盛煒彤,中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院研究員、首席科學(xué)家、博士生導(dǎo)師。曾任中國(guó)林科院林業(yè)研究所室主任,副所長(zhǎng),1994—2009年任國(guó)務(wù)院參事,現(xiàn)任國(guó)家林業(yè)和草原局專(zhuān)家咨詢委員會(huì)委員。森林培育學(xué)家,杉木栽培專(zhuān)家,長(zhǎng)期從事森林培育和森林生態(tài)方面的研究,為我國(guó)森林培育事業(yè),特別是人工林發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。
所謂人工林的植被控制,是指為了提高人工林的穩(wěn)定性,對(duì)人工林或人工林基地(區(qū)域)采取保護(hù)、利用、發(fā)展和清除植被的各種管理措施,其目標(biāo)是在林分水平上使人工林結(jié)構(gòu)得到改善,生物多樣性和生產(chǎn)力得到提高,并達(dá)到人工林穩(wěn)定、健康、優(yōu)質(zhì)、高效和持續(xù)經(jīng)營(yíng);在區(qū)域水平上,使人工林區(qū)植被結(jié)構(gòu)與布局趨于合理,森林類(lèi)型多樣性增加,環(huán)境與景觀得以改善。
我國(guó)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)是對(duì)人工林進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容,那些影響人工林生長(zhǎng)發(fā)育與生產(chǎn)力的林分結(jié)構(gòu)、群落結(jié)構(gòu)、生物多樣性等重要因子,均與人工林的植被控制緊密相關(guān),因此人工林的植被控制是否得當(dāng),直接影響所建人工林的生物學(xué)穩(wěn)定性和長(zhǎng)期生產(chǎn)力,以及基地對(duì)生態(tài)環(huán)境的維護(hù)能力。
我國(guó)在人工林大面積發(fā)展期間,對(duì)植被控制的重要性認(rèn)識(shí)不足。按第八次全國(guó)森林資源清查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)一些人工林重點(diǎn)省區(qū)的人工林已經(jīng)占據(jù)了優(yōu)勢(shì),如海南島人工林面積占有林面積的比例已達(dá)72%,廣東達(dá)62%,廣西達(dá)57%。這些省(區(qū))外來(lái)樹(shù)種如桉樹(shù)等大面積發(fā)展,占人工林面積比重很高,擠占了鄉(xiāng)土樹(shù)種和天然林的空間。此外,江蘇、山東等省的平原地區(qū)大面積種植了楊樹(shù)無(wú)性系人工林純林。
在天然林區(qū)不適當(dāng)?shù)卮竺娣e營(yíng)建人工林存在生態(tài)失調(diào)的嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)。比如,德國(guó)的原始林樹(shù)種以闊葉樹(shù)為主,在18世紀(jì)末到19世紀(jì)的造林運(yùn)動(dòng)中,德國(guó)約2/3的天然林被改變?yōu)獒樔~樹(shù)人工林,其中一個(gè)后果就是森林易遭各種災(zāi)害襲擊。20世紀(jì)80年代以來(lái),德國(guó)林業(yè)災(zāi)害一個(gè)緊接著一個(gè),風(fēng)雪災(zāi)害損失很大,生態(tài)嚴(yán)重失調(diào)。直到20世紀(jì)后期,德國(guó)逐步在針葉林中引入闊葉樹(shù)種,情況才有好轉(zhuǎn)。
國(guó)內(nèi)外人工林研究比較一致地認(rèn)為森林中樹(shù)種減少會(huì)導(dǎo)致病蟲(chóng)害風(fēng)險(xiǎn)的增加,而混交林林分能比較好地抵擋病蟲(chóng)害的攻擊。
1989年,美國(guó)開(kāi)始實(shí)施名為“長(zhǎng)期立地生產(chǎn)力試驗(yàn)”的大規(guī)模研究項(xiàng)目,旨在研究北美地區(qū)采伐與控制植被有關(guān)人工林經(jīng)營(yíng)產(chǎn)生的立地干擾對(duì)持續(xù)生產(chǎn)力和土壤過(guò)程的影響。1993年,美國(guó)林協(xié)發(fā)表了《森林健康和生產(chǎn)力長(zhǎng)期保持》的特別報(bào)告,提出實(shí)施森林生態(tài)系統(tǒng)管理是達(dá)到森林健康與生產(chǎn)力長(zhǎng)期保持的主要技術(shù)途徑。這種管理主要包括維護(hù)生物多樣和土壤肥力,以及遺傳變異和擴(kuò)散的保持。
我國(guó)人工林植被管理現(xiàn)狀
早期,我國(guó)人工林基地在營(yíng)建人工林的規(guī)劃設(shè)計(jì)中缺乏科學(xué)合理的植被控制上的頂層設(shè)計(jì),造成人工林的純林化、針葉化、林分樹(shù)種單一、林分結(jié)構(gòu)單一、林區(qū)景觀簡(jiǎn)單化,一些林區(qū)天然林的比例明顯縮小,而人工林較快擴(kuò)大等。
人工林發(fā)展中樹(shù)種布局出現(xiàn)問(wèn)題。我國(guó)喬木樹(shù)種2000余種,而喬木中優(yōu)良用材和特用經(jīng)濟(jì)樹(shù)種1000余種,但真正用于大面積造林的樹(shù)種只10多種,闊葉樹(shù)種用于造林的還比較少。根據(jù)第七次全國(guó)森林資源清查的數(shù)據(jù)資料統(tǒng)計(jì):我國(guó)浙江、福建、江西、湖南、廣東、廣西、四川7個(gè)省區(qū)闊葉林面積占針葉林面積的比值,分別是1.7%、6.8%、10.2%、3.7%、21.9%、14.3%和21.9%,平均為12%,廣西和四川闊葉樹(shù)造林較多。這些省區(qū)的天然植被均是以闊葉林為主,但闊葉人工林的比例太低了。許多很有發(fā)展價(jià)值和潛力的珍貴樹(shù)種沒(méi)有被發(fā)展起來(lái)。
我國(guó)在人工林營(yíng)建中對(duì)鄉(xiāng)土植被的保護(hù)與利用重視尚待提高。南方大面積發(fā)展人工林,相當(dāng)大一部分是利用天然闊葉林的采伐跡地和次生林地。不少地方山區(qū)造林常從山麓到山脊一個(gè)樹(shù)種,甚至一個(gè)無(wú)性系(如杉木、桉樹(shù)純林)連山接谷地種植,形成大片人工林,但這些連片的大面積人工林,包括多種立地條件,原先覆蓋著多種自然植被類(lèi)型,這不僅做不到適地適樹(shù),而且有些地段是可以保留一部分自然植被的,特別是有些次生林和生長(zhǎng)在一些生態(tài)脆弱地段的灌木植被,還有些地段是可以種植不同樹(shù)種的。
在江蘇及華北平原地區(qū),種植著大面積楊樹(shù)無(wú)性系,平原地區(qū)雖然不像山區(qū)地形差別明顯,但在土壤質(zhì)地、土體構(gòu)型、地下水位、土壤肥力上仍有諸多差別,土壤異質(zhì)性是很高的,也應(yīng)當(dāng)按適地適樹(shù)和適品種的要求種植不同樹(shù)種和品種的。
以往我們對(duì)保護(hù)和利用林下植被重視不足。根據(jù)國(guó)內(nèi)外有關(guān)報(bào)道和我們多年調(diào)研,林下植被有重要的生態(tài)與維護(hù)地力的功能,如增加人工林生物多樣性,形成人工林群落結(jié)構(gòu),促進(jìn)養(yǎng)分循環(huán),提高土壤質(zhì)量等,因此發(fā)展保護(hù)和利用林下植被,促進(jìn)人工林群落的形成,對(duì)人工林的穩(wěn)定性和長(zhǎng)期生產(chǎn)力保持有重要意義。但在生產(chǎn)實(shí)踐中常被忽視,一是在森林撫育時(shí),常常將林下植被視作有害生物清除,二是造林密度大,而撫育間伐常常又不及時(shí),妨礙了林下植被發(fā)展。
尚需重視人工林中天然樹(shù)木的更新與利用。林區(qū)許多人工林會(huì)有天然樹(shù)木的更新,如針葉人工林中有許多闊葉樹(shù)種的更新,包括有不少珍貴樹(shù)種的更新。這種更新可能有三個(gè)來(lái)源:一是人工林周?chē)刑烊涣帜镜南路N;二是此前天然闊葉林種子庫(kù)的種子萌發(fā)而成的;三是闊葉樹(shù)樹(shù)樁的萌芽更新。不管如何起源,更新起來(lái)的闊葉樹(shù)均是可以利用的,只要加以保護(hù)與撫育,均可培育形成混交林,這比人工種植適應(yīng)性更強(qiáng),也更經(jīng)濟(jì)。但以往在經(jīng)營(yíng)人工林中對(duì)這種更新的利用常常不夠重視,有時(shí)雖然被保護(hù)了但缺乏培育,不被當(dāng)作目的樹(shù)種經(jīng)營(yíng)。在針葉林中,即使是軟闊葉樹(shù)更新,也應(yīng)有選擇地作為伴生樹(shù)種撫育利用,是很有生態(tài)價(jià)值的。
人工林及其基地植被控制措施
國(guó)內(nèi)外均提出了人工林可持續(xù)生產(chǎn)力的育林體系,植被控制(植被管理)均為重要內(nèi)容。我國(guó)在“七五”“八五”林業(yè)科技攻關(guān)中提出了5個(gè)控制的育林體系:即立地控制、遺傳控制、密度控制、植被控制和地力控制。
具體來(lái)講,人工林及人工林基地的植被控制應(yīng)遵循以下原則:
1.人工林基地應(yīng)在造林前做好植被控制的規(guī)劃設(shè)計(jì)
應(yīng)根據(jù)人工林基地營(yíng)建需要和現(xiàn)有森林植被情況,以及立地條件和經(jīng)營(yíng)目標(biāo)等,按生態(tài)系統(tǒng)管理要求,在植被控制方面有一個(gè)頂層的規(guī)劃設(shè)計(jì),包括天然林與人工林、針葉林與闊葉林、純林與混交林、鄉(xiāng)土樹(shù)種與外來(lái)樹(shù)種,以及這些不同類(lèi)別森林的發(fā)展規(guī)模,配置方式和適當(dāng)比例。頂層設(shè)計(jì)可以避免造林時(shí)的盲目性。
2.發(fā)展多樹(shù)種造林,并進(jìn)行合理的樹(shù)種布局
首先要編制一個(gè)人工林基地樹(shù)種選擇的目錄,并劃分立地類(lèi)型,根據(jù)所選樹(shù)種和立地類(lèi)型(或地位指數(shù))在造林前編制造林模型,并按照適地適樹(shù)要求部署造林。通過(guò)這個(gè)方法,樹(shù)種間可根據(jù)不同立地條件進(jìn)行塊狀混交,避免一個(gè)樹(shù)種集中連片,同時(shí)可實(shí)現(xiàn)多樹(shù)種造林,并形成多種景觀鑲嵌。無(wú)性系造林也可以通過(guò)這個(gè)辦法實(shí)現(xiàn)多無(wú)性系造林。
3.發(fā)展人工林中要保護(hù)天然植被
保護(hù)天然植被是保護(hù)生物多樣性的基礎(chǔ),在發(fā)展人工林中應(yīng)使人工植被與天然植被保持一定的比例,從而有利于維護(hù)人工林與其基地的生態(tài)環(huán)境。一是保護(hù)造林地周邊的天然林和生態(tài)敏感區(qū)域的原有植被,如造林地周邊的急險(xiǎn)坡、山脊和溪流及兩邊坡地的原有植被,這些地點(diǎn)的植被有重要生態(tài)功能。二是保留造林基地內(nèi)一些小片原始林和生長(zhǎng)良好的次生林,基地內(nèi)的村莊、城鎮(zhèn)、文化古跡、水庫(kù)、公路周邊,都應(yīng)保護(hù)一定寬度和一定面積的天然植被,作為防護(hù)林和景觀林。三是在造林中對(duì)造林地上的自然植被不要采取高強(qiáng)度的干預(yù)措施。以往南方的杉木造林采用“煉山”“全墾”和全面撫育的方法,對(duì)造林地上的自然植被具有毀滅性的損害。研究與實(shí)踐證明,這種傳統(tǒng)的造林措施對(duì)地力維護(hù)與環(huán)境保護(hù)是有害的,現(xiàn)已很少采用。根據(jù)我們的研究與實(shí)踐,在幼林地?fù)嵊龝r(shí),只要清除一些對(duì)幼林生長(zhǎng)有害的植物,如五節(jié)芒、藤本等有競(jìng)爭(zhēng)性的植物,保留那些對(duì)幼林生長(zhǎng)無(wú)害的植物,既可達(dá)到撫育目的,又可保護(hù)有用植物,也有益于防止土壤侵蝕。
4.造林中多用鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)種
我國(guó)鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)多具有多種功能,無(wú)論在用材、景觀還是生態(tài)等方面,在造林以后均可以發(fā)揮良好作用,特別是闊葉樹(shù)種中有些是我國(guó)具有悠久利用歷史的珍貴樹(shù)種,如東北的三大硬闊,南方的樟、梓、楠、椆等,這些樹(shù)種由于生長(zhǎng)較慢,又缺乏栽培技術(shù),在大規(guī)模發(fā)展人工林中,尚未得到足夠重視。但這些樹(shù)種不僅有很高經(jīng)濟(jì)價(jià)值,而且有很高的生態(tài)與景觀價(jià)值,今后在人工造林中應(yīng)予特別重視。這些年來(lái)原國(guó)家林業(yè)局提倡發(fā)展珍貴樹(shù)種造林,并在全國(guó)提出了樹(shù)種名錄,但各地落實(shí)尚需加大力度,持之以恒。
5.營(yíng)建混交林
營(yíng)建塊狀混交林。我國(guó)人工林中純林多,尤其是針葉林多,混交林比例還可以更高。針葉林更需要營(yíng)建混交林,特別是針闊混交林,以提升針葉人工林的生態(tài)效果。營(yíng)造混交林,不一定都要株間行間的那種混交,我以為根據(jù)立地條件(如局部地形,立地類(lèi)型或植被狀況等)營(yíng)建塊狀混交林,形成不同樹(shù)種間的景觀鑲嵌,但在塊內(nèi)是純林,也便于經(jīng)營(yíng),塊的大小不必固定,由立地條件來(lái)定,這樣可以避免人工林大面積集中連片。
營(yíng)建異齡混交林。對(duì)一些成熟或生長(zhǎng)衰退了的針葉林進(jìn)行近自然改造。在人工林基地內(nèi)部有不少成熟林或生長(zhǎng)衰退的針葉林,經(jīng)過(guò)有設(shè)計(jì)的適當(dāng)清理,在林下或林窗空地種植耐陰的當(dāng)?shù)剜l(xiāng)土闊葉樹(shù)種,以形成異齡混交林,此種混交林從已有一些試驗(yàn)效果較好。此類(lèi)混交林因被改造的林分狀況復(fù)雜,故形式可以多樣。
6.經(jīng)營(yíng)次生林
在人工林基地內(nèi)部尚存在一些次生林,應(yīng)盡可能地加以保護(hù)經(jīng)營(yíng)。選擇演替與生長(zhǎng)良好,并有經(jīng)營(yíng)價(jià)值的次生林,如南方的栲、櫟類(lèi)次生林,暖溫帶的櫟類(lèi)次生林,東北林區(qū)紅松闊葉林形成的次生林等,立地條件好,樹(shù)種豐富,常有不少珍貴樹(shù)種生長(zhǎng)與更新,可以通過(guò)撫育、補(bǔ)植等措施加以改造利用,可取得培育闊葉樹(shù)或珍貴樹(shù)種的良好效果。
7.人工林基地應(yīng)編制環(huán)境保護(hù)規(guī)程
根據(jù)《環(huán)境保護(hù)法》《森林法》《水土保持法》《森林病蟲(chóng)害防治條例》制定環(huán)境保護(hù)規(guī)程。此規(guī)程主要目標(biāo)是保證在人工林基地造林項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中,合理利用自然環(huán)境,控制自然植被的保護(hù)利用與清除,保持生態(tài)環(huán)境的多樣性,防止環(huán)境污染和生態(tài)破壞,提高人工林的穩(wěn)定性和持續(xù)生產(chǎn)力。
8.植被控制應(yīng)納入森林經(jīng)營(yíng)方案
在編制森林經(jīng)營(yíng)方案時(shí),應(yīng)將人工林的植被控制要求納入森林經(jīng)營(yíng)方案中,認(rèn)真組織實(shí)施。
9.加強(qiáng)對(duì)人工林區(qū)植被控制與闊葉樹(shù)種培育技術(shù)的研究
植被控制與闊葉樹(shù)種培育技術(shù)是人工林發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),應(yīng)作為人工林經(jīng)營(yíng)中的科技攻關(guān)項(xiàng)目立項(xiàng)攻關(guān),以盡快提高人工林經(jīng)營(yíng)中科技基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù),扭轉(zhuǎn)人工林經(jīng)營(yíng)中科技支撐薄弱的狀態(tài)。
(國(guó)家林草局專(zhuān)家咨詢委員會(huì)、科學(xué)技術(shù)司主辦)