郭詩宇,白 琳,彭呂長,閆 晗,王可民
(湖北生態工程職業技術學院,湖北 武漢 430200)
巴伐利亞州位于德國東南部,是德國16個聯邦州之一。阿爾卑斯山橫貫全境,境內山峰多,湖泊多,森林多,山清水秀,資源豐富。德國是世界林業發展的典范,巴伐利亞州是德國森林質量最好的州。研究巴伐利亞州的林業發展,對湖北省林業建設具有重要的借鑒意義。
巴伐利亞州于1971、1987、2002、2012年分別進行了4次森林資源清查。第4次清查結果2016年由德國聯邦食品和農業部公布[1]。該州土地總面積705.54萬hm2,其中森林面積260.56萬hm2,喬木林面積248.47萬hm2,森林覆蓋率37%,森林總蓄積量9.87億m3,單位面積蓄積量396 m3/hm2,單位面積年生長量11.9 m3/(hm2·a)。森林面積、喬木林面積、森林蓄積量、單位面積蓄積量在全國16個州中均排名第一,單位面積年生長量排名第二,森林覆蓋率排名第五。同時,該州森林的層次結構、年齡結構、徑級結構、混交結構都較為合理,并且還在不斷優化中。
巴伐利亞州之所以森林蓄積高、質量好、結構優,與該州在林業理論創新和實踐創新中不斷探索緊密相關。該州目前采用的是近自然林業理論和技術體系,其發生發展經歷了3個階段。
在巴伐利亞選侯國時期和巴伐利亞王國早期,雖然由于農業開墾和戰亂,森林遭受過幾次大的破壞,但巴伐利亞大部分山區仍被山毛櫸、橡樹等闊葉樹為主組成的天然林和天然次生林所覆蓋,高山則分布著以冷杉為主的天然群落[2]。從19世紀30年代中期開始,巴伐利亞王國遲緩地開始了工業革命。19世紀50-60年代,輕工業和重工業快速發展,特別是制鹽業、紡織業、煉鐵業、玻璃工業發展迅猛。隨著工業化的不斷推進,工業原料和建筑材料對木材的需求呈爆發式增長,造成了對森林資源的毀滅性破壞。
隨著天然林和天然次生林越砍越少,巴伐利亞王國的企業主們開始在采伐跡地上大面積種植生長快、干形好、產材高的云杉針葉純林。這一時期,德國林學家洪德斯哈根(J.C.Hundeshagen)的“法正林”學說以及浮士德曼(M.Faustmann)的“土地純收益理論”,指導了巴伐利亞以木材生產為主的森林永續利用,推動了闊葉林地的針葉化。
由于大面積營造人工針葉純林,導致了風倒、雪折和森林病蟲害的大量發生,同時也帶來了土壤的退化。慕尼黑大學林學教授蓋耶爾(K.Gayer)從1855年開始,在巴伐利亞不同林區進行了一系列實驗性研究,特別是對殘存的天然林進行研究后,提出了近自然林業的理論。他在1880年出版的《森林培育學》中,首次較為清晰地提出了近自然林業的理念[3]。在該書的序言中,他對當時巴伐利亞的森林經營方式提出了強烈的批判。他指出,森林的多樣性至關重要,如果忽視多樣性,森林經營單一化的模式將會蘊藏巨大的風險。這種只看經濟利益的經營模式正在被廣泛地應用,最終森林將會為這個人為錯誤付出沉重的代價。1886年,他出版了《混交林的營建和維護——側重于塊狀混交和擇伐》一書[4],提出了人工針葉純林過渡到針闊混交林的操作方法。1898年,他在《未來屬于混交林》中進一步提出了森林和諧論[5~6],他指出:生產的奧秘在于一切在森林內起作用的力量的和諧;森林生態的多樣性是一個在永恒的組合中互棲共生的諸生命因子的必然結果。
蓋耶爾創立的近自然林業理論的主要觀點是:①保護林地的生產力,促進多樣性,避免單一化;②對于連續幾代繁衍的針葉純林,應當通過種植和保護闊葉樹種,形成適應林地環境的混交林;③在成熟林分中,要為森林樹種的天然更新創造條件。只有在無法進行天然更新的地方才進行人工更新;④更新應在覆蓋率較低的成熟林木的樹冠下進行,避免皆伐作業;⑤通過采取與樹種和立地條件相適應的營林措施,培育高質量的林分;⑥所有營林活動必須遵循自然規律,森林經營的方式不能千篇一律。
19世紀末,巴伐利亞的一些林業企業和私有林主開始按照近自然林業理論開展林業實踐活動,主要是營造針闊混交林,闊葉樹種包括山毛櫸、橡樹等。隨著第一次世界大戰的爆發,近自然林業的理論研究和實踐探索幾近中止,直到二戰結束。
1946年,科斯特勒(J.N.K?stler)開始在慕尼黑大學教授《森林培育學》。他繼承了蓋耶爾的思想,主張營造混交林,通過保護林地的生產力,對森林進行長期而謹慎的經營。他和蓋耶爾一樣,拒絕使用統一的方案來經營森林,認為每片森林的經營都需要經過分析和評估。他指出,近自然林業并不是要回到最初的原始林,而是必須結合立地條件、經濟目標和技術可行性,找到正確的經營方法[7]。由于科斯特勒在慕尼黑大學任教時間長達26年之久,對許多林學專業的學生產生了巨大影響,這為近自然林業在巴伐利亞州的推廣打下了重要基礎。但即便如此,巴伐利亞州林業管理部門當時并未將近自然林業理論作為指導原則或經營方針應用于實踐。
1949年“順應自然的林業工作者聯盟”(ANW)成立,這個聯盟反對當時以短期經濟收益為中心的營林理念,倡導為面向自然的森林經營而奮斗。一些自然科學家、林業專家、生物學家和記者也發表了相關的文章。這些都為近自然林業理論在巴伐利亞州的推廣創造了有利氛圍。從20世紀50年代開始,巴伐利亞州的一些林場、林業企業、私有林主開始較大規模營造混交林,并對云杉針葉純林進行近自然化改造,主要是對云杉純林進行擇伐,形成小面積天窗,通過人工或天然更新的方式,引入山毛櫸、橡樹、楓樹和椴樹等闊葉樹種。
1979年,關于“森林滅絕”的討論,對近自然林業理念的傳播產生了深刻的影響。當時,巴伐利亞州超過60%的森林嚴重受損,人們產生了一種巨大的恐慌,認為巴伐利亞州乃至德國所有的森林都將在未來消失。關于“森林滅絕”的討論是由慕尼黑大學的林學教授史哈特(P.Schütt)和生態學家烏爾里希(B.Ulrich)等著名科學家提出的,并得到了許多林業私人協會和利益集團的支持。后經調查,導致森林大面積死亡的原因主要是“酸雨”,未經過濾的汽車尾氣、燃煤電廠和其他工業產生的廢氣,使得土壤越來越酸而不再適合樹木的生存。同時,調查也發現針闊混交林的受損程度明顯小于針葉純林。雖然調查顯示“森林滅絕”并非當時的營林方式造成,而是環境污染所致,但也引起了人們的反思。人們普遍認為,減少有毒物質的排放固然重要,但改變營林方針,建立穩定和具有活力的混交林也必不可少。關于“森林滅絕”的討論,提高了巴伐利亞州政治家和全社會的生態意識。
至此,近自然林業的推廣,就只剩下獵人們的抵制。狩獵鹿是富人和名人的獨有愛好,包括一些有影響的政治家也在其中。實施近自然林業,必須在云杉純林中混交闊葉樹種。但鹿不喜歡啃食云杉,卻對山毛櫸、橡樹、楓樹、椴樹、白蠟樹等闊葉幼樹的頂芽非常偏愛,使得這些樹種都長不高。為此,人們必須控制鹿的數量,將其減少到不影響形成混交林的程度。這樣,隨著森林中鹿群密度的降低,狩獵鹿將變得越來越困難,這就導致獵人們反對按照近自然林業的理念來經營森林。直到20世紀80年代末,巴伐利亞州林業管理部門才不顧獵人們的反對采納了近自然林業的理論。
在博弈探索階段近百年的時間里,雖然近自然林業沒有得到巴伐利亞官方的認可和推廣,但基層的林場、林業企業以及私有林主的探索和實踐,在二戰后基本沒有停止過。通過營造混交林并對云杉針葉純林進行近自然化改造,全州闊葉樹的比重也從19世紀末的1%左右提高到了1987年的26%。
1989年,巴伐利亞州林業管理部門正式放棄人工林經營模式,采納近自然林業理論,并通過修改1973年的森林經營方針,使近自然林業得以順利、全面實施。
2006年,巴伐利亞州林業管理部門又對森林經營原則進一步進行了調整和更新:①鄉土樹種應得到推廣;②根據不同樹種、立地條件和森林質量,分別確定目標材積和目標胸徑;③森林更新將主要在小塊林地上長期進行;④利用自然生產力;⑤保護和提高森林的抗逆性;⑥在“森林比鹿更重要”的口號下減少鹿的數量,以免影響形成混交林;⑦保護和改善森林基因;⑧土壤是森林生態系統的主要載體,應重點保護;⑨森林的娛樂功能將得到保障;⑩增加森林生態系統的生物多樣性,并進行自然保護。
在此之后,近自然林業理論與技術在巴伐利亞州得到全面普及與推廣。隨著近自然林業實踐的不斷推進,闊葉樹種的比例不斷上升,森林的樹種結構、層次結構、年齡結構、混交結構不斷優化,森林的近自然度也朝著合理的方向不斷轉化。
德國巴伐利亞州的林業發展,經歷了從破壞天然林到營造針葉純林,再到近自然化改造為復層異齡混交林的過程,現在的森林質量和經營水平在全世界處于領先地位,對湖北省的林業建設與發展有著十分重要的借鑒意義。
湖北省現有森林面積736.27萬hm2,森林蓄積量3.96億m3,單位面積蓄積量60.18 m3/hm2[8]。湖北省森林面積比德國巴伐利亞州大,但森林蓄積量和單位面積蓄積量都比巴伐利亞州低很多,存在巨大的提升空間。湖北省應借鑒巴伐利亞州的發展經驗,采用近自然林業理論和技術體系,從重視鄉土樹種和天然更新入手,大力發展混交林[9,10],避免皆伐作業,改善森林的樹種結構、層次結構、年齡結構、徑級結構和混交結構,逐步將現有森林改造為復層異齡混交林,形成健康、穩定、有活力的永久性森林[11],真正實現林業的可持續發展。
致謝:中國政府友誼獎獲得者、德國林業專家Hubert Forster先生提供了大量資料,在此謹致謝忱。