近自然林業經營理論模式在我國的應用及發展建議

梁文廣， 楊紅軍

(1.西南大學 資源環境學院， 重慶 400715； 2.西南大學 農學與生物科技學院， 重慶 400715)

自可持續發展戰略提出以來，生態理念越來越受到重視，即在滿足當下資源需求的前提下保障未來的持續發展。森林是我國重要的生態資源，不僅能夠提供木材資源，還具有重要的生態功能。近年來，隨著人們對自然生態旅游需求的提高，森林資源也成為部分地區開發旅游，提高經濟效益的主要來源。因此，在林業管理上迫切需要尋求一種貼近自然的科學管理模式，以維持森林重要生態功能和持續的生產力。近自然林業理論由德國蓋耶爾首次提出，該理論強調森林經營應回歸自然、遵從自然法則，利用自然的所有生產力，其本質特征是自然林系統和人工林系統的生態平衡[1]。近自然林業理論已成為世界林業科學的基礎。

近年來，近自然林業理論發展迅速，歐洲國家已普遍接受近自然林業的經營思想，北美、日本等國家也逐漸重視近自然林業經營思路的理論研究[2-3]，已形成多種經典的理論模式并得到廣泛應用。基于近自然林業經營的理念以及我國可持續發展戰略的提出，近自然林業經營理論已成為我國林業發展理論的重要指導方針[4]。近年來，眾多學者對近自然理論在我國的應用及前景進行了一定研究[5-7]，但是缺乏對我國近自然林業經營理論模式的深入研究。為探索適宜我國森林管理的近自然林業經營理論模式，推進近自然理論模式科學應用于我國林業發展，為我國自然林的科學管理提供理論依據和決策參考，闡述近自然林業經營理論的發展歷程和主要理念，介紹目前林業發展中主要的近自然林經營管理模式及其在我國林業管理中的應用，并提出我國近自然林業經營模式的發展建議。

1 近自然林業理論的發展歷程和主要理念

近自然林業理論認為，森林是一個整體生態系統，可利用森林的自然潛力，使其林分立地結構充分貼近自然生態，但并非回歸到天然的森林類型[8]，而是合理地優化森林結構和功能，使經營管理林中的本源樹種優勢得到明顯表現，并兼顧森林的生態平衡，同時帶來經濟、生態和社會三大效益。近自然林業理論主張利用自然力恢復森林生態功能，并在人工輔助下使自然物種得到恢復，同時優化林分結構，并為其他生物提供棲息地，增加森林中生物多樣性[9-10]，以維持健康穩定的森林生態系統。

在17世紀，森林資源被高度商品化，樹木成為一種可交易的商品，使得大批森林遭到無節制砍伐，最終導致森林資源出現生態危機。這種過度砍伐、利用木材導致的生態問題引起了西方林學家的反思[11-12]。18世紀，德國率先開展了森林恢復計劃，但該計劃出發點是基于提高木材經營過程中的經濟效益，而忽視了森林的生態效益，因此森林樹種主要以純林為主。由于過于單一的樹種導致生態不穩定，造成了一系列的生態新問題。直到1898年, 德國科學家蓋耶爾(GAYOR) 率先提出“人類應盡可能地按照森林的自然規律來從事林業生產活動” 的近自然林業經營思想，強調要遵循森林生態系統規律，實現生產與生態可持續的有機融合[13-15]。這一理念的提出和應用，逐漸緩解了德國的森林生態危機。

到20世紀中葉，德國成立了“ 適應自然林業協會”, 系統地提出了“以適樹、混交、異齡、擇伐”等為特征的近自然森林經營的具體理論，近自然林業得以廣泛傳播，成為現代林業可持續發展的主要理論[15]。現如今影響較大的三種經營方法包括了由阿貝茨(P.Abetz)提出的弗萊堡方法[16](主要為定向擇伐，保留所需要的樹種，砍除干擾樹，無關樹任其生長，保證生態、經濟的協調發展)、巴伐利亞州林業主管部門發布的巴伐利亞方法[17](主要對達到胸徑指標的目標樹進行選擇性砍伐，保證目標樹的木材供應，同時對目標樹的樹齡進行調控，保證目標樹的合理更替)，以及由艾伯特(H.Ebert)提出的羅騰堡方法[18](基于樹木枝下高，保證目標樹位于主林層，且樹干通直、無分叉、無損傷等)。

2 近自然林業的經營模式

2.1 適地適種經營模式

近自然林業主要依據生態條件下自然植被的分布，選擇培育適宜的本土樹種，或選擇與當地環境相適應的非本土樹種進行人工培育栽培。對選擇的樹種進行單株撫育，采取修枝剪條、清除樹下雜草等措施，使其成為優勢樹種，并快速生長成林，對目標樹種生長不造成干擾的植物，可任其自由生長。適地適樹經營模式的主要措施包括林地選擇、改地適樹和改樹適地[19]。任建武等[20]按照適地適種的模式，根據北京淺山區立地類型的特點，篩選出26種適宜該地區不同立地類型的造林綠化植物，并合理配置，形成林地選擇與改樹適地相結合的配套模式，使近自然林經營在該地取得顯著效果。

2.2 樹種混交經營模式

研究表明，針闊混交林相對于單針葉或闊葉林具有更好的生態效益。原因是針葉與闊葉林的生長條件能夠形成互補，一般闊葉樹種屬喜光性植物，其樹冠高大，且分布在林冠的上層，而針葉林樹種屬于不喜光植物，生長需要一定的郁閉度，其樹冠多分布在下層，只需通過合理搭配，闊葉林樹種便能夠為針葉樹種提供適宜的郁閉度[21]。另外，闊葉林根系相對于針葉林一般分布更深，因此二者根系分布于不同的土壤層，避免了互爭水、肥的情況[22-23]。同時闊葉林具有更大的落葉量，為林下土壤提供豐富養分來源，從而保障森林土壤肥力的供應。另外，混交林相對于單一樹種的純林更為穩定，其原因還在于混交林樹種存在多樣性優勢，既發揮了優勢樹種的主導作用，又體現了次級樹種的互補作用。兩者互補生長有助于提高立地潛力，促進自然更新，進而提高生物多樣性，具有更穩定的生態功能和抵抗自然災害的能力[24]。

2.3 單株撫育與擇伐利用經營模式

單株撫育和擇伐管理方式的運用需依據森林不同樹種的年齡結構進行管理，這種經營管理方式既要保證森林木材的可持續產出，同時又不損害森林的生態功能。研究表明[24]，可根據森林的樹齡劃分森林的林齡和階段，一般以每20年作為一個階段，每個林齡階段應控制在一定的比例之內，在成熟的森林系統中，每個林齡階段的面積在10%～17%較為合適。森林在自然成熟過程中，隨著林齡增長，生產力不斷提高，但當林齡超過160年后，單位面積生產力反而開始下降，主要是由于樹木開始進入過熟期，生產力衰退。我國學者對青海云杉Piceacrassifolia天然林研究發現，該地區林分密度與樹木平均胸徑呈負相關[25]， 因此在森林管理過程中需對樹木的樹齡進行控制，保證森林樹齡面積在合理的范圍內。因此，可通過砍除老樹、保留幼樹的經營模式，保持森林系統最優的生長年齡結構，使其生態和經濟效益均保持在穩定、高效的狀態。

2.4 復層異齡經營模式

單層同齡純林因其樹種單一，生態功能低下，因此林分抗逆性差[25]，同時由于樹種年齡一致導致林分生產力持續力低，單層樹冠也會導致樹木光照利用率低。相反，復層異齡林由不同年齡結構的林木組成，形成多層樹冠層，光照利用率顯著提高，抗逆性增強，因此，復層異齡混交林的穩定性和健康程度顯著優于單層同齡純林。通過對樹種的選擇性砍伐利用，保留原次生植被，進而控制樹種的年齡，也可利用人工誘導、疏伐補植、漸進式樹種置換等方法，充實林分，形成異齡混交林[26]，保證單個樹種都具有合適年齡結構及組成，在保證樹種更新的同時又顯著提高了森林的可持續發展。另外，多林分的良性競爭也能夠促進森林的自然演替。

3 近自然經營模式在我國森林管理中的應用

隨著人們對可持續發展理念的普遍認同，我國更加重視對自然生態資源的管理和應用。人工生態林的建設是我國森林生態恢復和生態環境保護的重要方式[27]。而近自然林業理論是基于生態恢復、構建自然生態林，并在自然力的推動下使其自然發展，這與我國目前生態林業恢復與保護基本理念相符[28]；同時，我國地域遼闊，森林資源豐富，在保障森林生態功能的同時，也需追求相應的經濟效益。隨著近自然林理論及模式的發展和應用，我國通過適地適樹、建立混交林，調節森林年齡、林分結構等典型模式，建立可持續生態自然林，實現我國森林產業的良性發展[29-30]。

3.1 適地適樹建立生態林

在開展森林建設中，林地和樹種選擇以及其二者的相適應性尤為重要，近年來，通過適地適樹建立生態林的模式在我國森林管理和保護中得到廣泛應用。張文輝[31]研究指出，對于樹種選擇要保證樹種能夠適應林地環境，優先選擇本土優良樹種；而對于單一樹種森林，還應引入外地優良樹種，建立混交林；在選擇樹種時，應根據森林的主要用途和功能，如經濟林和生態林區分選擇。伍水平[32]通過對江西省樟樹市林地地形地貌、土壤結構分析和調查發現，大部分地區以紅壤丘陵為主，土壤易板結酸化，需要選擇適應性強的樹種，并結合樟樹市常年氣候分析，得出香樟CinnamomumbodinieriLevl.、馬尾松PinusmassonianaLamb.等樹種是當地最適宜的植樹造林樹種。陳玉玲[33]基于適地適樹模式，并利用決策樹CART算法，通過大量數據分析對近自然林經營過程中的適宜樹種進行算法選擇，獲得最佳組合。

3.2 改樹適地建立混交林

建立混交林是實現森林近自然經營的主要方式之一，通過不同樹種之間的優勢互補，促進林業的健康發展。孫毅兵[34]研究表明，可根據不同的地形、地貌采取不同的混交方式，如帶狀混交、塊狀混交、株間混交和無序混交，而對于混交樹種的選擇不局限于喬木，還包括喬灌混交和綜合混交。借鑒德國的目標樹經營法，郭詩宇等[35]基于湖北實際情況，以主林層樹木平均胸徑和林分郁閉度作為是否采用目標樹經營法的衡量指標，選擇主林層平均胸徑10 cm，林分郁閉度0.8作為節點，對目標樹進行標注。樹種每增長3 cm或每隔5年進行一次經營決策，對目標樹進行選擇，砍除干擾樹，經過多次擇伐后將林分改造為復層異齡混交林，可形成永久性森林。張二亮[36]在河北省木蘭林區試驗的目標樹經營模式同樣表明，通過選定目標樹，砍除干擾樹、對目標樹撫育擇伐等方式，可實現復層異齡混交林的建立。

4 近自然經營模式應用于我國森林管理的改進建議

綜上所述，基于近自然林經營理念，以森林質量提升和森林生態系統恢復為目的，我國在探索近自然森林經營技術和模式方面取得了一定成效，但在理論和實踐中還存在不足，森林資源保護工作還有待提高[37]，主要表現為培育樹種過于單一易導致森林病蟲害發生和樹木存活率降低。這與德國初期的林業發展極其相似，為促進我國近自然林業健康發展，優化近自然林經營管理模式，仍需在以下方面做出改進。

1) 優化人工林結構，針闊葉樹種搭配種植，提高混交林比重，適當選擇針闊樹種混交，建立人工復層結構林，加大自然光照的利用率等，增加森林健康指數。

2) 采用科學經營模式，適時對林中培育樹種進行單株撫育和管理，控制并優化林分的樹齡結構，使其保持高增長速率，對樹齡和胸徑達標樹種，可進行選擇性砍伐，提高林業生產力。

3) 按功能對人工林分類管理，對以生態防控為主的人工林應降低砍伐力度和頻次，以自然發展為主；而對以生產為主的經濟型林地，應根據樹齡結構組成，進行選擇性砍伐，調整冠層，增加光、熱效應，提高生產力。

4) 合理應用適地適樹原則，開展原生林林分結構、郁閉度指標的實地調查和測定，選擇合適的目標樹種和林型，制定合理的參考指標，對林分結構進行改造。