薛衛(wèi)星 陳紹林 弓瑞 郭秋菊
摘?要:?隨著人們對(duì)森林認(rèn)識(shí)的不斷深入和價(jià)值觀的不斷發(fā)展,森林可持續(xù)經(jīng)營已經(jīng)成為21世紀(jì)主要的森林經(jīng)營方式;森林撫育間伐是森林撫育的主要環(huán)節(jié),是實(shí)現(xiàn)森林可持續(xù)經(jīng)營的重要手段,本文總結(jié)了撫育間伐的發(fā)展歷史、概念、目的和分類;結(jié)合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,綜述了撫育間伐對(duì)森林林分結(jié)構(gòu)、森林生產(chǎn)力和森林生物多樣性的影響,對(duì)撫育間伐技術(shù)要素的確定提出意見,就中國森林現(xiàn)狀總結(jié)了森林撫育間伐工作中存在的問題,并提出相應(yīng)的建議,希望對(duì)森林撫育間伐工作有所啟示。
關(guān)鍵詞:?撫育間伐;林分結(jié)構(gòu);森林生產(chǎn)力;生物多樣性;森林可持續(xù)經(jīng)營
中圖分類號(hào):S753?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A?文章編號(hào):1004-3020(2019)06-0031-07
Effects?of?Forest?Thinning?on?Sustainable?Forest?Management
Xue?Weixing(1)?Chen?Shaolin(2)?Gong?Rui(3)?Guo?Qiuju(1)
(1.?College?of?Forestry?and?Horticulture,Hubei?Minzu?University?Enshi?445000;
2.?Hubei?Xingdou?Mountain?National?Nature?Reserve?Administration?Enshi?445000;
3.Forestry?Monitoring?and?Planning?Institute?of?Inner?Mongolia?Autonomous?Region?Hohehot?010020)
Abstract:?With?the?deepening?of?people's?understanding?of?forests?and?the?continuous?development?of?values,sustainable?forest?management?has?become?the?main?forest?management?mode?in?the?21st?century.?Forest?thinning?is?the?main?link?of?forest?tending?and?thinning?is?an?important?means?to?realize?sustainable?forest?management.?Combined?with?the?domestic?and?foreign?research?present?situation,summarizes?the?theory?of?forest?stand?structure,the?influence?of?forest?productivity?and?forest?biodiversity,the?determine?of?thinning?technology?elements?is?to?present?an?opinion,forest?current?situation?in?China?is?summarized?our?country?forestthinning?the?problems?existing?in?the?work,and?puts?forward?suggestions,hope?to?help?the?forestthinning?work?in?China.
Key?words:?thinning;stand?structure;forest?productivity;biodiversity;sustainable?forest?management
森林資源是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)之一,千百萬年來,森林源源不斷的向人類社會(huì)提供滿足其生產(chǎn)和生活的原材料,而如今森林資源的再生速度已經(jīng)跟不上人類社會(huì)的發(fā)展速度,因此,提高森林生產(chǎn)力和增強(qiáng)森林的綜合效益對(duì)森林的可持續(xù)經(jīng)營至關(guān)重要。以森林經(jīng)營為目的的人工林或者天然林,在未達(dá)到其經(jīng)營目的之前,如果隨其自然生長,發(fā)展方向和最終的結(jié)果具有不確定性,而通過撫育間伐,從人工林造林或天然林更新開始到森林發(fā)揮各種效益的十年甚至數(shù)十年的生長期間,對(duì)森林進(jìn)行科學(xué)的管理和撫育作業(yè),采用人為干預(yù)的方式調(diào)整林分結(jié)構(gòu)和林下植被生態(tài)演替,改善森林的營養(yǎng)結(jié)構(gòu),減少林木個(gè)體之間的競爭,從而促進(jìn)森林生長,提高林地生產(chǎn)力,增強(qiáng)森林的綜合效益[1,2]。本文通過整理和分析撫育間伐對(duì)林分結(jié)構(gòu)、森林生產(chǎn)力和森林生物多樣性的影響,以為森林撫育方式的進(jìn)一步發(fā)展與森林可持續(xù)經(jīng)營的實(shí)現(xiàn)提供一定理論基礎(chǔ)。
1?撫育間伐的發(fā)展歷史
歐洲最早出現(xiàn)關(guān)于撫育的文字記載是在1560年,法國林務(wù)官Tristan?de?Rostaing在指令中提出了關(guān)于上層撫育的記載。而后雷敖繆爾提出對(duì)橡樹林進(jìn)行撫育的主張;1755年,知名學(xué)者久格邁爾·蒙索全面系統(tǒng)的敘述了對(duì)橡樹進(jìn)行撫育的方法,至此,法國正式產(chǎn)生了關(guān)于上層撫育間伐的方法[3]。1791年,德國學(xué)者Gartig?G.?L.著《林業(yè)指南》,提出了關(guān)于松樹撫育間伐伐除小徑材林木,保留大徑材林木的方法,標(biāo)志著德國關(guān)于下層撫育間伐方法的形成[4];1844年,克拉夫特(G.Kraft)更是為撫育間伐制定了適用于松樹的林木分級(jí)法,且至今任在使用。俄國林學(xué)家Haptob.?A.?A著作《論森林的播種》中有關(guān)于提高松樹用材林品質(zhì)的撫育方法。而后,丹麥林學(xué)家拉芬特洛甫提出了系統(tǒng)的適用性廣的森林撫育法[1]。1954年,蘇聯(lián)制定并發(fā)布了《蘇聯(lián)森林撫育采伐規(guī)程》[5],也是中國早期森林撫育技術(shù)的借鑒。
中國最早關(guān)于森林撫育的記載是在春秋戰(zhàn)國時(shí)期的記載,《孟子》一書中說到“斧斤以時(shí)入山林,材木不可勝用也”,《管子》卷五中記載“山林雖廣,草木雖美,禁伐必有時(shí)”,《荀子》卷五中也說“草木榮華滋碩之時(shí),則斧斤不入山林,不沃其生,不絕其長也”、“斬伐養(yǎng)長不失其時(shí),故山林不童,而百姓有余材也”[6],主要強(qiáng)調(diào)的就是對(duì)于森林的采伐利用應(yīng)根據(jù)時(shí)令節(jié)氣,并不是毫無限度的砍伐,闡述了古人對(duì)森林資源可持續(xù)利用的基本思想。中國森林撫育的技術(shù)體系起步較晚,但經(jīng)過持續(xù)不斷的學(xué)習(xí)和研究,已經(jīng)取得較高的成就;為增加林地生產(chǎn)力,1957年,中國制定并頒布了《森林撫育采伐規(guī)程》,借鑒前蘇聯(lián)的技術(shù)體系,將撫育采伐分為透光伐、除伐、疏伐和生長伐,這是撫育采伐技術(shù)體系的基礎(chǔ);1978年底,國家林業(yè)總局頒布了《國有林撫育間伐、低產(chǎn)林改造技術(shù)試行規(guī)程》,將撫育方式劃分為透光撫育和生長撫育兩大類;1995年,國家頒布《森林撫育規(guī)程》(GB/T?15781-1995),將撫育采伐分為透光伐、疏伐、生長伐和衛(wèi)生伐,并分別于2009年和2015年對(duì)該規(guī)程進(jìn)行了更新和進(jìn)一步完善,為森林撫育工作提供指導(dǎo)。同時(shí),許多專家學(xué)者不停的在進(jìn)行關(guān)于撫育間伐的研究工作,為森林撫育工作提供理論依據(jù)。
2?撫育間伐的概念、目的和分類
2.1?撫育間伐的概念
撫育間伐又稱撫育采伐或中間利用采伐,與主伐的不同之處在于撫育間伐的重點(diǎn)是培育森林而不是獲取木材,所以,撫育間伐可以定義為從林分郁閉開始到主伐的時(shí)間段內(nèi),定期伐除未成熟林分的部分林木,為保留下來的目標(biāo)樹種和林木提供良好的生存環(huán)境,保證其生長和發(fā)育,同時(shí)收獲伐除的部分林木的技術(shù)手段[5]。
2.2?撫育間伐的目的
撫育間伐的目的因森林類型、森林生長發(fā)育階段的不同而發(fā)生改變。如在防護(hù)林中,撫育間伐的目的是保證和完善其防護(hù)功能;在用材林中,撫育間伐以提高林分質(zhì)量和產(chǎn)量為主要任務(wù);又如在幼齡林階段的混交用材林,撫育間伐的主要目的是調(diào)整森林林分組成,而在幼齡林之后的階段,撫育間伐以保證林木生長與提高林木質(zhì)量為主要目的,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)經(jīng)營。綜合各種因素,撫育間伐的目的可以總結(jié)為以下幾點(diǎn):①調(diào)整林分樹種組成。在天然林中,撫育間伐可以保證目的樹種的競爭優(yōu)勢,增加其存活率;人工純林中,可進(jìn)行強(qiáng)度的撫育間伐,引入新樹種,制造混交狀態(tài),形成良好的樹種結(jié)構(gòu),加強(qiáng)森林穩(wěn)定性。②伐除競爭木、枯立木、不良木等,降低林分密度,改良林分衛(wèi)生狀況,從而改善保留木生境。③通過撫育間伐擴(kuò)大保留木的生長空間,使其生長活力得到釋放,生長加快,較快達(dá)到森林成熟齡,進(jìn)而縮短森林的培育周期;同時(shí),撫育間伐收獲部分木材,實(shí)現(xiàn)早期利用,提高木材總利用量。④優(yōu)化林分結(jié)構(gòu),改善林內(nèi)小環(huán)境,提高森林綜合效益。
2.3?撫育間伐的分類
根據(jù)2015年國家最新頒布的《森林撫育規(guī)程》(GB/T15781-2015)將撫育采伐分為透光伐、疏伐、生長伐和衛(wèi)生伐。
(1)透光伐。主要在幼齡林階段進(jìn)行的撫育措施。在幼齡林階段,當(dāng)林分郁閉后,由于林分密度過大導(dǎo)致林木個(gè)體間對(duì)生長空間和營養(yǎng)空間的競爭加劇,尤其當(dāng)目的樹種受到非目的樹種或高大草本或藤蔓植物的的壓抑影響其生長的情況下進(jìn)行的撫育采伐。旨在解決林木個(gè)體間、樹種間和林木個(gè)體與森林其他植物間的矛盾,在保持森林生物多樣性的前提下,保證目的樹種的生長發(fā)育。根據(jù)森林大小和所處地形的差異,主要有全面撫育、團(tuán)狀撫育和帶狀撫育三種實(shí)施方法。
(2)疏伐。主要在中齡林階段進(jìn)行的撫育措施,當(dāng)中齡林階段林分密度過大時(shí),伐除不良木和部分生長過密的林木,調(diào)整林分樹種組成和林分密度,使各年齡階段的林木占據(jù)適宜的生長空間,促進(jìn)保留木的生長并保持較好的干形的撫育采伐。根據(jù)樹種特性、實(shí)際林分狀況和經(jīng)營目的不同疏伐方法又可分為下層疏伐法、上層疏伐法、綜合疏伐法、機(jī)械疏伐法和景觀疏伐。
(3)生長伐。針對(duì)中齡林或近熟林階段,當(dāng)林分胸徑生長量呈現(xiàn)連年下降的趨勢時(shí),確定目標(biāo)樹,進(jìn)一步調(diào)整林分密度和樹種組成,促進(jìn)目標(biāo)樹徑向生長,提高木材質(zhì)量,進(jìn)而培養(yǎng)大徑材的撫育采伐措施。生長伐方法與疏伐相似,生長伐主要是在林分達(dá)到成熟期的前一個(gè)階段進(jìn)行,使林分達(dá)到最優(yōu)密度,以此實(shí)現(xiàn)林木的優(yōu)質(zhì)和豐產(chǎn)。
(4)衛(wèi)生伐。當(dāng)森林遭受病蟲害、雪壓、風(fēng)折等自然災(zāi)害或者發(fā)生森林火災(zāi)后,以改善森林健康狀況為目的而進(jìn)行的撫育采伐。發(fā)生自然災(zāi)害后對(duì)已經(jīng)受到傷害、不具有繼續(xù)培育產(chǎn)生價(jià)值的林木進(jìn)行伐除,一般當(dāng)受害林木株數(shù)占林木總數(shù)的10%以上時(shí)則必須進(jìn)行衛(wèi)生伐,改善林內(nèi)衛(wèi)生狀況,促進(jìn)林分更新和保留木的生長。
3?撫育間伐對(duì)森林可持續(xù)經(jīng)營的影響
1992年“世界環(huán)境與發(fā)展大會(huì)”召開之后,林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展與森林可持續(xù)經(jīng)營逐漸得到人們的重視,并成為世界林業(yè)的目標(biāo)。之后相繼出現(xiàn)了《生物多樣性公約》、《21世紀(jì)議程》等重要的國際公約,森林可持續(xù)經(jīng)營的概念和內(nèi)容也不斷的得到豐富和發(fā)展,逐漸產(chǎn)生了九大國際進(jìn)程,且這幾大進(jìn)程的標(biāo)準(zhǔn)與指標(biāo)在內(nèi)容上具有相似性,主要體現(xiàn)在全球碳循環(huán)、森林生產(chǎn)力、森林生態(tài)系統(tǒng)健康與活力、生物多樣性保護(hù)、森林的保護(hù)功能、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益以及相關(guān)的法律、制度和政策這幾個(gè)方面[7]。而撫育間伐可以通過直接作用于森林生態(tài)系統(tǒng)的方式影響森林的結(jié)構(gòu),進(jìn)而影響森林生產(chǎn)力、生物多樣性以及森林的健康與效益等,從而影響森林的可持續(xù)經(jīng)營。
3.1?撫育間伐對(duì)林分結(jié)構(gòu)的影響
撫育間伐對(duì)森林林分結(jié)構(gòu)具有顯著而直接的影響。在幼齡林階段,林分密度往往很大,隨著林木生長發(fā)育,個(gè)體之間對(duì)于林分內(nèi)地上部分的生長空間與地下部分的營養(yǎng)空間的競爭日益激烈,而惡性競爭導(dǎo)致林分結(jié)構(gòu)趨于混亂的狀態(tài),從而造成林分生長發(fā)育受限。通過撫育間伐有目的地對(duì)林分結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化,降低林木個(gè)體之間的競爭,以使林木充分利用光照、水分等資源,促進(jìn)其生長。
(1)對(duì)林分空間結(jié)構(gòu)的影響。朱玉杰等[8]通過研究大興安嶺落葉松Larix?gmelinii用材林的撫育間伐經(jīng)營效果,根據(jù)采伐蓄積量與總蓄積量之比進(jìn)行撫育間伐強(qiáng)度的設(shè)計(jì),得出隨著撫育強(qiáng)度的增大,角尺度降低,競爭指數(shù)降低,林分混交度增大,且間伐強(qiáng)度在12.52%~20.86%之間時(shí),具有較好的林分空間結(jié)構(gòu);姜廷山等[9]在對(duì)興安落葉松空間結(jié)構(gòu)的研究中也得出相似的結(jié)論。劉建科等[10]在研究間伐強(qiáng)度對(duì)油松Pinus?tabuliformis人工林結(jié)構(gòu)的影響中,依據(jù)林木株數(shù)確定間伐強(qiáng)度,得出在一定范圍內(nèi),間伐強(qiáng)度越大,林分平均角尺度、混交度隨之上升的結(jié)論。由此可以得出,適當(dāng)強(qiáng)度的撫育間伐能優(yōu)化林分空間結(jié)構(gòu),增加林分的穩(wěn)定性。
(2)對(duì)林分非空間結(jié)構(gòu)的影響。王智勇等[11]在對(duì)落葉松天然次生林林分結(jié)構(gòu)和健康水平的研究中,根據(jù)采伐材積量確定間伐強(qiáng)度,發(fā)現(xiàn)胸徑、樹高、單株平均蓄積量等生長結(jié)構(gòu)隨著撫育強(qiáng)度的增加也有不同的變化趨勢,同時(shí),適當(dāng)強(qiáng)度的間伐能增加林分物種豐富度,提高垂直層次的穩(wěn)定性,在間伐強(qiáng)度為19%時(shí)森林健康水平達(dá)到最佳;楊劍輝等[12]在研究撫育間伐對(duì)云南松Pinus?yunnanensis幼林的影響中,得出適當(dāng)?shù)拈g伐強(qiáng)度能顯著增加林分直徑結(jié)構(gòu)峰度值,使大徑級(jí)木材數(shù)量增多,而對(duì)樹高結(jié)構(gòu)峰度值影響則不明顯。綜上所述,撫育間伐對(duì)林分胸徑因子、單株材積因子均具有明顯的促進(jìn)作用,一定強(qiáng)度的撫育間伐對(duì)森林經(jīng)營中大徑材的培養(yǎng)是十分必要的。
(3)對(duì)林分冠層結(jié)構(gòu)與群落動(dòng)態(tài)的影響。撫育間伐能改變森林冠層結(jié)構(gòu),李祥等[13]對(duì)興安落葉松冠層結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,得出隨著撫育采伐強(qiáng)度的增加,葉面積指數(shù)呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢,林隙分?jǐn)?shù)和開度、冠下直射、總體輻射通量均先減小后增大;冠層結(jié)構(gòu)對(duì)于利用遙感技術(shù)進(jìn)行森林可視化分析非常重要,能影響森林對(duì)太陽光的利用程度,反應(yīng)植被生長情況,目前,對(duì)于森林冠層結(jié)構(gòu)的研究有許多,但針對(duì)森林撫育對(duì)冠層結(jié)構(gòu)的影響研究相對(duì)較少,有待進(jìn)一步深入。撫育間伐還可以促進(jìn)林分結(jié)構(gòu)演替,柏廣新等[14]通過對(duì)五種幼齡次生林群落結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)的研究發(fā)現(xiàn),撫育經(jīng)營能改變?nèi)郝溲萏孚厔?,加快頂?jí)群落的恢復(fù)進(jìn)程;張霞等[2]在對(duì)同齡林、同齡復(fù)層林、異齡復(fù)層林的林分結(jié)構(gòu)和群落演替的研究中,采用采伐蓄積量與總蓄積量之比進(jìn)行撫育間伐強(qiáng)度設(shè)計(jì),也得出當(dāng)間伐強(qiáng)度在30%~40%時(shí),可使林分結(jié)構(gòu)演替進(jìn)程加快30?a左右。在目標(biāo)樹經(jīng)營中,撫育間伐能增加目的樹種所占比例,促進(jìn)目的樹種的胸徑生長和林木蓄積量生長,實(shí)現(xiàn)大經(jīng)材的培養(yǎng)目標(biāo)[15],且森林經(jīng)營目標(biāo)不同,需要的林分結(jié)構(gòu)也不同,間伐強(qiáng)度也相應(yīng)有所不同,在實(shí)踐生產(chǎn)過程中應(yīng)相應(yīng)的做出調(diào)整。
3.2?撫育間伐對(duì)森林生產(chǎn)力的影響
森林生產(chǎn)力是對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益最直觀的反應(yīng),是反映森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、質(zhì)量好壞的主要指標(biāo)。顏維正等[16]在對(duì)杉木Cunninghamia?lanceolata的研究中,根據(jù)林木株數(shù)進(jìn)行采伐強(qiáng)度設(shè)計(jì),發(fā)現(xiàn)采伐對(duì)樹高、胸徑和林分蓄積量等森林生產(chǎn)力因素具有明顯的促進(jìn)作用,且隨著采伐強(qiáng)度的增加而增大,直至達(dá)到峰值后開始降低。
(1)撫育間伐對(duì)胸徑生長的影響。撫育間伐是采伐方式的一種,對(duì)森林生產(chǎn)力具有相似的影響,據(jù)潘輝等[17]對(duì)巨尾桉Eucalyptus?grandis×urophylla林分生產(chǎn)力的研究得出,撫育間伐對(duì)胸徑因子與單株材積的促進(jìn)作用最為顯著,而對(duì)樹高、林分蓄積量的促進(jìn)作用不明顯;這與尤文忠等[18]通過研究撫育間伐對(duì)蒙古櫟Quercus?mongolica次生林生長的影響以及潘建華等[19]對(duì)成熟期杉木人工純林的研究得出的結(jié)論相一致;林木的徑向生長與林分密度密切相關(guān),隨著林木生長,密度對(duì)其制約越來越顯著,林分密度越大,這種制約越明顯,而林分密度越小,林木個(gè)體之間競爭相對(duì)減緩,則有利于目標(biāo)樹種或保留木的生長發(fā)育[20,21],而林分密度與間伐強(qiáng)度直接關(guān)聯(lián)。
(2)撫育間伐對(duì)材積徑生長的影響。撫育間伐對(duì)林分單株材積影響非常明顯,Martin-Michel等[22]通過研究間伐對(duì)北美短葉松Pinus?banksiana生長、產(chǎn)量和再生的影響也得出一定強(qiáng)度的間伐能增加林木單株材積和胸徑,適當(dāng)提高木材產(chǎn)量;結(jié)合國內(nèi)相關(guān)研究,可以得出當(dāng)林分郁閉后,撫育間伐能降低林分密度,使林木個(gè)體獲得較充足的生長和營養(yǎng)空間,同時(shí),提高了林木個(gè)體的遺傳品質(zhì);而林分蓄積量的大小主要取決于林分胸徑、樹高和單位面積內(nèi)林木個(gè)體的數(shù)量,撫育間伐雖然能有效地促進(jìn)林分胸徑的增長,但單位面積內(nèi)林木個(gè)體數(shù)會(huì)相對(duì)減少,兩者增減差值決定了林分蓄積量的增加量[1,19,23]。
撫育間伐在維護(hù)和提高森林生產(chǎn)力的同時(shí),有效利用采伐的林木,增加林分出材量使森林資源得到合理利用。綜合相關(guān)研究,可以得出撫育間伐對(duì)森林生產(chǎn)力的作用是結(jié)合了各測樹因子的綜合效應(yīng),且其對(duì)林分產(chǎn)量的促進(jìn)作用在中幼齡林階段最為突出,采伐強(qiáng)度不能過高,高強(qiáng)度的間伐不僅會(huì)使林分損失過量的林木,而且林分過于稀疏將會(huì)導(dǎo)致林下灌草層生長旺盛,不利于幼苗的生長,對(duì)森林生產(chǎn)力起到相反的作用[24,25]。
3.3?撫育間伐對(duì)森林生物多樣性的影響
生物多樣性是評(píng)價(jià)森林健康狀態(tài)的重要指標(biāo),隨著世界范圍內(nèi)森林經(jīng)營目標(biāo)的轉(zhuǎn)變,保護(hù)生物多樣性已經(jīng)成為森林可持續(xù)經(jīng)營的重要內(nèi)容,森林生態(tài)系統(tǒng)是地球上生物多樣性的主要載體,豐富的生物多樣性是森林生態(tài)系統(tǒng)維持穩(wěn)定的基礎(chǔ)[26,27]。
(1)對(duì)植物生物多樣性的影響。首先,對(duì)于森林內(nèi)植物的生物多樣性,李亞男等[28]通過研究燕山北部山地林內(nèi)小氣候,得出適當(dāng)強(qiáng)度的撫育間伐在有效的降低林分密度,緩解競爭,促進(jìn)林木生長的同時(shí),還能影響林下光照強(qiáng)度、溫度、相對(duì)濕度等林內(nèi)小氣候;同時(shí)促進(jìn)林下植被生長,顯著提高林分生物多樣性[29]。段劼等[30]通過研究撫育間伐對(duì)側(cè)柏Platycladus?orientalis人工林的影響,發(fā)現(xiàn)撫育間伐在促進(jìn)喬木層生長發(fā)育的同時(shí),能提高林下灌木、草本層的植物多樣性指數(shù)和植被生物量,有利于提高人工林森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性;馬履一等[31]在研究間伐強(qiáng)度對(duì)油松生長及其林下植物多樣性的影響中也得出,間伐過后的第1~2年,林下植物種類、數(shù)量、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)和林下植物總生物量都隨著間伐強(qiáng)度的增加而升高;Bailey研究了疏伐后的異葉鐵杉Tsuga?heterophylla幼林的植物群落,發(fā)現(xiàn)疏伐過后的森林物種豐富度較未疏伐的森林有明顯的提高[32]。
(2)對(duì)動(dòng)物生物多樣性的影響。對(duì)森林動(dòng)物生物多樣性而言,森林為動(dòng)物提供棲息、取食和繁衍生存的場所,森林的狀況直接影響到森林內(nèi)動(dòng)物的種類和數(shù)量。Hayes[33]通過研究發(fā)現(xiàn)發(fā)育良好的林下層能有效的為在林下層筑巢的鳥類提供空間和庇護(hù),同時(shí)還能增加林下動(dòng)物的食物來源。季榮飛[34]通過對(duì)柏木Cupressus?funebris低效人工林的研究發(fā)現(xiàn),人工林中土壤動(dòng)物的多樣性和數(shù)量與間伐強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān),這可能與間伐改變了林內(nèi)光照、水分條件、溫度等有關(guān);間伐對(duì)森林不同動(dòng)物的影響不同,張榮等[35]綜述了森林撫育對(duì)野生動(dòng)物的影響得出,在一定撫育強(qiáng)度范圍內(nèi),鳥類與爬行類動(dòng)物的物種豐富度與撫育強(qiáng)度呈正相關(guān),但小型哺乳類動(dòng)物與兩棲類動(dòng)物的物種豐富度與撫育強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)。
(3)對(duì)微生物生物多樣性的影響。微生物是森林生態(tài)系統(tǒng)的組成部分,是物質(zhì)循環(huán)和能量代謝的重要參與者,對(duì)提高土壤肥力具有非常重要的作用,呂竟斌等[36]研究了撫育間伐對(duì)油松和落葉松土壤理化性質(zhì)和微生物的影響,得出間伐過后森林內(nèi)好氣性細(xì)菌和厭氣性細(xì)菌數(shù)量都明顯增加的結(jié)論;陳軍軍[37]通過研究撫育間伐對(duì)松櫟混交林土壤微生物影響發(fā)現(xiàn),撫育間伐后的林分土壤中細(xì)菌和真菌的數(shù)量都明顯增加;張鼎華等[38]對(duì)杉木、馬尾松Pinus?massoniana、福建柏Fokienia?hodginsii、柳杉Cryptomeria?fortunei和木荷Schima?superba人工林進(jìn)行了撫育間伐實(shí)驗(yàn),得出撫育間伐后林內(nèi)微生物的物種豐富度和數(shù)量都有不同程度的提高,并由此增強(qiáng)了土壤的生理活性,加速了林下土壤養(yǎng)分循環(huán)。
撫育間伐對(duì)森林生物多樣性的影響是一種長期效應(yīng),而生物多樣性也是動(dòng)態(tài)變化的,森林生物多樣性的變化對(duì)撫育間伐的響應(yīng)會(huì)因地區(qū)、森林類型和森林所處的生長發(fā)育階段而有所不同,所以,關(guān)于撫育間伐對(duì)森林生物多樣性的影響需要進(jìn)行長期的定位觀測和分析[39]。
4?撫育間伐技術(shù)要素的確定
(1)撫育間伐起始期就是指對(duì)森林首次進(jìn)行撫育采伐的時(shí)間,起始期因森林的樹種組成、立地條件、林分起源和原始密度的不同而有差異,起始期的確定還必須結(jié)合實(shí)際情況,綜合考慮經(jīng)濟(jì)、交通和人力等因素。具體可以從以下幾點(diǎn)考慮:①林分生長量下降期。在密度合適和營養(yǎng)空間充足的情況下,林分生長量是不斷上升的,而當(dāng)林分生長量下降時(shí),說明密度制約了林木的生長,應(yīng)開始撫育采伐,降低林分密度;②林木分化程度。當(dāng)同齡林中直徑小于平均直徑的林木個(gè)體數(shù)大于林木個(gè)體總數(shù)的40%時(shí)或Ⅳ、Ⅴ級(jí)木數(shù)量達(dá)到林木個(gè)體總數(shù)的30%以上時(shí),可開始首次撫育采伐;③林分直徑的離散度,比如刺槐林直徑離散度超過0.9~1.0時(shí)應(yīng)進(jìn)行首次撫育采伐;④林冠大小,一般當(dāng)冠高比接近1/3時(shí)進(jìn)行第一次撫育采伐;⑤林分密度管理圖表,將實(shí)際林分密度與林分密度管理圖表中的最適密度對(duì)比,實(shí)際密度高時(shí)應(yīng)進(jìn)行撫育采伐;⑥林分外貌特征;⑦經(jīng)濟(jì)條件,對(duì)于交通便利且小材銷路好的森林宜提前進(jìn)行撫育。
(2)撫育間伐強(qiáng)度是指進(jìn)行撫育采伐后,造成林分的稀疏程度,合理的采伐強(qiáng)度取決于林分生長狀態(tài)、立地條件、經(jīng)營目的和樹種的生物學(xué)特性。我國《森林撫育規(guī)程》(GB/T15781-2015)將采伐強(qiáng)度分為蓄積采伐強(qiáng)度與株數(shù)采伐強(qiáng)度。蓄積采伐強(qiáng)度即為采伐木的蓄積與采伐小班的總蓄積之比;株數(shù)采伐強(qiáng)度即為采伐木的株數(shù)與總株數(shù)之比,目前國內(nèi)對(duì)撫育間伐強(qiáng)度的研究大多數(shù)是采用的株數(shù)采伐強(qiáng)度。具體方法主要有以下幾種:①根據(jù)林木分級(jí)確定采伐株數(shù),從而確定間伐強(qiáng)度;比如根據(jù)克拉夫特林木分級(jí)法將林木分為Ⅰ級(jí)木、Ⅱ級(jí)木、Ⅲ級(jí)木、Ⅳ級(jí)木、Ⅴ級(jí)木五級(jí),其中Ⅳ級(jí)木又分為Ⅳ甲級(jí)木、Ⅳ乙級(jí)木,只砍伐Ⅴ級(jí)木為弱度撫育采伐,砍伐Ⅴ級(jí)木與Ⅳ乙級(jí)木為中度撫育采伐,而砍伐全部的Ⅴ級(jí)木與Ⅳ級(jí)木的為強(qiáng)度撫育采伐,尤文忠等根據(jù)這種方法對(duì)蒙古櫟進(jìn)行研究確定,蒙古櫟中齡林時(shí)采用強(qiáng)度間伐效果最佳[19]。②根據(jù)林分郁閉度或疏密度確定撫育采伐強(qiáng)度。當(dāng)林分郁閉度或疏密度達(dá)到0.9時(shí),應(yīng)該間伐,并控制采伐后郁閉度達(dá)到0.6和疏密度達(dá)到0.7以上。③根據(jù)樹冠確定采伐強(qiáng)度。用林分內(nèi)平均每株樹的樹冠面積求單位面積保留的株數(shù),與實(shí)際對(duì)比,確定采伐株數(shù)。④根據(jù)林分密度確定撫育采伐強(qiáng)度。依據(jù)林分密度管理圖表查出不同的林齡的最適林分密度,現(xiàn)實(shí)林分密度大于最適林分密度時(shí),應(yīng)該間伐,同時(shí)根據(jù)兩者之間差值確定采伐強(qiáng)度。
(3)撫育間伐間隔期即為相鄰兩次撫育采伐間隔的時(shí)間,決定其長短的主要因素為林分郁閉度增長的快慢。間隔期的確定主要從以下幾個(gè)方面考慮:①樹種和立地條件;通常喜光、速生的樹種生長較快,林分郁閉度增長較快,間隔期短;處于壯齡期的林分生長旺盛,間隔期較短;立地條件好的林分,林木生長迅速,林分郁閉快,間隔期較短。②間伐強(qiáng)度;撫育采伐的強(qiáng)度直接影響間隔期的長短,高強(qiáng)度的撫育采伐后,林分恢復(fù)郁閉時(shí)間較長,所以間隔期較長,反之,低強(qiáng)度的間伐后間隔期較短,我國落葉松的撫育間伐措施中即為弱度間伐,間隔期為3年;中度間伐,間隔期為5年;強(qiáng)度間伐,間隔期為8年。③基于林分調(diào)查數(shù)據(jù);根據(jù)林分平均直徑、平均樹高生長量和適合進(jìn)行二次間伐的平均直徑與平均樹高確定間隔期,例如郝團(tuán)軍[40]通過林分?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)查確定了云杉幼林撫育間伐間隔期為10年左右。④撫育方式。撫育方式不同,間隔期也不同,進(jìn)行透光伐的林分間隔期較短,疏伐、生長伐的林分間隔期較長,我國透光撫育間隔期一般為3~5年,生長撫育為7~15年。⑤經(jīng)濟(jì)條件。經(jīng)濟(jì)條件好,交通方便的地區(qū),適用強(qiáng)度小,間隔期短的撫育方式,可使林分長期保持較大的生長量,形成樹干圓潤、通直的優(yōu)質(zhì)用材,而經(jīng)濟(jì)條件較差,交通不便的地區(qū),適用強(qiáng)度大、間隔期長的撫育方式。
5?中國森林撫育間伐存在問題
根據(jù)第八次全國森林資源清查(2009~2013)結(jié)果,我國森林面積2.08億hm2,中幼齡林面積高達(dá)65%,全國人工林面積達(dá)到6?933萬hm2,分析對(duì)比歷次全國森林資源清查結(jié)果,全國人工林面積持續(xù)增長了40年,人工林面積位居世界首位,但普遍存在林地生產(chǎn)力低,不能發(fā)揮森林多重效益等問題。而科學(xué)的撫育間伐措施能建立合理的森林經(jīng)營時(shí)空秩序,提高森林質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)森林資源的可持續(xù)利用。我國早已開始森林撫育間伐的研究,但目前仍然存在以下一些問題:
(1)森林撫育間伐理論不夠完善。國內(nèi)關(guān)于森林撫育間伐理論研究涉及的森林類型與樹種都較為有限,且在現(xiàn)有的研究中,就林分樹種、間伐方式、間伐強(qiáng)度等方面都未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致在森林培育的實(shí)際工作中缺乏能夠參照的制度標(biāo)準(zhǔn),對(duì)撫育間伐的研究深度和廣度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
(2)缺乏對(duì)撫育間伐綜合效益評(píng)價(jià)的研究。國內(nèi)已有對(duì)森林單方面效益的評(píng)價(jià)研究,但對(duì)其綜合效益的評(píng)價(jià)仍為數(shù)不多,且現(xiàn)有的森林撫育效益評(píng)價(jià)理論和指標(biāo)體系仍處于不成熟的發(fā)展階段,更沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,導(dǎo)致無法對(duì)撫育間伐的作用進(jìn)行有效的監(jiān)測,并及時(shí)調(diào)整間伐措施。
(3)對(duì)森林撫育間伐措施重視度不夠。中國在具體的森林撫育間伐工作中存在著從業(yè)人員對(duì)撫育間伐措施的重要性認(rèn)識(shí)不夠且缺乏專業(yè)的指導(dǎo),導(dǎo)致工作效率不高,嚴(yán)重影響間伐質(zhì)量;將撫育間伐單一的理解為進(jìn)行林木生產(chǎn),過度重視撫育間伐措施的經(jīng)濟(jì)效益,影響林業(yè)的均衡發(fā)展。
(4)缺乏資金投入。一方面,進(jìn)行撫育間伐工作需要投入大量的人力物力,而在實(shí)際工作中,具體實(shí)施單位由于資金不足,導(dǎo)致間伐工作進(jìn)行不夠規(guī)范,影響撫育間伐工作質(zhì)量;另一方面,資金不足是過度重視經(jīng)濟(jì)效益的主要原因。
6?解決森林撫育間伐問題的辦法
森林可持續(xù)經(jīng)營是林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略問題,而撫育間伐是實(shí)現(xiàn)森林可持續(xù)經(jīng)營的重要手段之一。撫育間伐的重點(diǎn)在于“撫育”,科學(xué)的撫育間伐措施能建立合理的森林經(jīng)營時(shí)空秩序,提高森林質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)森林資源的可持續(xù)利用。針對(duì)我國森林現(xiàn)狀,就森林撫育間伐工作中存在的問題,提出以下幾點(diǎn)建議:
(1)綜合各項(xiàng)撫育間伐技術(shù)要素,針對(duì)我國不同地區(qū)、樹種和森林類型和經(jīng)營目的進(jìn)行全面綜合的撫育間伐實(shí)驗(yàn),并根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究建立完善合理的撫育間伐理論體系,為撫育間伐實(shí)踐提供理論依據(jù)。
(2)建立健全的撫育間伐評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并及時(shí)監(jiān)測,以大量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),對(duì)撫育間伐的綜合效益做出合理的評(píng)價(jià),經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益與生態(tài)效益并重,實(shí)現(xiàn)森林可持續(xù)經(jīng)營。
(3)加強(qiáng)各地林業(yè)主管部門和從業(yè)人員對(duì)撫育間伐措施的認(rèn)識(shí)和理解,從森林可持續(xù)經(jīng)營的高度強(qiáng)調(diào)撫育間伐在森林經(jīng)營中的重要作用,重視對(duì)幼、中齡林等后備森林資源的撫育工作,落實(shí)各項(xiàng)森林撫育間伐措施,提高森林質(zhì)量,更好的培育、發(fā)展和利用森林資源,實(shí)現(xiàn)林業(yè)的科學(xué)發(fā)展。
(4)按照實(shí)際的資金需求,加大對(duì)撫育間伐的資金投入;制定全面的撫育間伐技術(shù)規(guī)范,通過定期培訓(xùn),提高間伐工作人員專業(yè)技能,建立專業(yè)的高水平隊(duì)伍;及時(shí)引進(jìn)可操作性強(qiáng)新興技術(shù),保證撫育間伐的工作質(zhì)量。
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(責(zé)任編輯:夏劍萍)