唐敏聰,陳世清,楊 清,蘇木榮,王 鋒
(1. 廣東省龍眼洞林場,廣東 廣州 510520; 2. 華南農業(yè)大學,廣東 廣州 510642; 3. 廣東森科園林綠化工程有限公司,廣東 廣州 510520; 4. 佛山市云勇生態(tài)林養(yǎng)護中心,廣東 佛山 528518;5. 廣東省德慶林場,廣東 德慶 526600)
縱觀世界各國的林業(yè)發(fā)展,大多都是經過由木材利用到木材培育和利用,再到可持續(xù)發(fā)展的過程[1]。林業(yè)發(fā)展模式與國民經濟發(fā)展、林業(yè)產業(yè)定位,森林經營理念及林業(yè)管理模式、政策支撐與國家發(fā)展戰(zhàn)略等息息相關[2]。而森林資源的變化是社會、經濟、環(huán)境協調發(fā)展對林業(yè)產品培育與保護利用的反映[3-5]。國有林場是植樹造林、森林資源培育、保護和合理利用資源、維護國家生態(tài)安全的重要機構[6],國有林場森林資源數量、培育產品和利用力度與林業(yè)發(fā)展模式關系密切。根據國有林場改革指導思想,我國現有公益性國有林場通過改革,林業(yè)發(fā)展模式必須實現由木材生產為主轉變?yōu)樯鷳B(tài)修復和建設為主、由利用森林獲取經濟利益為主向保護森林提供生態(tài)服務為主的生產經營轉變[7]。佛山市云勇林場是廣東省較早轉制成公益一類事業(yè)單位性質的國有林場,歷經不同的林業(yè)發(fā)展模式,對其不同林業(yè)發(fā)展模式下森林資源變化進行研究,分析總結發(fā)展變化規(guī)律,可為進一步推動國有林場發(fā)展提供參考。
佛山市云勇林場(以下簡稱“云勇林場”)位于佛山市高明區(qū),現有經營面積1 958.29 hm2,其中林業(yè)用地面積1 922.39 hm2。屬低山丘陵地形,年均溫22 ℃,年降雨量1 720 mm,土壤主要為花崗巖發(fā)育而成的赤紅壤。現有植被主要為亞熱帶常綠闊葉人工林。林場始建于1958年,原為廣東省屬林場,于1984年下放給佛山市管理。林場自成立至今已有61年,屬性歷經生產性事業(yè)單位、自主自收事業(yè)單位(事業(yè)單位企業(yè)管理)轉制成廣東省較早公益一類事業(yè)單位性質的國有林場[8]。伴隨著屬性的轉變,其林業(yè)發(fā)展歷經以培育松樹、杉木、桉樹等用材林資源為主,通過獲取木材為主要目的林業(yè)發(fā)展模式(1958—2001年),以生態(tài)修復和建設為主、木材生產和生態(tài)建設并重的綜合性林業(yè)發(fā)展模式(2002—2013年)和以生態(tài)建設為主保護森林提供生態(tài)服務為主要目的林業(yè)發(fā)展模式(2013年至今)。
采用的基本資料為1993、2001、2012、2018年云勇林場不同林業(yè)發(fā)展模式轉變節(jié)點森林資源二類調查主要因子數據,以及1993—2018年連續(xù)25年云勇林場主要森林資源培育和利用的檔案材料。
參考我國林業(yè)發(fā)展歷史[1],以我國森林分類經營起始時間1993年作為研究時間起始點,結合云勇林場的森林經營歷史沿革[7],選用1993—2001年代表以木材生產為主的林業(yè)發(fā)展模式(下簡稱Ⅰ),2002—2011年代表以生態(tài)修復和建設為主的林業(yè)發(fā)展模式(下簡稱Ⅱ)和2012—2018年代表保護森林提供生態(tài)服務為主林業(yè)發(fā)展模式(下簡稱Ⅲ)起止年度的森林資源二類調查數據中反映森林資源數量的喬木林面積、森林覆蓋率、森林總蓄積量和反映資源質量的喬木林單位蓄積量、生態(tài)公益林比例、混交林比例以及反映森林資源利用的生態(tài)功能等級和森林景觀等級等主要資源因子,不同林業(yè)發(fā)展模式時期與國有林場主要職能“植樹造林,森林資源培育、保護和合理開發(fā)利用”[6]密切相關的林木采伐量,造林面積、應用樹種等主要經營產品為對象,縱向對比分析3種林業(yè)發(fā)展模式下森林資源數量、質量和生態(tài)景觀因子等數據變化。
采用Excel 2019軟件對數據進行統計整理,縱向比較分析4個年份3個發(fā)展模式云勇林場森林資源動態(tài)變化數據,研究其變化規(guī)律。
1)喬木林面積占比
喬木林面積占比(%)通過公式(1)計算:
Yi=100×Fi/Di
(1)
式中:Yi為表現i年度喬木林地類面積占總面積百分率;Fi表示i年度喬木林面積;Di表示i年度有林地總面積;有效數字保留兩位小數。
2)森林覆蓋率
區(qū)域內單位森林面積(郁閉度0.2以上的喬木林地和竹林地面積)與土地面積的之比的百分數。
森林覆蓋率(P,%)通過公式(2)計算:
P=100×(森林面積/土地經營總面積)
(2)
式中:森林面積和土地面積的計算單位為hm2;有效數字保留兩位小數。
3)森林資源因子增長率/下降率
主要指的是本期值比上一統計周期的增長量/減少量與上一個統計周期的比值,通常以百分數的形式表現,該公式主要應用于不同時期與上一周期之間相同內容之間的比較,林木主要資源因子中,不同林業(yè)發(fā)展階段喬木林面積占比、森林覆蓋率、林木總蓄積量與喬木林單位面積蓄積量、不同年份林種占比均使用公式(3)進行比較和計算:
Gr(Rr)=(Ci-Bi/Bi)×100%
(3)
式中:Gr為增長率;Rr為下降率;Ci為當期起始數據;Bi為上一終止期數據,如果計算值為正值(+),則稱增長率,如果計算值為負值(-),則稱下降率(減少率);有效數字保留兩位小數。
3.1.1喬木林面積變化
根據云勇林場3個不同林業(yè)發(fā)展模式起止時間節(jié)點4個年份森林二類調查數據庫資料顯示,林場的經營面積處在動態(tài)變化之中,主要原因是:(1)部分數據更新不及時;(2)調查技術手段提高帶來精度提升;(3)國土與林業(yè)部門對林緣邊耕地、園地等是否作為林地的標準不統一;(4)不同年份林業(yè)部門對辦公、生產、生活場所,護林站及林區(qū)公路等輔助生產林地與非林地統計方式不統一,導致數據有差異性[9]。為直觀比較,喬木林森林資源數量變化采用各年度喬木面積占經營面積百分比進行比較(表1)。
從表1的數據分析可知,喬木林面積占比從Ⅰ模式起始年的1993年的81.94%到Ⅲ模式2018年的98.95%,總體上呈增加趨勢。從增長幅度變化分析,以Ⅲ模式增幅最大,達11.63%,而Ⅰ與Ⅱ模式增幅相差較小,分別為4.82%和3.20%(表1)。究其原因有3點,(1)由于Ⅰ~Ⅲ模式林木采伐面積小于造林面積;(2)1993年的采伐跡地34.1 hm2通過造林轉變成喬木林地,而2016年后林場已停止林木主伐,只對林分進行森林撫育;(3)在Ⅲ模式,一些竹林、苗圃、灌木林和輔助林地轉變成喬木林地。
表1 云勇林場不同發(fā)展時期主要時間節(jié)點森林資源數量因子變化
3.1.2森林覆蓋率變化
從表1的數據分析可知,森林覆蓋率從Ⅰ模式起始年1993年的80.80%上升到Ⅲ模式2018年的98.17%,總體上呈增加趨勢。從增長幅度分析,以Ⅲ模式時期增幅最大,達12.02%,其次為Ⅰ模式,增幅為6.39%,Ⅱ模式的增幅最小,僅為1.95%。究其原因,與喬木林面積增幅大體相似,造林面積大于采伐面積,Ⅲ模式將竹林、苗圃、灌木林和輔助林地通過造林轉變成喬木林地,在Ⅱ模式,由于林場要轉變?yōu)樯鷳B(tài)型林場,需要加大對用材樹種的采伐力度,營造更多生態(tài)功能更強的鄉(xiāng)土闊葉樹種,達到生態(tài)修復建設成效,造成Ⅱ模式增幅最低(表2)。
表2 云勇林場不同發(fā)展時期主要林木資源培育與利用產品變化
3.1.3森林總蓄積量變化
從表1的數據分析可知,森林總蓄積量呈先降后升趨勢。從Ⅰ模式起始年1993年的125 813 m3(最高)一直下降到Ⅱ模式終止期2012年的56 200 m3(最低),隨后再上升到Ⅲ模式2018年的123 147 m3。降幅最大的為Ⅱ模式,下降了43.54%,增幅最大的是Ⅲ模式,增長了119.12%。究其成因,在Ⅰ模式和Ⅱ模式,為獲得木材利益和加快生態(tài)建設,林木采伐量始終居高不下,大量蓄積量較大的成、近熟林被采伐,而Ⅰ模式和Ⅱ模式新栽林木因林齡小,生長量小,林木資源得不到恢復補充,造成總蓄積量不斷下降,到Ⅱ模式后期達到最低點,而到了Ⅲ模式,伴隨采伐量劇減,Ⅰ模式和Ⅱ模式前期栽植林木開始進入中齡,生長量加大,林木蓄積量不斷增加,逐步回升。
3.2.1造林樹種與林分的變化
伴隨著林場主要職能的轉變,其森林資源培育的樹種發(fā)生了重大改變。以木材生產為中心的Ⅰ時期,林場種植的樹種以用材特性更突出的杉、松、桉、速相思為主,其造林面積達到849.4 hm2,占85.94%,以純林為主;鄉(xiāng)土闊葉樹種應用數量僅24種,造林面積119.4 hm2,占14.06%,為闊葉混交林。以生態(tài)修復和建設為主的Ⅱ時期,林場種植樹種以生態(tài)功能更強大的鄉(xiāng)土闊葉樹種為主,應用種類達134種,其造林面積達到1 429.0 hm2,占97.09%,與Ⅰ時期相比,鄉(xiāng)土樹種應用種類增加了110種,闊葉混交林增加了1 309.7 hm2。進入Ⅲ時期,種植的樹種以生態(tài)功能強大、同時兼顧商品價值更高的降香黃檀、閩楠、格木、土沉香等11種鄉(xiāng)土闊葉樹種為主,全部為闊葉混交林,其造林面積達128.32 hm2,占100%(表2)。
3.2.2林種的變化
伴隨著林場主要職能的轉變,其森林類別中的林種隨之發(fā)生變化。以木材生產為中心的Ⅰ時期,林場生態(tài)公益林比例起始年為“0”,1999年后,為完成國家下達的生態(tài)林建設任務,2年內把原有商品林分中的75.10%劃定為生態(tài)公益林(樹種及所有經營措施均未改變)。以生態(tài)修復和建設為主的Ⅱ時期,林場從樹種培育根源上主動求變,實現生態(tài)建設的轉型,生態(tài)公益林比例上升到96.85%。提供生態(tài)服務為主的Ⅲ時期,林場充分挖掘地類潛力,把生態(tài)公益林比例提高到98.61%(表3)。
3.2.3喬木林單位蓄積量
伴隨著林場主要職能的轉變,其樹種與經營目的隨之發(fā)生變化,從而導致喬木林單位蓄積量改變。在Ⅰ時期起始之前,林場經營森林的目的是獲取木材,喬木林單位蓄積量最高,達80.90 m3/hm2,而到了末期,需要完成上級下達的生態(tài)林建設任務,種植的樹種也發(fā)生改變,單位面積蓄積量開始下降至60.09 m3/hm2,其后,在經營轉型的Ⅱ時期,為加快生態(tài)修復建設任務,林場加大用材樹種采伐力度,喬木林單位蓄積量下降率達到最大,為46.80%,到Ⅱ時期末期,喬木林單位蓄積量僅為31.97 m3/hm2,之后,林場進入Ⅲ時期,林木采伐大幅度下降,而早期種植的樹木進入快速生長初始階段,喬木林單位蓄積量出現正向增長,增長率最大達102.52%,到Ⅲ時期的2018年,喬木林單位蓄積量達64.74 m3/hm2,預計未來,生長量隨林分年齡增大而增加,喬木林單位蓄積量會更大(表3)。
表3 云勇林場不同發(fā)展時期主要時間節(jié)點森林資源質量因子變化
3.3.1林木資源利用
“植樹造林,森林資源培育、保護和合理開發(fā)利用”是國有林場的主要職能,通過大力造林、科學營林、減少商業(yè)性采伐是增強生態(tài)功能,提升森林質量的重要舉措[6]。從表2的分析數據可知,在Ⅰ時期的9年內,云勇林場基本按“法正林”理論進行林木資源經營,年均采伐面積100.9 hm2,年均利用木材量達11 230.6 m3,提供的年均木材資源最大;Ⅱ時期,林場為加快生態(tài)修復建設,加大了利用木材資源數量,年均采伐面積為141.3 hm2,年均利用木材量達10 289.1 m3;林場進入Ⅲ時期,林木利用大幅度下降,年均采伐面積18.6 hm2,年均利用木材量為1 905.6 m3,且大多為低效林改造更新及改善森林環(huán)境而開展的林木采伐利用。
3.3.2生態(tài)功能等級變化
以林分林層、植被蓋度、郁閉度、生物多樣性、枯枝落葉層5個因子綜合評判森林生態(tài)功能等級,對森林資源的生態(tài)狀況評價具有重要作用,綜合得分越大,生態(tài)功能等級越高,當林分生態(tài)功能一、二級占比超過50%,可認為該林分生態(tài)狀況達到較優(yōu)水平[10]。廣東自2002年建立生態(tài)等級評價標準以來,對森林生態(tài)功能的優(yōu)劣有了較為系統的評判標準。云勇林場的生態(tài)狀況一直處于較優(yōu)水平,但生態(tài)功能等級比重隨著不同林業(yè)發(fā)展模式的轉變發(fā)生著不斷變化。其中,生態(tài)功能一、二級林分合計數量,Ⅰ時期末年和Ⅲ時期2018年均高于Ⅱ時期末年;隨著林業(yè)發(fā)展模式的轉變,生態(tài)功能等級為一級的林分面積占比呈上升趨勢,所占比例由11.46%上升至26.77%;生態(tài)功能等級為二級的林分面積占比則呈先降后升,總體呈上升的趨勢;生態(tài)功能等級為三級的林分面積占比呈先升后降趨勢;而生態(tài)功能等級為四級的林分面積比重則呈先升后降趨勢,至2018年林分面積占比為0(表4);由于Ⅱ時期林場進行較大面積的更新造林,而Ⅲ時期更新改造面積逐年減少,新造林分隨著年齡增長,其林分的各種生態(tài)因子逐步恢復,生態(tài)功能逐漸變強。
表4 云勇林場不同發(fā)展時期主要森林生態(tài)資源變化
3.3.3森林植物景觀變化
森林植物景觀是最重要的森林資源利用要素。通過查閱及分析《廣東云勇森林公園總體規(guī)劃(2001-2012》《云勇生態(tài)型林場總體規(guī)劃(2002-2012)》及云勇林場1993—2018年4個年份森林資源二類調查相關數據發(fā)現(表5),林場3種林業(yè)發(fā)展模式其主要森林植物景觀類型數量變化不大,始終維持在7~8種范圍,但各森林植物景觀類型斑塊面積則發(fā)生較大變化,其中杉樹、松樹林、桉樹林、相思林景觀及其景觀斑塊面積不斷減少,甚至消失,逐步被純闊葉林、闊葉混交林、針闊混交林3種植物景觀所替代;同時,依托純闊葉林、闊葉混交林及針闊混交林景觀資源,按照不同的景觀要素,云勇林場構建了紅花林、芳香林、百果園、珍貴樹種園、木蘭園、保健林等多種森林景觀,極大地豐富了森林景觀資源的內涵,吸引了眾多游客前來休閑、游憩,逐步實現了森林資源從獲取木材為主向提供生態(tài)服務產品的轉變。
表5 云勇林場不同年份森林植物景觀類型變化
基于云勇林場25年3個不同林業(yè)發(fā)展模式起止時間節(jié)點4個年份森林資源規(guī)劃設計調查數據資料分析,結果表明,Ⅰ~Ⅲ時期林業(yè)發(fā)展模式,隨時間推延,林場的喬木林面積,森林覆蓋率,生態(tài)公益林面積,一、二生態(tài)功能等級林分面積比例,應用鄉(xiāng)土樹種種類數量及種植闊葉混交林面積不斷增大;森林植物景觀變化更加豐富,斑塊面積更趨均勻。森林總蓄積量及喬木林單位蓄積量呈先降后升趨勢。年均獲取的木材資源越來越少,造林面積呈先升后降趨勢,整體呈現森林干擾不斷減弱,生態(tài)景觀功能不斷增強的良好態(tài)勢。
剖析云勇林場25年森林資源動態(tài)變化可得到以下結論:國有林場屬性決定林場的林業(yè)發(fā)展模式,進而決定其森林資源總量、培育產品和利用力度。當前,隨著廣東省大多數林場轉變?yōu)楣媸聵I(yè)單位,其主要功能已明確定位為保護培育森林資源、維護國土生態(tài)安全和提供生態(tài)公益服務[11]。因此,如何通過科學的森林資源經營提升森林資源質量成為國有林場改革的主要目標[12]?;谠朴铝謭龅纳仲Y源現狀提出如下建議。
1)加強中幼林撫育措施。云勇林場自1999年進行生態(tài)公益林建設以來,以種植鄉(xiāng)土闊葉樹種為主,造林密度為1 665株/hm2,目前林分郁閉度大多達到0.6以上,林木處于中幼齡,喬木樹種生長競爭大,因此,必須加強中幼林撫育力度,通過科學的密度調控,培育大徑級喬木林,促進單位蓄積量快速增長。
2)加快公共綠色生態(tài)產品培育開發(fā)。目前云勇林場森林覆蓋率高,生態(tài)公益林中以鄉(xiāng)土闊葉樹種組成的混交林比例大,除發(fā)揮水源涵養(yǎng)、水土保持的生態(tài)功能外,必須充分挖掘和利用優(yōu)質森林的其他屬性,如加快森林康養(yǎng)、林下經濟、科普自然教育、獨特森林植物景觀建設,同時利用現有森林環(huán)境,加大旅游基礎設施建設,使之成為珠三角休閑游憩的好場所。
3)及時總結鄉(xiāng)土闊葉樹種應用成果,為廣東省生態(tài)建設提供科學參考。自林場開展生態(tài)修復和建設以來,應用鄉(xiāng)土闊葉樹種達147種,其中不泛珍稀和珍貴樹種,截至目前,大多數林木生長良好,但隨著時間的推移,有些樹種成為群落優(yōu)勢種群,有些樹種成為群落亞喬木層樹種或下木,而有些樹種逐步在競爭中處于劣勢,甚至死亡消失。因此,需要根據目前的森林資源現狀及時進行科學分析,提出林場未來森林資源科學經營的技術措施。