结构化森林经营：培育健康稳定的森林不难
13.08.2015 08:44
本文来源: 林业网
中国林科院林业研究所森林经营首席专家惠刚盈研究员率领的科研团队给予了很好的回答：“结构决定功能。”
惠刚盈率领的研究团队经过10多年的研究，首次系统地提出了结构化森林经营理论与技术。其技术特征为：用基于相邻木关系的森林空间结构量化分析方法分析林分状态，用林分自然度划分森林经营类型，用林分经营迫切性指数确定森林经营方向，用空间结构参数指导林分结构调整，即以描述林木水平分布均匀性的角尺度调整林木空间分布格局，以反映树种多样性与种间隔离程度的混交度调整树种空间隔离程度，以体现林木竞争态势的大小比数调整树种竞争关系，以表达林木拥挤程度的密集度调整林木的拥挤程度，用“一杆秤”即健康森林的结构特征实时度量经营效果。
打出森林经营“中国牌”
据有关专家介绍，我国森林面积虽然有明显增加，森林覆盖率也由新中国成立初期的8.6%上升到了21.36%，但质量不高、功能不强的状况仍很突出。现有森林生态功能等级为“好”的仅占13%。
2014年，习近平总书记曾批示要求：稳步扩大森林面积，提升森林质量，增强生态功能。这是党中央在提出森林覆盖率、森林蓄积量增长目标之后，首次明确提出增强森林生态功能。
面对如此高的要求，作为国家级林业科研机构中国林科院科技队伍中重要一员的惠刚盈说：“只有森林结构得到优化，林木才能保持健康稳定的状态，森林功能才能得到最大限度的发挥。”
那，什么是结构化森林经营？
面对提出的问题，惠刚盈解释道：“结构化森林经营最突出的特点在于既能准确地描述林分的状态，又能制定有针对性的经营措施，指导经营者遵循经营方向，对林分进行结构量化调整。也就是遵循‘以树为本、培育为主、结构优化、生态优先’的理念，培育健康稳定、优质高效的森林生态系统。与传统森林经营相比，结构化森林经营应该说更为科学，且见效快。”
目前，传统的森林经营主要强调的是功能，经营效果评价采用的也是功能评价。众所周知，林业生产周期长、见效慢，一般需要十几年甚至几十年才可见效。因此一旦森林经营出现问题，就将造成不可挽回的巨大损失。
而结构化森林经营完全不同，它用林分状态评价森林经营效果。通过开展结构化森林经营，林分状态能在较短时间内发生改变。通过掌握林分状态，经营者可及时合理地调整经营措施，从而有效地保证经营目标的实现。
惠刚盈等创新的结构化森林经营理论与技术，不仅为培育健康稳定的森林找到了科学的方法，而且与美国的生态系统管理、德国的近自然森林经营、法国和瑞士的检查法、加拿大的“模式林”相比，以状态指标衡量经营效果的结构化森林经营同样具有开创性，有关内容被德国哥廷根大学载入了森林经理学教材。
可以说，结构化森林经营不仅为我国，甚至为世界提出了崭新的科学方法，在世界森林经营理念与技术中，打出了一张“中国牌”，为有效提升我国林学在国际上的地位发挥了重要作用。
理论与技术双革新
“首次”、“开创性”、“解决世界性难题”、“领先国际水平”……这些骄人的词汇充分体现了“结构化森林经营理率念与技术项目”的创新要点所在。
惠刚盈说：“项目主要在森林结构分析方法、森林调查技术、森林经营理论与技术三个方面取得了重大突破。”
在森林结构分析方法创新方面，惠刚盈率领的科研团队系统地提出了基于相邻木关系的森林空间结构量化分析方法。
长期以来，森林结构没有量化，“林子有多密、混交程度、林木分布如何”等结构特征无法准确描述，只能含糊表达。惠刚盈等通过设定角尺度、混交度、大小比数、密集度4个结构参数，构建林分空间结构参数体系，分析、测量单棵以及和它相邻最近的4棵林木，最终将整个区域的森林结构描述清楚。这一突破性成果为量化表达森林空间结构、揭示森林结构与林木竞争、森林结构与树种空间多样性的关系提供了科学方法。
在森林调查技术创新方面，首次提出了空间与非空间结构信息一体化点抽样调查与分析技术。传统调查是以标准地法为主，即通过打样地，测量每棵树的胸径、冠幅等内容获取调查数据。而点抽样调查则破解了在山高坡陡的险峻之地无法开展标准地调查之难题。即从林分中一个随机点开始，走蛇形线路，每隔一定距离（调查的参照树最近4株相邻木不重复）设立一个抽样点。以激光判角器作为辅助设备，调查距抽样点最近4株胸径≥5cm的单木的空间结构参数及其属性。
通过随机调查49个不重复的抽样点，以及49个点最近的4棵树，所得出的结构参数和大小，可实现林分调查结果95%以上的准确率。这一开创性调查方法不仅确保了调查精度，而且也大幅降低了调查成本。经对比，点抽样调查3人即可完成，用工量仅为传统3块标准地调查的1/5。
在森林经营理论与技术创新方面，惠刚盈等创造性地提出了基于空间结构优化的森林经营技术。
这是项目的最大研究成果，即结构化森林经营。经营者可通过4个结构参数进行数据调查，再对林分状态特点进行分析，然后确定经营目标，最后利用结构参数进行结构调整，从而培育出健康稳定、优质高效的森林。
成果鉴定专家组曾如此评价：“结构化森林经营理论与技术项目”形成了一套包括理论基础、调查方法、状态分析和结构调整以及经营效果评价等完整的森林经营理论与技术，对我国正在实施的天保工程、退耕还林工程和中幼林抚育提供了强有力的科技支撑。
多类实践成效显著
“参数众多、专业性强，但在实际操作中却十分简单。”实施过结构化森林经营的人表达了相同的感受。
自2007年至今，结构化森林经营以其扎实的理论基础、简单的应用操作，在我国东北、西北、西南、华北等林区开展了大面积的试验与示范。实践证明，其理论与技术不仅适用于多种森林类型，而且还可实现多种经营目标。
“结构化森林经营理论最初是针对天然林提出的，但我们针对人工水源涵养林进行经营，效果同样显著。”中国林科院华北林业实验中心主任孙长忠研究员表示。
仅仅短短的三年时间，华林中心结构化森林经营实验示范区与一山间小道之隔的村民林地形成了鲜明的对比。经营后的林分健康状况得到了明显改善，林木的分布格局、树种组成和直径结构得到了有效调整，林分的自然稀疏过程加速，质量和生产力均得到了很大提升。
作为大面积推广应用的甘肃省小陇山林业实验局来说，其结构化森林经营成效更为突出。
2007年始，实验局共建立了不同森林类型固定监测样地79块。监测发现，经营后的林分中，顶级树种的优势度得以明显提高，主要伴生树种的竞争势有所改善，林分空间结构和树种组成更加合理，生物多样性得以保持甚至有明显提高。通过对经营林分与对照林分的对比得出，森林每公顷年生长量增加了1.4立方米以上，年生长率提高了58%。
如此显著的成效，更加坚定了实验局的信心，推广应用面积逐步加大，并在生产实践中，总结出了一套易懂、易操作的“五字一句话”口诀——“观、测、筛、选、定，五观五优一审轻”，即观树干定健康、观树种定混交、观树冠定密度、观周围定分布、观大小定优势；优先采伐无培育价值的林木、优先采伐与目标树同种的林木、优先采伐影响目标树生长的林木、优先采伐分布在目标树一侧的林木、优先采伐达到目标直径的林木；按照同一标准（即健康稳定森林的普遍特征）审视作业设计，评价经营是否以轻度人为干扰方式实现了既定经营目标。
截至2014年底，项目在我国东北、西北、西南、华北等林区开展了大面积的试验与示范。共建立89块长期定位监测样地，试验示范林面积5360亩，推广总面积659000亩。长期的经营实践和研究表明，结构化森林经营既能准确地描述林分的状态，确定森林经营方向，又能够指导经营者制定有针对性的经营措施，能明显改善林分健康状况，改善区域生态环境，提高森林质量和生产力，促进森林多效益的发挥。与对照林相比，每公顷年生长量可增加1.0～1.4立方米，年生长率可提高30%～58%。
我国现有天然林1.2亿公顷，若在我国的1/3-1/2天然林中应用结构化森林经营技术，按此推算，每年可增加森林蓄积2030～8540万立方米，可多吸收二氧化碳3970～16704万吨，释放氧气2899～12195万吨，固碳1082～4551.5万吨。
扎实的理论基础，简单的应用操作，突出的经营成果，结构化森林经营获得了示范推广单位的高度评价：培育健康稳定、优质高效的森林并不难。从长远的角度来看，大面积推广应用结构化森林经营理论与技术，可解决我国森林资源可持续发展与利用之间的矛盾，提高我国森林质量，增强我国森林生态功能，有效维护我国生态安全。
惠刚盈说，实现人工林的分布格局、树种混交、大小空间配置、林分拥挤程度和多样性等因子趋于合理和不断的优化，促进我国人工林不断向健康稳定的方向发展，实现人工林的生态、经济和社会效益的持续发挥，促进人工林经营向可持续经营转变，是我们目前正在进行的科研课题。我们已经在京西侧柏、油松、华北落叶松林、南方的杉木林等人工林中开始进行了结构化森林经营试验，有待进一步总结经验，提出适合人工林的经营规则。（中国林科院）
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13.08.2015 08:44