我國近自然森林經營技術與效果評價研究進展

賀志龍，張蕓香，郭晉平

（1.山西農業大學林學院，山西太谷030801；2.山西農業大學研究生院，山西太谷030801）

我國近自然森林經營技術與效果評價研究進展

賀志龍1，2，張蕓香1，郭晉平2

（1.山西農業大學林學院，山西太谷030801；2.山西農業大學研究生院，山西太谷030801）

通過查閱國內外文獻資料，從我國近自然森林經營的技術和效果評價2個方面，對我國近自然森林經營的研究進展進行了系統總結與評述，并對近自然森林經營需要解決的問題和未來展望進行了討論。

近自然森林經營；研究進展；經營技術；效果評價

森林生態系統作為陸地生態系統中的重要組成部分，在維護生物圈的多樣性、物質循環、能量流動等方面起著非常重要的作用，其豐富的生態、經濟和社會功能給人類提供著巨大的經濟效益和生態效益[1]。我國第八次全國森林資源清查結果顯示，我國森林總面積和森林蓄積量分別位居世界第5位和第6位，人工林面積居世界首位，森林資源呈現出數量持續增加、質量穩步提升、效能不斷增強的良好態勢[2]，但我國仍然是一個缺林少綠、生態脆弱的國家，森林覆蓋率低于全球31%的平均水平，人均森林面積僅為世界人均水平的1/4，人均森林蓄積量只有世界人均水平的1/7，森林資源總量相對不足、質量不高、分布不均的狀況沒有得到根本改變[3]。林地生產力低下、森林生態系統功能脆弱、生態產品短缺等森林問題突出。近自然森林經營于20世紀90年代初期傳入我國，眾多學者對近自然森林經營理論及應用進行了一系列的探討，研究認為，近自然森林經營是解決我國森林所面臨問題的有效途徑[4-7]。在眾多學者的共同倡議和努力下，我國開始了對近自然森林經營的進一步研究與實踐，并在1999年由林業局批準立項正式引進歐洲的近自然森林經營技術[8]。

本文通過查閱國內外資料，對我國近自然森林經營的研究進行系統整理，就我國近自然森林經營技術和效果評價的研究現狀進行歸納總結，并對我國近自然森林經營的發展方向進行探討。

1 近自然森林經營的來源與內涵

近自然森林經營理論起源于德國，是經過了法正林—恒續林—近自然森林經營100多年的不斷發展而形成的[9]。隨著近自然森林經營理論的日益發展完善，德國近自然森林經營理論得到了越來越多國家的借鑒與吸納。歐洲許多國家已經將“近自然森林經營理論”作為森林經營的指導思想，付諸于實踐，并取得了顯著成效，主要表現為：森林生態系統更加穩定、抗災能力增強、病蟲害減少、森林蓄積量增加、林地質量提高等多個方面。近自然森林經營在世界其他地區也得到了越來越多的關注，由馬來西亞提出的近自然熱帶森林經營方式在熱帶森林中得到了進一步的發展完善，得出了更適合于熱帶森林的近自然經營方式[10]。

近自然森林經營是一種基于生態規律而設計的管理森林的模式，它是基于森林自然更新到穩定的頂級群落的整個森林發育演替過程來計劃和設計各項經營活動，通過不斷優化森林經營過程，優化森林的結構和功能，充分利用森林資源多重效益的一種森林經營模式[11]。以永久性林分覆蓋和多品質產品生產為目標，近自然森林經營以森林生態系統的穩定性、生物多樣性以及系統多功能和緩沖能力分析為理論基礎，把擇伐和天然更新作為主要技術特征，以多樹種、多層次、異齡林作為森林結構特征，對森林進行經營管理[12]。

2 我國近自然森林經營技術探索與實踐

我國近自然森林經營技術是借鑒德國的近自然森林經營技術，經過不斷的研究應用已經形成了部分符合我國林業現狀的近自然森林經營技術體系。王金錫等[13]根據四川盆地周山退化天然常綠闊葉林的特點，編制了以常綠闊葉林為主的天然林近自然林經營方案，并總結了自然林經營的技術流程：退化天然林恢復與重建區的確定→作業設計的野外小班調查→林分的近自然度分類→編制群落生境圖→確定小班目標樹經營技術方案→野外作業與實施→建立森林動態監測評價體系。陸元昌等[14]在海南、云南、四川、陜西、北京等地開展的近自然森林經營試點研究總結的基礎上，提出人工林近自然化改造的目標結構基本包括樹種結構、徑級結構和層次結構3個方面的內容；改造技術指標包括天然更新、主林層郁閉度、林分徑級結構、改造計劃持續時間等方面；提出的以目標樹為特征的林分作業技術體系主要包括：目標樹導向的林木分類、撫育采伐設計和促進更新設計3個方面。陸元昌等[15-16]在海南熱帶人工林改造實踐研究中，以森林生態系統多功能可持續經營的總體目標為指導，在傳統作業級概念基礎上，提出描述作業級層次上長期穩定的目標森林設計模式的“森林發展類型”概念，提出多功能森林經營的作業法體系：作業級和經營目標決定經營空間類型，立地條件和功能類型用于界定和劃分作業級；以森林發展類型確定森林結構目標的導向模式；林分撫育是在發展類型目標導向下，經理期內對當前林分執行具體撫育、采伐或補植（造林）等具體作業技術措施，并將垂直結構導向的經營周期計劃明確為從森林發生發展到最終利用全過程的經營規劃。在此后的實踐和研究中進一步豐富了森林發展類型設計的參考指標（如潛在自然植被、林下更新、林分發展階段、生命周期經營計劃等），應用于我國林分經營類型組織過程中，并將改進的經營類型內容概括為林分概況、經營目標、樹種組成、林分導向過程和近期經營措施4個部分，并在經營示范點進行了實證試驗，為實現森林經營類型、立地類型與經營措施類型的統一探索了一條有效途徑[17]。2011年北京市發布了適用于北京山區生態公益林的地方性標準《近自然森林經營技術規程》，規定了近自然森林經營對象、演替階段、經營措施、經營方案和年度作業設計的主要內容[18]。我國近自然森林經營技術體系已經初步形成，并開始試點應用，由于我國地域遼闊，不同地域的森林問題復雜，全國各地應結合區域自然地理條件、森林資源稟賦、森林經營歷史沿革等實際情況，開展試驗和試點研究工作，并制定區別化的近自然森林經營技術規程。

3 我國近自然森林經營效果評價

近自然森林經營效果的傳統評價方法著重在森林生長效果的評價上，對整個森林生態系統產生的影響主要表現在林分生長、群落結構以及林下土壤性質等多個方面。

3.1 林分生長的變化

林分生長量、林分蓄積量、林木單株材質和規格是森林經營方式效果評價都必須考慮的指標，這些林分生長因子的變化反映著林分內林木對空間與資源的有效利用率情況[19]。一個好的森林經營方式可以提高林木生長速率，進而提高林地利用率，不同森林經營方式會對林分生長因子產生不同的影響。張鼎華等[20]將近自然森林經營應用于馬尾松人工幼林，結果發現，4 a后，近自然經營的林分地徑、樹高、冠幅等分別是對照林分的2.4～2.5倍。寧金魁等[19]對51年生的油松林研究發現，近自然化改造1 a后同徑階的林木相對于未進行近自然化改造的林木生長量有所提高，說明經過近自然經營的樣地提高了林分內林木有效利用空間和資源的可能性。何友均等[21]在熱帶林業實驗中心對15年生的馬尾松和杉木的近自然改造研究發現，近自然林中馬尾松和杉木平均胸徑均高于各自對應的未改造純林，其中，馬尾松的達到顯著差異。近自然森林經營可以促進經營林分的胸徑、樹高、樹冠以及林分生長量的增長。另外，近自然森林經營對于林分生長的影響，還有高云昌[22]對黃龍山林區42年生的油松近自然間伐試驗；藍嘉川[23]對南亞熱帶12年生杉木近自然改造研究；李婷婷等[24]、林同龍[25]分別對14年生、17年生的杉木林近自然改造試驗；丁磊等[26]對20年生楊樺林的近自然改造試驗；陳世勇等[27-28]對杉木混交林近自然森林經營等諸多研究。雖然，這些研究中的森林經營類型、立地類型和近自然森林經營措施等方面存在一定差異，但研究結果基本一致，近自然森林經營可以有效提高胸徑、樹高、冠幅、林分生長量、林分蓄積量等林分生長指標，在對林分生長的影響上要優于常規經營方式。

3.2 森林群落結構的變化

森林群落結構既包括林分樹種組成，也包括林下植被組成以及各層次的物種多樣性，是研究森林生態系統過程與功能、衡量其動態穩定性或可持續性的重要指標[29]。隨著人們生態意識的提高，越來越重視森林的多功能多效益特性，因此，轉變森林經營思想，必然要求森林生態系統結構遵循多樣性與穩定性關系原理，將森林群落結構的變化作為森林經營效果評價的指標[30]。近自然森林經營對于群落結構的影響，不同學者的研究結果不盡相同，可以具體從林分樹種組成及其多樣性、林下植被組成以及多樣性2個方面討論。

3.2.1 林分樹種組成及其多樣性的變化 對于林分樹種組成及其多樣性，張俊艷等[31]通過對20年生的云南松4 a的近自然改造試驗發現，近自然改造后，喬木層云南松的重要值下降，林分混交度提高；李婷婷等[24]在熱帶林業實驗中心對14年生的杉木林近自然改造研究中發現，杉木林下補植闊葉樹種會對天然更新幼苗起到保護作用，可以有效改善林下環境，增加物種多樣性，促進林下幼苗幼樹的生長；何友均等[21]在對南亞熱帶人工針葉純林近自然改造的研究也發現，近自然林的小樹（5 cm＜胸徑＜10 cm）和幼樹（1 cm＜胸徑＜5 cm）物種數、株數均多于未改造林，藍嘉川[23]對南亞熱帶12年生杉木林近自然改造研究、寧金魁等[19]對北京西山51年生的油松林近自然經營試驗、林同龍[25]對17年生杉木林的近自然經營的研究結果有著相似的結論，研究均表明，近自然森林經營對于調整森林層次結構、改善林內物種組成和生境條件、促進林分群落結構演化具有重要作用，能夠促進種群的更新，完善林分垂直結構，彌補林層缺失，促進森林短期內發生正向演替，縮短演替時間，并提高森林群落的穩定性，有利于林分向復層、異齡化的方向發展。

3.2.2 林下植被組成及其多樣性的變化 對于林下植被組成以及各層次的多樣性，不同學者有著不同的研究結果。張俊艷等[31]通過對20年生的云南松4 a的近自然改造試驗發現，近自然改造后，灌木層多樣性增加，更新種類增多；草本層物種多樣性無顯著變化。李榮等[32]對黃土高原黃龍山林區50年生遼東櫟林進行近自然經營間伐研究發現，間伐后第6年，弱度與強度間伐樣地喬灌草層的物種數、高度和蓋度均高于對照樣地，其中，喬灌草的物種數及喬木層和草本層高度與對照均無顯著差異，而灌木層高度及喬灌草層蓋度與對照均有顯著差異。張象君[33]在黑龍江對于18年生的興安落葉松近自然改造的研究中發現，近自然改造2 a后，林下草本植物種數、密度、蓋度、平均高度和多樣性指數總體顯著增加；林下木本植物種數、密度、蓋度、平均高和多樣性指數與對照均無顯著差異。羅應華等[34]在熱帶林業研究中心對11年生馬尾松人工林近自然經營研究發現，灌木層和草本層的物種豐富度指數、Shannon-Wiener指數、Simpson指數和Pielou指數并沒有顯著差異，何友均等[21]對南亞熱帶人工針葉純林近自然改造研究也得出了相似的結果。近自然森林經營對于林下植被及其多樣性的影響存在差異，這種差異可能與近自然森林經營的具體措施、立地類型、經營林分的類型以及經營時間長短等多方面因素有關，其還有待進一步研究。

3.3 林下土壤特性的變化

森林經營活動和不同的經營方式的長期作用對林下土壤的影響早已被科學家和森林經營者所關注[35]，其中，恒續林經營思想就是針對長期單純同齡林經營帶來的土壤退化和林地生產力退化問題提出的解決途徑[11]。森林土壤特性的變化是評價森林經營方式是否有利于森林可持續發展的重要標準。我國學者對于近自然森林經營對林下土壤特性的影響從實踐初期就開始有研究。王新宇等[36]對于水曲柳落葉松人工林近自然經營的研究發現，近自然撫育后土壤容重、孔隙度、持水量物理性質方面沒有顯著差異，徐慶祥等[37]在興安落葉松天然林的研究中也得出了類似的結論。但賈忠奎等[38]對于北京山區側柏人工林的研究發現，撫育間伐可改善土壤物理性質：減小土壤容重、增加土壤孔隙度。張鼎華等[20]在應用近自然森林經營法經營后的馬尾松人工幼林與常規法經營相比發現，土壤養分含量（有機C、全氮、全磷、水解氮、速效磷、速效鉀）增加，土壤生物活性（微生物量）增強、土壤酶活性（過氧化氫酶、多酚氧化酶、過氧化物酶、轉化酶、脲酶、磷酸酶）增加、土壤交換性能（交換性鹽基總量、水解性總酸度、CEC、鹽基飽和度）改善，改善的幅度以立地條件差的較大。吳瑤等[39]在近自然森林技術對紅松林土壤的研究中也發現，經營下的土壤基礎養分（有機C、全氮、全磷、水解氮、速效磷、速效鉀）質量分數高于其他未經營的林分，微量元素都比較低且沒有規律。劉延濱等[40]對退化落葉松人工林近自然改造土壤微生物及養分的研究發現，改造1 a后，林分內土壤微生物多樣性顯著增加，且小林隙高于大林隙，土壤養分（有效磷、有效鉀）顯著增加。顏歡歡等[41-42]在對近自然經營和常規經營的千年桐生態林對比發現，自然經營后的千年桐生態林土壤的含水量、氮磷鉀、有機質含量、土壤酶的活性均高于常規經營的千年桐林。此外，林同龍等[25]對于17年生杉木近自然改造研究、丁磊等[26]對于20年生楊樹林近自然改造試驗、陳世勇[27]、王青天[28]對杉木混交林近自然森林經營研究等都對近自然森林經營對土壤特性的影響進行了研究與討論?？傊?，近自然森林經營對土壤特性的影響主要可以分為3個方面：物理性質（容重、孔隙度、持水量、交換性鹽基總量、水解性總酸度、CEC、鹽基飽和度）、化學性質（有機C、全氮、全磷、水解氮、速效磷、速效鉀）、其他土壤特性（微生物量、土壤酶活性、土壤酶多樣性），大部分研究表明，近自然森林經營可以提高土壤養分含量、增強土壤微生物活性、改善土壤物理形式和土壤交換性能，其中，近自然森林經營對物理性質影響的研究存在一定差異，這可能與森林經營的林分類型、本身林分的立地條件以及經營年份的長短有關。

4 我國近自然森林經營面臨的問題與展望

4.1 我國近自然森林經營面臨的問題

我國眾多學者在近自然森林經營方面進行了許多實踐與探索，總結前人的諸多研究可知，在不同類型的林分中，近自然森林經營能夠促進林分生長、改善林分結構、提高土壤質量，近自然森林經營是解決我國森林問題的有效途徑，是我國森林經營的必然趨勢[43-47]。我國已經有部分相關的法律法規開始實施推進，近自然森林經營的進程在不斷進行，但我國近自然森林經營仍存在諸多需要解決的問題。

4.1.1 近自然森林經營的具體內容不夠完善 我國森林情況多樣，而且森林經營過程是一個長期的、不斷變化的演替過程，各地面臨的森林問題不一，由于研究者在選擇的林分類型、立地條件、經營時間長短、具體的經營措施等方面存在差異，在研究近自然森林經營的影響時所得到的結論也各不相同。在哪種林分類型，哪個發展階段，具體采用什么樣的經營更為合理，目前還沒有一個明確的答案，仍需要進一步研究。

4.1.2 近自然森林經營的效果評價欠缺 森林經營周期一般都比較長，有些經營效果需要很長時間才能顯現出來。不同林分類型的經營周期必然存在差異，影響指標也多種多樣，而且尚未形成合理的近自然森林經營指標體系。我國近自然森林經營進行時間較短，仍需要繼續觀察研究，才能對近自然森林經營的整個周期變化以及尚未發現的影響指標有進一步的認識與了解。

4.2 我國近自然森林經營未來展望

未來我國近自然森林經營的研究重點應當包含幾個方面。

4.2.1 對近自然森林經營技術的進一步研究 由于近自然森林經營對象及經營目的不同，所進行的近自然森林經營模式會有所差異。森林的演替階段、森林的林分類型、森林的地理位置等多方面因素都會對近自然森林經營的方式產生影響。不同的近自然森林經營技術也會對近自然森林的效果產生不同影響。因此，在進行近自然森林經營過程中，要因地制宜，根據具體情況，針對性地采用近自然森林經營技術。對近自然森林經營技術的進一步研究與集成對于提高近自然森林經營的效果和近自然森林經營的進一步推廣至關重要。

4.2.2 對近自然森林經營的效果評價的持續監測

通過對近自然森林經營的長時間監測，才能對近自然森林經營整個周期變化有全面認識，在整個經營周期變化中不斷改進經營技術，進一步優化近自然森林技術。

4.2.3 對近自然森林經營影響機制的分析 盡管近自然森林經營已經在全球得到了廣泛的應用，但對于近自然森林經營過程中具體的影響機制還沒有進行深入系統的研究。間伐前后林分密度、間伐形成的林窗大小、間伐留下的樹根等多種因素都對森林生態系統有著不可忽視的作用。認識了解這些具體的影響機制將進一步認識人類近自然經營在整個森林生態系統演替中產生的作用，將為進一步優化近自然森林經營提供理論支持和技術支持。4.2.4 對近自然森林經營評價指標體系的建立隨著近自然森林經營的效果評價逐步完善，建立合理的近自然森林經營評價指標體系，就成為綜合評價近自然森林經營的關鍵內容。只有充分考慮各項自然評價指標以及森林經營的經濟效益與生態效益，建立合理的近自然森林經營評價指標體系，不斷優化近自然森林經營技術，才可達到森林可持續發展的最終目的。

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Research Progress on Management Technology and Effect Evaluation of Near-natural Forestry Management in China

HE Zhilong1，2，ZHANGYunxiang1，GUOJinping2

（1.College ofForestry，ShanxiAgriculturalUniversity，Taigu 030801，China；2.College ofGraduate，ShanxiAgriculturalUniversity，Taigu 030801，China）

By consulting domestic and foreign literature,this paper makes a systematic summary and comment on the research progress of near-natural forestry management in China from the two aspects of technology and effect evaluation,and discusses the problems thatneed to be solved and the future prospects ofnear-naturalforestry management.

near-naturalforestry management;research progress;managementtechnology;effectevaluation

S750

：A

：1002-2481（2017）09-1566-06

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.09.40

2017-07-06

國家林業公益性行業科研專項（201404417）

賀志龍（1994-），男，山西呂梁人，在讀碩士，研究方向：森林生態和植被恢復。郭晉平為通信作者。