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  盛炜彤,中国林业科学研究院研究员、首席科学家、博士生导师。曾任中国林科院林业研究所室主任,副所长,1994—2009年任国务院参事,现任国家林业和草原局专家咨询委员会委员。森林培育学家,杉木栽培专家,长期从事森林培育和森林生态方面的研究,为我国森林培育事业,特别是人工林发展作出了重要贡献。 

  所谓人工林的植被控制,是指为了提高人工林的稳定性,对人工林或人工林基地(区域)采取保护、利用、发展和清除植被的各种管理措施,其目标是在林分水平上使人工林结构得到改善,生物多样性和生产力得到提高,并达到人工林稳定、健康、优质、高效和持续经营;在区域水平上,使人工林区植被结构与布局趋于合理,森林类型多样性增加,环境与景观得以改善。
  我国人工林及其基地植被控制的必要性
  人工林的植被控制(或植被管理)是对人工林进行生态系统管理的一项重要内容,那些影响人工林生长发育与生产力的林分结构、群落结构、生物多样性等重要因子,均与人工林的植被控制紧密相关,因此人工林的植被控制是否得当,直接影响所建人工林的生物学稳定性和长期生产力,以及基地对生态环境的维护能力。
  我国在人工林大面积发展期间,对植被控制的重要性认识不足。按第八次全国森林资源清查数据统计,我国一些人工林重点省区的人工林已经占据了优势,如海南岛人工林面积占有林面积的比例已达72%,广东达62%,广西达57%。这些省(区)外来树种如桉树等大面积发展,占人工林面积比重很高,挤占了乡土树种和天然林的空间。此外,江苏、山东等省的平原地区大面积种植了杨树无性系人工林纯林。
  在天然林区不适当地大面积营建人工林存在生态失调的严重风险。比如,德国的原始林树种以阔叶树为主,在18世纪末到19世纪的造林运动中,德国约2/3的天然林被改变为针叶树人工林,其中一个后果就是森林易遭各种灾害袭击。20世纪80年代以来,德国林业灾害一个紧接着一个,风雪灾害损失很大,生态严重失调。直到20世纪后期,德国逐步在针叶林中引入阔叶树种,情况才有好转。
  国内外人工林研究比较一致地认为森林中树种减少会导致病虫害风险的增加,而混交林林分能比较好地抵挡病虫害的攻击。
  1989年,美国开始实施名为“长期立地生产力试验”的大规模研究项目,旨在研究北美地区采伐与控制植被有关人工林经营产生的立地干扰对持续生产力和土壤过程的影响。1993年,美国林协发表了《森林健康和生产力长期保持》的特别报告,提出实施森林生态系统管理是达到森林健康与生产力长期保持的主要技术途径。这种管理主要包括维护生物多样和土壤肥力,以及遗传变异和扩散的保持。
  我国人工林植被管理现状
  早期,我国人工林基地在营建人工林的规划设计中缺乏科学合理的植被控制上的顶层设计,造成人工林的纯林化、针叶化、林分树种单一、林分结构单一、林区景观简单化,一些林区天然林的比例明显缩小,而人工林较快扩大等。
  人工林发展中树种布局出现问题。我国乔木树种2000余种,而乔木中优良用材和特用经济树种1000余种,但真正用于大面积造林的树种只10多种,阔叶树种用于造林的还比较少。根据第七次全国森林资源清查的数据资料统计:我国浙江、福建、江西、湖南、广东、广西、四川7个省区阔叶林面积占针叶林面积的比值,分别是1.7%、6.8%、10.2%、3.7%、21.9%、14.3%和21.9%,平均为12%,广西和四川阔叶树造林较多。这些省区的天然植被均是以阔叶林为主,但阔叶人工林的比例太低了。许多很有发展价值和潜力的珍贵树种没有被发展起来。
  我国在人工林营建中对乡土植被的保护与利用重视尚待提高。南方大面积发展人工林,相当大一部分是利用天然阔叶林的采伐迹地和次生林地。不少地方山区造林常从山麓到山脊一个树种,甚至一个无性系(如杉木、桉树纯林)连山接谷地种植,形成大片人工林,但这些连片的大面积人工林,包括多种立地条件,原先覆盖着多种自然植被类型,这不仅做不到适地适树,而且有些地段是可以保留一部分自然植被的,特别是有些次生林和生长在一些生态脆弱地段的灌木植被,还有些地段是可以种植不同树种的。
  在江苏及华北平原地区,种植着大面积杨树无性系,平原地区虽然不像山区地形差别明显,但在土壤质地、土体构型、地下水位、土壤肥力上仍有诸多差别,土壤异质性是很高的,也应当按适地适树和适品种的要求种植不同树种和品种的。
  以往我们对保护和利用林下植被重视不足。根据国内外有关报道和我们多年调研,林下植被有重要的生态与维护地力的功能,如增加人工林生物多样性,形成人工林群落结构,促进养分循环,提高土壤质量等,因此发展保护和利用林下植被,促进人工林群落的形成,对人工林的稳定性和长期生产力保持有重要意义。但在生产实践中常被忽视,一是在森林抚育时,常常将林下植被视作有害生物清除,二是造林密度大,而抚育间伐常常又不及时,妨碍了林下植被发展。
  尚需重视人工林中天然树木的更新与利用。林区许多人工林会有天然树木的更新,如针叶人工林中有许多阔叶树种的更新,包括有不少珍贵树种的更新。这种更新可能有三个来源:一是人工林周围有天然林木的下种;二是此前天然阔叶林种子库的种子萌发而成的;三是阔叶树树桩的萌芽更新。不管如何起源,更新起来的阔叶树均是可以利用的,只要加以保护与抚育,均可培育形成混交林,这比人工种植适应性更强,也更经济。但以往在经营人工林中对这种更新的利用常常不够重视,有时虽然被保护了但缺乏培育,不被当作目的树种经营。在针叶林中,即使是软阔叶树更新,也应有选择地作为伴生树种抚育利用,是很有生态价值的。

 

单一树种林分易遭各种灾害袭击。图为小蠹虫危害的云杉林地 王继山摄

 

  人工林及其基地植被控制措施
  国内外均提出了人工林可持续生产力的育林体系,植被控制(植被管理)均为重要内容。我国在“七五”“八五”林业科技攻关中提出了5个控制的育林体系:即立地控制、遗传控制、密度控制、植被控制和地力控制。
  具体来讲,人工林及人工林基地的植被控制应遵循以下原则:
  1.人工林基地应在造林前做好植被控制的规划设计
  应根据人工林基地营建需要和现有森林植被情况,以及立地条件和经营目标等,按生态系统管理要求,在植被控制方面有一个顶层的规划设计,包括天然林与人工林、针叶林与阔叶林、纯林与混交林、乡土树种与外来树种,以及这些不同类别森林的发展规模,配置方式和适当比例。顶层设计可以避免造林时的盲目性。
  2.发展多树种造林,并进行合理的树种布局
  首先要编制一个人工林基地树种选择的目录,并划分立地类型,根据所选树种和立地类型(或地位指数)在造林前编制造林模型,并按照适地适树要求部署造林。通过这个方法,树种间可根据不同立地条件进行块状混交,避免一个树种集中连片,同时可实现多树种造林,并形成多种景观镶嵌。无性系造林也可以通过这个办法实现多无性系造林。
  3.发展人工林中要保护天然植被
  保护天然植被是保护生物多样性的基础,在发展人工林中应使人工植被与天然植被保持一定的比例,从而有利于维护人工林与其基地的生态环境。一是保护造林地周边的天然林和生态敏感区域的原有植被,如造林地周边的急险坡、山脊和溪流及两边坡地的原有植被,这些地点的植被有重要生态功能。二是保留造林基地内一些小片原始林和生长良好的次生林,基地内的村庄、城镇、文化古迹、水库、公路周边,都应保护一定宽度和一定面积的天然植被,作为防护林和景观林。三是在造林中对造林地上的自然植被不要采取高强度的干预措施。以往南方的杉木造林采用“炼山”“全垦”和全面抚育的方法,对造林地上的自然植被具有毁灭性的损害。研究与实践证明,这种传统的造林措施对地力维护与环境保护是有害的,现已很少采用。根据我们的研究与实践,在幼林地抚育时,只要清除一些对幼林生长有害的植物,如五节芒、藤本等有竞争性的植物,保留那些对幼林生长无害的植物,既可达到抚育目的,又可保护有用植物,也有益于防止土壤侵蚀。
  4.造林中多用乡土阔叶树种
  我国乡土阔叶树多具有多种功能,无论在用材、景观还是生态等方面,在造林以后均可以发挥良好作用,特别是阔叶树种中有些是我国具有悠久利用历史的珍贵树种,如东北的三大硬阔,南方的樟、梓、楠、椆等,这些树种由于生长较慢,又缺乏栽培技术,在大规模发展人工林中,尚未得到足够重视。但这些树种不仅有很高经济价值,而且有很高的生态与景观价值,今后在人工造林中应予特别重视。这些年来原国家林业局提倡发展珍贵树种造林,并在全国提出了树种名录,但各地落实尚需加大力度,持之以恒。
  5.营建混交林
  营建块状混交林。我国人工林中纯林多,尤其是针叶林多,混交林比例还可以更高。针叶林更需要营建混交林,特别是针阔混交林,以提升针叶人工林的生态效果。营造混交林,不一定都要株间行间的那种混交,我以为根据立地条件(如局部地形,立地类型或植被状况等)营建块状混交林,形成不同树种间的景观镶嵌,但在块内是纯林,也便于经营,块的大小不必固定,由立地条件来定,这样可以避免人工林大面积集中连片。
  营建异龄混交林。对一些成熟或生长衰退了的针叶林进行近自然改造。在人工林基地内部有不少成熟林或生长衰退的针叶林,经过有设计的适当清理,在林下或林窗空地种植耐阴的当地乡土阔叶树种,以形成异龄混交林,此种混交林从已有一些试验效果较好。此类混交林因被改造的林分状况复杂,故形式可以多样。
  6.经营次生林
  在人工林基地内部尚存在一些次生林,应尽可能地加以保护经营。选择演替与生长良好,并有经营价值的次生林,如南方的栲、栎类次生林,暖温带的栎类次生林,东北林区红松阔叶林形成的次生林等,立地条件好,树种丰富,常有不少珍贵树种生长与更新,可以通过抚育、补植等措施加以改造利用,可取得培育阔叶树或珍贵树种的良好效果。
  7.人工林基地应编制环境保护规程
  根据《环境保护法》《森林法》《水土保持法》《森林病虫害防治条例》制定环境保护规程。此规程主要目标是保证在人工林基地造林项目的规划设计和生产经营活动中,合理利用自然环境,控制自然植被的保护利用与清除,保持生态环境的多样性,防止环境污染和生态破坏,提高人工林的稳定性和持续生产力。
  8.植被控制应纳入森林经营方案
  在编制森林经营方案时,应将人工林的植被控制要求纳入森林经营方案中,认真组织实施。
  9.加强对人工林区植被控制与阔叶树种培育技术的研究
  植被控制与阔叶树种培育技术是人工林发展的关键技术,应作为人工林经营中的科技攻关项目立项攻关,以尽快提高人工林经营中科技基础与应用技术,扭转人工林经营中科技支撑薄弱的状态。

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长白山森工集团是全国五大森工集团之一,地处长白山林区核心区域,是我国重要的商品材基地、林业产业基地和木材战略储备基地,生态区位重要,战略地位突出,森林资源富集,生物多样性鲜明。集团下辖10户国有森工企业、1户森林经营局、5户林产工业加工企业,总经营面积406.6万公顷,森林覆盖率80.9%。
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