中国代表性森林经营技术模式对比研究

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　　摘 要：森林经营是林业发展永恒的主题，对比研究中国代表性的森林经营技术模式，为了解这些模式的实践应用情况和因地制宜的选择适应性的技术模式提供参考。采用文献分析法，系统论述中国自二十世纪五六十年代以来涌现的技术模式以及实践应用现状，包括法正林、检查法、采伐强度控制、森林生态采伐、结构化经营及近自然经营等经营技术模式。从理论来源、核心思想、技术体系、优缺点以及应用情况等方面进行对比分析，得出不同森林经营模式的适用情况，提出我国森林经营模式发展的一些思考和建议。森林多功能的需求是当前森林经营面临的挑战，同时也是难得的机遇。生态采伐、结构化经营和近自然经营这3种模式均属于森林多功能经营的代表性技术模式，未来探索发挥森林多种功能的森林经营模式将成为森林经营研究的重要任务。
　　关键词：森林经营技术模式;强度控制;生态采伐;结构化经营;近自然经营;检查法
　　中图分类号：S750   文献标识码：A  文章编号：1006-8023（2019）04-0032-07
　　Contrastive Research on Practice and Application of Forest Management
　　Technology Mode in China
　　HU Xuefan， ZHANG Huiru*， ZHANG Xiaohong
　　（Research Institute of Forest Resources Information Techniques， Chinese Academy of Forestry; Key Laboratory of Forest
　　Management and Growth Modeling， State Forestry and Grassland Administration， Beijing 100091）
　　Abstract：Forest management is the eternal theme of forestry development. Comparative study of China’s representative forest management technology modes provides a reference for understanding the practical application of these modes and the adaptability of the technology mode according to local conditions. By using the method of literature analysis， this paper introduced and summarized the technological modes emerging in China since 1950s， including normal forest， control method， cutting intensity control， ecology-based forest harvesting， structure-based forest management and close-to-nature forest management. These modes were compared and analyzed from the aspects of theoretical sources， concepts， technical system， advantages， disadvantages and application. The suitable conditions of different forest management modes were pointed out， and suggestions on the development of forest management modes in China were put forward. The demand for multi-functional forests is a challenge and a rare opportunity for forest management. Ecology-based forest harvesting， structure-based forest management and close-to-nature forest management are all representative technology modes of forest multi-functional management. It will be an important task in forest management research of exploring forest management modes that exploit the multiple functions of forests.
　　Keywords：Forest management technology mode; cutting intensity control; ecology-based forest harvesting; structure-based forest management; close-to-nature forest management; control method
　　0 引言
　　森林經营是以森林和林地为对象，为了修复和增强森林的供给、服务、调节和支持等多种功能，持续获得木材等林产品和森林生态产品而开展的一系列的森林培育和保护活动，目标是提高森林质量并建立健康稳定、优质高效的森林生态系统[1]。随着社会经济和科学技术水平的进步，人类对林业的需求也不断增长，整个社会期望有限的森林资源发挥尽可能大的生态、物质和文化功能，进而推动着森林经营理论和实践的演变。对森林开展科学合理的经营，可以促进发挥森林的多效益功能，推动森林可持续经营的发展，以满足当今社会对林业日益增长的需求。中国森林经营主要经历了4个阶段，分别是以木材利用为主、考虑木材利用的同时兼顾生态建设、以生态建设为中心和森林经营强化阶段。森林经营技术模式也在借鉴发达国家森林经营理论和方法，如在森林永续利用、近自然林业、生态系统经营和森林可持续经营等基础上不断发展和完善，形成了一些实践应用模式。近年来国内对不同森林经营技术模式的内涵和试验研究较多，但是少有对这些技术模式及实践应用现状进行综合对比研究的。鉴于此，本文主要对五六十年代以来国内主要的森林经营技术模式及实践应用情况进行系统论述，并从理论来源、核心思想、技术体系和优缺点等方面对几种模式进行对比分析，以期为探索适合我国的森林经营模式、推动森林可持续经营提供参考。 　　1 主要森林经营技术模式及应用
　　1.1 法正林
　　法正林（normal wald）一词最早源于奥地利皇家的规定，法正林理论由德国林学家洪德斯哈根（Hundeshagen）在1826年正式提出，其后海尔（Heyer）等对法正林学说进行了补充完善。Normal是“标准的”的意思，法正林的英文含义为“标准林”，我国书刊上所用“法正林”一词是沿用日文汉字，具有方正、端正即规整的意思。法正林指完全具备能严格实现永续均衡木材收获条件的理论模式的森林[2]，要求有法正龄级（normal age class）关系、法正林分配置（normal stand arrangement）、法正生长量（normal growth）以及法正蓄积量（normal growing stock）[3]。我国早在公元6世纪30年代贾思勰所著《齐民要术》中就有类似法正林的描述：“岁种三十亩，三年种九十亩，终岁无穷”[4]，可见当时我国就孕育了这种永续利用的思想萌芽。二十世纪五六十年代我国的森林经营基本上是借鉴这种体系的，即采取以利用为目的的指导方针，如根据森林资源消耗量低于生长量的原则来严格控制森林的年采伐量，就是这个模式的体现。但当时普遍采用皆伐作业，并没有按照法正林的要求进行收获调整，因此带来了一系列的问题，目前真正的法正林模式已很少实行。
　　1.2 采伐强度指标控制的经营技术
　　法正林是针对同龄成熟林的主伐利用模式，并不适用于中幼龄林和异龄混交林的经营。因此，在实践中主要采用采伐强度控制的中幼龄林抚育和异龄混交林择伐的经营技术。这是我国长期以来普遍实行的经营作业技术，为此还颁布了《森林采伐作业规程》[5]和《森林抚育规程》[6]。
　　（1）采伐强度指标控制的中幼龄林抚育间伐
　　抚育间伐主要包括透光伐、疏伐、生长伐和卫生伐4类，《森林抚育规程》中对前3类抚育采伐都提出了控制指标，要求郁闭度降低不超过0.2。《森林采伐作业规程》将抚育采伐分为用材林抚育采伐和防护林抚育采伐，抚育蓄积强度均不可高于20%。
　　（2）采伐强度和回归年双重控制下的异龄混交林择伐
　　《森林采伐作业规程》将森林采伐类型规定为5种类型，分别是：主伐、抚育采伐、更新采伐、低产（效）林改造采伐和其他类型，明确规定蓄积量择伐强度不超过40%，伐后林分郁闭度应保持在0.5以上。
　　这种技术模式之所以在我国得到广泛应用，除其简单、可操作的特点外，主要是与我国实行森林限额采伐管理有关。上世纪80 年代初期，由于长期以木材利用为主的方针指导，我国形成了严重的“森林赤字”，为改善这一情况，国家颁布了《中华人民共和国森林法》，除农户房前屋后林木外，其他采伐都要遵守采伐限额制度。此后又颁布了《制定年森林采伐限额暂行规定》，法规中对各个省份的年采伐量都进行了明确规定。1987年《森林采伐更新管理办法》颁布，明确规定了主伐的实施条件和强度指标，这也标志着我国森林采伐强度控制经营模式逐渐推广开来。
　　这种模式在我国得到了广泛实践应用和研究，对合理采伐强度的研究表明：合理强度抚育采伐和择伐可有效改善林分结构[7]，提高蓄积量、生产力[8]和森林质量，促进结实和天然更新[9]，从而提高森林生态系统稳定性。而采伐强度过大会降低森林的生产力[10]，破坏森林生态系统的稳定性[11]。
　　1.3 检查法
　　检查法（control method， checking method）起源于法国和瑞士，是一种适合于异龄林的高度集约的经营方式，它通过定期重复的森林调查来检查森林结构、生长量和蓄积量变化，为确定下一个经理期采伐量提供依据，然后通过择伐使林分结构保持稳定和平衡[12]。检查法的目标是持续生产木材，用尽可能少的生产资料来生产尽可能多尽可能好的木材。检查法的基本思想与恒续林相同，但是它提出了具体的森林调查方法。
　　中国开展检查法试验研究较晚，1987年于政中和亢新刚在吉林省汪清林业局的金沟岭林场云冷杉过伐林中首次进行检查法试验研究，目前还保留有试验样地，但试验已停止，并未大规模推广应用。相关研究表明，检查法经营只要将采伐强度控制在20%以内，就可以实现森林资源永续利用，经营后使林分蓄积生长量达到较高的水平，蓄积结构比实验前更加合理，枯落物蓄水能力提高，分解速率加快，森林的多种效益得到发挥，促进了森林的持续发展[13-15]。对云冷杉针阔混交林检查法经营的研究表明：短期经营后生长率增加了2%～3%，枯损量大幅减少，森林对病虫害的抵抗力得到了提高，长期检查法经营后林分年生长量相比对照区增加了2 m3/hm2，全林枯损率下降，但小径级林木更新较差，影响直径结构，天然更新效果较差[16]。
　　1.4 森林生态采伐
　　1986年，我国正式提出“森林生态采伐（ecology-based forest harvesting）”这一概念，同年中国林学会采运学会召开森林生态型采伐学术研讨会。此后有关的研究论著相继问世，但当时并未形成适合我国国情的森林生态采伐理论体系[17]。截止2002年，森林生态采伐的相关研究多是从采运工艺的角度开展的，缺乏与森林经营的结合。2005年，唐守正、张会儒在借鉴国际上的减少对环境影响的采伐（reduced impact logging ，简称RIL）的基础上重新定义了森林生态采伐：依照森林生态理论来指导森林采伐作业，使采伐和更新既利用森林又能促进森林生态系统的健康与稳定，实现森林可持续经营利用的目的[18-19]。
　　森林生态采伐的原则[20]是使采伐作业尽可能不影响森林生态系统，不对其产生结构或功能的损伤。采伐设计在考虑木材收获的同时也要考虑维持森林的林相、树种组成和搭配、固有的生物多样性和森林景观及其功能等因素。这是森林生态采伐的理念区别于传统采伐方式的主要特征。森林生态采伐技术体系由共性技术原则和个性技术指标两部分内容组成[21]。在共性技术中，以减少森林采伐对环境的影响为首要考虑因素，融入“森林生态系统经营”的思想，并把景观的合理配置作为森林采伐的目标之一，提出了采伐方式优化与伐区配置、集材方式选择和集材机械的改进、保护保留木的技术措施、伐区清理措施的改进等;在个性技术指标方面，提出了包括培育目标、林分狀态诊断及评价、经营措施技术指标（经营设计）等针对具体森林类型的作业技术和指标阈值。 　　此模式主要在东北林区的部分林业局开展了实践应用，如吉林省汪清林业局金沟岭林场、吉林省白河林业局劲松林场、吉林省红石林业局红石林场、黑龙江带岭林业局东方红林场等。国内目前对生态采伐经营效果研究较少，联合国粮农组织在多个国家进行过比较试验，证实生态采伐对环境的破坏要比传统采伐方式至少低1倍[22]。
　　1.5 结构化森林经营
　　结构化森林经营由惠刚盈于2007年正式提出，在总结国际上现有森林经营理论与方法的基础上，汲取了德国近自然森林经营的原则，以培育健康稳定森林为目标，根据结构决定功能的原理，采取优化空间结构的手段，按照林分自然度和经营迫切性确定经营方向，对建群种竞争、林木格局和树种混交等进行有的放矢的调整[23]。“森林经营”前面冠以“结构化”的用意在于强调“结构优化”，以此来区别于传统的森林经营。主要技术特征是：用林分自然度进行森林经营类型划分;依靠林分经营迫切性指数确定林分需要经营的紧急程度和森林经营的方向[24];用空间结构参数指导林分结构调整[25-26];用林分状态分析来进行经营效果评价[27]。
　　结构化森林经营技术模式实践应用的主要区域有：吉林省蛟河实验局、甘肃小陇山林业实验局、贵州黎平林场以及中国林科院华北林业实验中心等。结构化森林经营技术及其数据调查两个行业标准已于2017年颁布实施[28-29]。在甘肃小陇山林区松栎混交林试验示范区的监测发现，采取结构化经营后森林目的树种的优势度明显提高，森林树种组成和空间结构更加合理，生长率明显提高，生物多样性也得到了保持[30]。华北林业实验中心示范区的监测表明：开展结构化经营3 a后，森林的结构得到了调整，健康状况得到了明显改善，质量和生产力也得到了提高[31]。
　　1.6 近自然经营
　　近自然森林经营理论发源于德国，是经过了法正林-恒续林-近自然森林经营一百多年的不断发展而形成的[32]，其对象是人工纯林，目的是培育接近自然状态的森林。近自然经营强调在操作过程中尽可能利用自然过程（如促进自然整枝和天然更新），在保持森林生态系统稳定的前提下，用尽可能少的森林经营投入来获得尽可能多的林产品;近自然经营并不排斥木材生产，认为只有最接近自然状态的森林才能实现各种效益最大化。中国的近自然森林经营技术在借鉴德国经验的基础上，经过研究应用，已形成了部分符合我国林业状况的森林经营技术体系。
　　近自然森林经营技术主要采用单株择伐与目标树相结合的方式。目标树经营是以单株林木为对象进行的近自然经营实践手段之一，把所有林木分类为目标树、特殊目标树、干扰树和其他树木等4种类型[33]。目前国内采取的近自然经营技术多是以目标树为架构的全林经营，即在培育目标树的同时也兼顾其他林木，这必然需要更高的成本投入。相对于林业发达国家，中国森林资源质量较差，并不能选出足够的完全符合条件的目标树，且目前劳动力成本相对较低，因此这种做法不失为综合考量的最优做法。
　　目前，中国开展近自然经营技术模式实践应用的区域主要有：中国林科院热带林业实验中心（热林中心）、陕西省延安市黄龙山林业局、山西省中条国有林管理局、黑龙江省哈尔滨市丹清河实验林场、河北省木兰围场国有林场管理局、甘肃省小陇山林业实验局、吉林省汪清林业局、辽宁省清原县以及海南省文昌等。其中较早开展近自然经营的单位均已取得一定的研究成果：北京市密云县依托中德技术合作项目，选取不同的林分类型，建立了8个近自然森林经营示范点，开展动态监测和评价，确定了适合北京的近自然经营技术和模式;热林中心建立了4 000 hm2多的近自然经营示范样地，采取目标树单株经营技术，形成了红椎等珍贵树种大径材培育模式;河北省木兰围场林管局近年来一直在探索近自然经营的道路，培育近自然森林大约2.7 万hm2，森林资源质量和总量均得到提升;哈尔滨市3.7 万hm2的森林近自然经营研究表明采取措施后森林质量得到明显提升[34-36]。
　　2 主要技术模式的比较研究
　　法正林主要的技术体系可以概括为皆伐、更新，随采随造，只有将采伐与更新紧密结合，才有可能实现和维持林分的法正状态。法正林学说易于理解，技术操作简单。作为森林经营理论的先驱，法正林的基本理论和分析森林资源的方法是符合客观规律的，对森林经理学的发展起到了重大的作用，其阐述的很多林学技术概念将作为森林经理的一部分得到保留和发展，继续指导我国的林业生产实践。法正林理论的不足之处在于其理论模式在实践中难以实现，要求的4个法正条件很难达到。法正林的目标是实现木材的永续利用，过度强调木材而忽略了森林的其他服务功能，与森林可持续经营不完全相符。
　　利用采伐强度控制经营的模式核心思想是坚持合理经营、永续利用的原则，根据异龄林的发展规律，获知林分出材情况，依据年森林消耗量低于生长量的原则来确定采伐量，以采伐强度作为首要控制，对林分采取抚育间伐、择伐等措施。这种经营模式易于操作、便于监测，自实行以来有效的控制了森林资源过度消耗，对保护和发展天然林资源，实现全国森林资源持续增加具有积极的意义。控制采伐强度意味着控制了采伐活动对森林生态环境造成的影响，从而提高了环境质量，最大限度的发挥了森林的生态效益。这种模式的弊端在于：将采伐强度作为总量指标，并未考虑树种和单木生长因素等情况，由于林木种类区别大，不同树木的成熟年龄差异较大，且森林的数量成熟不代表经济成熟，还受到价格、风险和利率等综合因素的影响，简单以整体采伐强度控制，缺乏科学性;并且在实际工作中，采伐作业受人为因素影响大，经营单位更加倾向于考虑经济效益而忽略了森林的其他效益[37-38]。因此在森林经营中，采伐强度应当作为经营的总体参考指标，而不是唯一指标。
　　检查法通过定期的检查来保持森林结构处于平衡的状态，实现森林永续利用。森林资源连续清查以及其他一些定期调查也都是以此为基础发展起来的。检查法理论上可以应用于一切作业方式，但主要是为择伐设计的。其局限性在于操作过程复杂，调查工作量大，以木材永续利用为目标，与现在的森林可持续经营理念不符。为解决其调查工作量大这一问题，相關研究提出用抽样调查来取代每木调查，在保持一定精度的情况下大幅降低了工作量[14]。 　　森林生態采伐的理论来源是探索一种可以将环境破坏降到最低的采伐方式。其核心思想是要在采伐后保持生态系统的完整性。森林生态采伐的概念已经得到普遍接受，理论体系也已初步形成，技术完整且具有量化指标。但国内相关研究多是理论或是单项技术研究，与传统方式的比较试验较少。且这种模式在实践中操作复杂，技术要求高，在采伐作业、道路建设以及运输上面的成本较高，大范围开展有困难。如何结合先进的森林经营理论，完善生态采伐的技术体系和现有的森林采伐作业规程，改进采伐作业方法，从而保持完整和健康的生态系统，实现多种功能为目标，针对不同的森林类型确定具体的采伐方式仍值得进一步研究。
　　结构化经营理论来源于欧洲恒续林的思想，核心思想是通过采取空间结构单元优化技术培育健康稳定的森林。这种模式技术完整，指标量化，从林分数据调查到确定林分状态特征及经营方向，再到经营设计和经营效果评价都有完整的体系和指标，可以在森林经营中做到有的放矢。结构化经营提出量化空间结构的参数计算相对简便，但技术要点及参数比较多，对于林业生产第一线的工作人员来说难以完全掌握，且这些指标都是从不同的角度来进行空间结构分析，得出的结果也不尽相同。如何在林业生产一线普及这些指标及技术，真正让其为生产服务，以及怎样确定这些指标的权重来实现它们之间的联立，从而真正为森林经营决策提供依据，还需要进一步研究。
　　近自然经营模式源于德国近自然林业，利用自然，模拟自然是其核心思想，经过多年发展目前已形成较完整的理论和技术体系，易于操作，目前在我国较多地区应用，针对马尾松、油松、桉树、落叶松以及珍贵阔叶树种等均已开展了试验。近自然经营所采取的不分抚育伐和主伐的作业模式与目前森林资源管理规定的采伐限额不符，且目标树单株作业体系成本以及对作业人员水平要求都较高，这些因素限制了其大范围应用和精准实施。综合来看，近自然经营模式更适用于立地条件较好的林分，用以培育大径级珍贵树种。珍贵树种不同径级和质量的木材之间价格差异所带来的利润可以弥补单株木择伐体系的高成本。目前国内对于珍贵木材的市场尚不成熟，但随着经营技术及产出木材质量的提高，将来这种市场必将更加完善。另外近自然经营模式所采取的目标树作业体系中干扰树采伐与传统采伐的根本区别在于采伐对象不同，常规采伐主要是针对没有培育前途的林木，多是质量低劣的林木，而干扰树采伐的对象可能是林层中的优势木和亚优势木。不同的中间产出直接导致中间收益的不同，可以判断目标树经营的中间收益要高于传统经营，这部分中间收益同样可以用于生产。
　　3 讨论与建议
　　各种森林经营模式均是历史与社会发展的产物，与当时社会的经济、科学以及认识水平密切相关，在当时都是适应社会发展情况的。中国森林经营思想和理论分别学习和借鉴了前苏联、美国以及欧洲的经验，但尚未形成适合自己国情的理论体系和技术。而我国森林的复杂性和多样性又使得选择合适的经营模式这一任务更加艰巨。
　　目前我国林业处于提高森林资源质量和转变发展方式的关键阶段，通过加强森林经营来提高林地生产力和生态服务功能，已经成为了建设生态文明，发展现代林业以及推动科学发展的时代要求[1]。除法正林外，本文中介绍的其他5种经营模式虽然在侧重点和具体措施上有所不同，从实施难度和经营效果上来讲各有利弊，但目标都是培育具有高质量和生态效益的森林，以此获得可持续的森林产品和服务。这几种模式均已开展了一定时间的试验，但分布区域不同，无法进行横向对比。建议在典型区域分别针对检查法、采伐强度控制经营、生态采伐、结构化经营以及近自然经营建立长期试验地，开展对比研究，分析不同经营模式下森林的综合效益产出，以此来探寻适合当地的经营模式。
　　生态采伐、结构化经营和近自然经营这3种模式是近年来兴起的，都是在充分发挥森林主导功能的前提下，通过科学规划和合理经营来发挥森林的其他功能，使森林的整体效益得到提高，因此这3种模式均属于森林多功能经营的代表性技术模式。未来随着人类社会发展对森林需求的不断提高，探索发挥森林多种功能的森林经营技术将成为森林经营研究的重要任务，我国已经提出了基于森林分类经营的多功能经营框架[39]，但与之相配套的技术体系还需要深入研究和实践验证。可以预期的是，随着科学实验的开展，林业从业人员知识水平的提高以及社会公众整体、政府和职能部门对林业和森林经营工作正确与科学的认识，也必将探索出适合我国国情的森林多功能经营模式和理论体系来指导林业建设。
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