹種置換等方法，充實林分，形成異齡混交林[26]，保證單個樹種都具有合適年齡結(jié)構(gòu)及組成，在保證樹種更新的同時又顯著提高了森林的可持續(xù)發(fā)展。另外，多林分的良性競爭也能夠促進(jìn)森林的自然演替。

3 近自然經(jīng)營模式在我國森林管理中的應(yīng)用

隨著人們對可持續(xù)發(fā)展理念的普遍認(rèn)同，我國更加重視對自然生態(tài)資源的管理和應(yīng)用。人工生態(tài)林的建設(shè)是我國森林生態(tài)恢復(fù)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要方式[27]。而近自然林業(yè)理論是基于生態(tài)恢復(fù)、構(gòu)建自然生態(tài)林，并在自然力的推動下使其自然發(fā)展，這與我國目前生態(tài)林業(yè)恢復(fù)與保護(hù)基本理念相符[28]；同時，我國地域遼闊，森林資源豐富，在保障森林生態(tài)功能的同時，也需追求相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益。隨著近自然林理論及模式的發(fā)展和應(yīng)用，我國通過適地適樹、建立混交林，調(diào)節(jié)森林年齡、林分結(jié)構(gòu)等典型模式，建立可持續(xù)生態(tài)自然林，實現(xiàn)我國森林產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展[29-30]。

3.1 適地適樹建立生態(tài)林

在開展森林建設(shè)中，林地和樹種選擇以及其二者的相適應(yīng)性尤為重要，近年來，通過適地適樹建立生態(tài)林的模式在我國森林管理和保護(hù)中得到廣泛應(yīng)用。張文輝[31]研究指出，對于樹種選擇要保證樹種能夠適應(yīng)林地環(huán)境，優(yōu)先選擇本土優(yōu)良樹種；而對于單一樹種森林，還應(yīng)引入外地優(yōu)良樹種，建立混交林；在選擇樹種時，應(yīng)根據(jù)森林的主要用途和功能，如經(jīng)濟(jì)林和生態(tài)林區(qū)分選擇。伍水平[32]通過對江西省樟樹市林地地形地貌、土壤結(jié)構(gòu)分析和調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大部分地區(qū)以紅壤丘陵為主，土壤易板結(jié)酸化，需要選擇適應(yīng)性強(qiáng)的樹種，并結(jié)合樟樹市常年氣候分析，得出香樟CinnamomumbodinieriLevl.、馬尾松PinusmassonianaLamb.等樹種是當(dāng)?shù)刈钸m宜的植樹造林樹種。陳玉玲[33]基于適地適樹模式，并利用決策樹CART算法，通過大量數(shù)據(jù)分析對近自然林經(jīng)營過程中的適宜樹種進(jìn)行算法選擇，獲得最佳組合。

3.2 改樹適地建立混交林

建立混交林是實現(xiàn)森林近自然經(jīng)營的主要方式之一，通過不同樹種之間的優(yōu)勢互補(bǔ)，促進(jìn)林業(yè)的健康發(fā)展。孫毅兵[34]研究表明，可根據(jù)不同的地形、地貌采取不同的混交方式，如帶狀混交、塊狀混交、株間混交和無序混交，而對于混交樹種的選擇不局限于喬木，還包括喬灌混交和綜合混交。借鑒德國的目標(biāo)樹經(jīng)營法，郭詩宇等[35]基于湖北實際情況，以主林層樹木平均胸徑和林分郁閉度作為是否采用目標(biāo)樹經(jīng)營法的衡量指標(biāo)，選擇主林層平均胸徑10 cm，林分郁閉度0.8作為節(jié)點，對目標(biāo)樹進(jìn)行標(biāo)注。樹種每增長3 cm或每隔5年進(jìn)行一次經(jīng)營決策，對目標(biāo)樹進(jìn)行選擇，砍除干擾樹，經(jīng)過多次擇伐后將林分改造為復(fù)層異齡混交林，可形成永久性森林。張二亮[36]在河北省木蘭林區(qū)試驗的目標(biāo)樹經(jīng)營模式同樣表明，通過選定目標(biāo)樹，砍除干擾樹、對目標(biāo)樹撫育擇伐等方式，可實現(xiàn)復(fù)層異齡混交林的建立。

4 近自然經(jīng)營模式應(yīng)用于我國森林管理的改進(jìn)建議

綜上所述，基于近自然林經(jīng)營理念，以森林質(zhì)量提升和森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)為目的，我國在探索近自然森林經(jīng)營技術(shù)和模式方面取得了一定成效，但在理論和實踐中還存在不足，森林資源保護(hù)工作還有待提高[37]，主要表現(xiàn)為培育樹種過于單一易導(dǎo)致森林病蟲害發(fā)生和樹木存活率降低。這與德國初期的林業(yè)發(fā)展極其相似，為促進(jìn)我國近自然林業(yè)健康發(fā)展，優(yōu)化近自然林經(jīng)營管理模式，仍需在以下方面做出改進(jìn)。

1) 優(yōu)化人工林結(jié)構(gòu)，針闊葉樹種搭配種植，提高混交林比重，適當(dāng)選擇針闊樹種混交，建立人工復(fù)層結(jié)構(gòu)林，加大自然光照的利用率等，增加森林健康指數(shù)。

2) 采用科學(xué)經(jīng)營模式，適時對林中培育樹種進(jìn)行單株撫育和管理，控制并優(yōu)化林分的樹齡結(jié)構(gòu)，使其保持高增長速率，對樹齡和胸徑達(dá)標(biāo)樹種，可進(jìn)行選擇性砍伐，提高林業(yè)生產(chǎn)力。

3) 按功能對人工林分類管理，對以生態(tài)防控為主的人工林應(yīng)降低砍伐力度和頻次，以自然發(fā)展為主；而對以生產(chǎn)為主的經(jīng)濟(jì)型林地，應(yīng)根據(jù)樹齡結(jié)構(gòu)組成，進(jìn)行選擇性砍伐，調(diào)整冠層，增加光、熱效應(yīng)，提高生產(chǎn)力。

4) 合理應(yīng)用適地適樹原則，開展原生林林分結(jié)構(gòu)、郁閉度指標(biāo)的實地調(diào)查和測定，選擇合適的目標(biāo)樹種和林型，制定合理的參考指標(biāo)，對林分結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。