多功能人工林经营模式研究

1多功能人工林经营是社会发展的必然趋势

1.1社会层面

我国作为人工林最多的国家，虽然经过多年实践，人工林发展取得了一定的成就，但传统的人工林经营逐渐出现林分稳定性差和经济效益低下等诸多问题，而且人工林发展的技术、经济保障和社会认知等方面还存在着制约因素。当前我国林业正处于从绿化造林向提高森林质量经营阶段的转型期。由于因外界干扰和立地条件造成的大量低质低效人工林需要有经营技术的科学指导，多功能人工林经营模式成为新的发展需求。所以选择国内急需，地方特色鲜明，林地条件优越，科技支撑优良，林龄阶梯合理的中、近熟林分，建设典型多功能人工林模式已经成为当今社会发展对森林经营的要求。

1.2经济层面

从经济层面来说，人工林经营的出发点是降低林分更新成本，以自然更新代替人工补植，但这有可能增加抚育费用和延长采伐时间。资金投入和林分结构等改造要素既要在人工林经营中得到合理配置，还要权衡长期经营的成本和收益。例如，木材供应缺口日益增大，到2020年我国木材消费总量将提高到4.57亿～4.77亿m3，供应缺口将长期保持在1亿～1.5亿m3。巨大的需求缺口、进口的不确定性和价格攀升影响了林业经济发展和林农的就业形势。通过提高多功能经营技术，发挥森林的多重效益和功能，统筹安排用材林和林产品用地，最大限度地满足经济发展对木材及林产品的需求，也是绿色增长的低能耗节约理念的具体要求。

1.3技术层面

森林经营的技术关键在于要以森林的自然机理为根据，目标是在保持林分稳定性、林地生产力和森林生态环境的基础上实现最大化的森林数量和质量生长，提出针对不同功能目标的人工林经营技术。在多功能林业发展背景下，基本理念是将树种选择、经营指标和主要作业技术要素组织到经营模式中，结合人工林发展模式的功能要求，设计出森林发展进程和期望达到的森林目标状态，为经营者呈现森林概观、发展目标、树种比例、混交类型和近期营林措施，实现森林经营结构和特定功能的长期目标。

2多功能人工林经营模式

目标多功能森林经营模式主要体现在3个方面:1)追求最大化的林分数量和质量生长指标，维持林地生产力，实现生产可持续;2)以木材生产为主导的多种服务功能并行，保持环境景观和生态服务功能，维护生态系统的完整性;3)发挥人工林碳汇功能，应对全球气候变化。因此，考虑到森林经营的长期性和复杂性，这3个方面是多功能森林经营模式的设计目标。

3多功能人工林经营模式内容

多功能人工林经营模式是以主导功能目标和立地环境确定林分发展类型和作业方法，根据目标林相、演替阶段划分、树种混交度确定、生产目标和抚育性经营措施的设计，通过树种配置和混交方式产生各种不同的人工林结构，制定相应的营林措施。经营目标、树种组成和近期经营措施是模式设计的核心内容:1)经营目标是通过混交伴生树种的互生关系来改善和维持林分生长力和稳定性，强调混交树种的生长过程及演替阶段，按照不同纯林、混交林和主林层退化林分等具体情况来制定经营模式。2)树种组成以适应立地的乡土树种为主，考虑混交树种的组成、演替阶段、生长过程、立地条件和环境需求;如果引进外来树种，原则是引入树种能实现持续的天然更新。3)经营措施以镶嵌式小面积皆伐作业改造和延长轮伐周期来改变传统的单一皆伐作业措施。以小径材、干材和优质材等3类材种确定可能达到的目标直径和生产周期，木材收获指标不再是年龄，而是用“目标直径”来决定目标树是否采伐和采伐周期的长短。

4多功能人工林经营作业模式

森林作业法被定义为根据经营目标和林分特征，从森林的建立、培育到采伐全部生产过程所采用的一系列技术措施的综合，是森林经营管理最重要的业务内容。作业模式是根据森林发展类型的树种特征(耐阴性和速生性等)、经营特征(功能类型)和生长环境特征(群落生境和立地条件)开展的作业技术设计，按功能类型确定作业法，执行抚育采伐或补植等具体作业规划和技术要素说明。不同的作业模式代表不同的经营强度和经营林分的近自然度，实质上是人与森林关系的一种权衡决策。本文主要对同龄林经营、相对同龄林经营和异龄林经营模式进行讨论。

4.1同龄林经营模式

同龄林的经营模式是镶嵌式小面积皆伐作业，目标是减少皆伐面积，采伐面积一般不超过1hm2。在坡度平缓、土壤情况良好的地方可适当扩大面积，但不超过5hm2。主伐作业视立地条件、市场状况或灾害因素等情况可延长到35年前完成，增加抚育次数到3～4次，延长轮伐期5～10年，适当提高终伐直径(35cm)，待采伐块更新后的幼林开始郁闭时，即可进行保留采伐。该模式适用于立地条件好、地势平坦的地区，利用速生树种的生长能力不断调整林分结构，在促进林分生长的同时维持稳定性。速生树种的林分结构近自然度低，以木材生产为主导功能，以皆伐为采伐方式，可提高作业效率，但林产品种类单一且价值较低。

4.2相对同龄林经营模式

该模式是针对林分内林木之间的年龄相差不超过1个龄级的相对同龄林设计的，这种林分是具有早期庇荫生长能力且能形成优势物种群落的速生阔叶树种。作业法对应渐伐作业法，由疏伐、下种伐、透光伐和除伐4次作业构成。通过均匀地采伐主林层林木，使林下植被逐步得到光照条件而促进更新，形成异龄林下能自我更新生长的阔叶树，实现林分可持续覆盖。在经营周期内以择伐作业措施收获一定量的木材产品。这种经营模式要点是:首先在整个经营周期内保证上层优势木的稳定生长空间，直到后续更新(无论是天然更新还是补植更新)林木进入主林层为止;其次，伐除干扰木，通过补植目标树种促进林下更新;最后，在前2次改造作业之后调整林分的径级结构。该经营模式的优势在于通过实现主林层的持续覆盖而发挥生态服务功能，并节约种苗培育和整地造林的人工费用，集中投入在开展3次间伐精细作业技术和设备方面，以提升林业资源价值和经营技术水平。

4.3异龄林经营模式

该模式的作业法主要以择伐为主，以人工林生态服务功能为主导，实现人工林经济价值和生态价值的产出。异龄林林分的近自然度较高，需要低强度的林分作业。对于成熟林，采伐后选择乡土阔叶树种营建成地带性乡土阔叶纯林或混交林。对于未成熟的林分，视林分整体状况而定。如果林分生长良好，按纯林模式进行经营，待成熟主伐后第2代再营造乡土阔叶林，逐步导向混交林;如果林分主林层严重退化，且主要原因是主林层树种由外来树种组成、不能适应当地的环境条件、林木生理老化的速度加快而提前停止生长，应适度间伐(每公顷保留300～450株)，伐后套种乡土树种，经营目标应该放在培育第2代林木的定向抚育、促进天然更新和补植造林等计划上，导向多树种、多层次的异龄林结构。

5多功能人工林经营模式应用案例

下面以南亚热带杉木人工林和海南木麻黄海防林2种典型人工林不同功能目标制定发展类型设计为例介绍多功能人工林经营模式。这2类人工林的乔木树种组成和结构存在着明显差异，在设计经营模式时应采取有针对性的营林方式。

5.1杉木—米老排—木荷中径材发展类型设计

5.1.1林分现状

林分为南亚热带杉木(Cunninghamialanceolata)片状纯林。由于片面追求速生丰产，提倡密植、纯林和短轮伐期等，造林规模不断扩大，人为干扰强度和频度不断加强，导致大面积的杉木人工林生产力下降、地力衰退，林分中不均匀地分布着零散的单株或群状阔叶树。林隙中有少量天然更新和演替伴生树种，大面积米老排下木和更新幼树。随着天然更新的持续，林分混交比例开始改变，杉木和其他阔叶树的镶嵌结构和发展阶段可能发生变化，需要引入乡土树种以实现混交阔叶林的异龄化改造。

5.1.2设计意义

针对杉木纯林导向混交林的经营设计，以杉木为主要树种，打破人工林经营的多代连茬经营方式，与乡土速生阔叶树种混交，形成具有木荷等伴生树种的混交类型，重点在培育下一代更新层的改造模式。木荷是良好的耐火和用材树种，米老排作为喜光树种能在杉木纯林内快速生长，其落叶量较大，兼顾发挥土壤改良的功能，最终建立异龄、多层次混交林。

5.1.3经营目标

以杉木为发展目标的纯林经营模式的目标是增加混交或伴生树种，在海拔较低(＜350m)、地势平缓(＜10度)、土壤条件较好的赤红壤区发展以木材收获为主导、兼顾景观和生态效益的复合经营模式，提高抚育措施的针对性，在保证地力稳定的情况下提高人工林木材产量，发挥伴生树种的生态功能。在条件一般的立地上培育中径材用材林，预期混交比例为杉木6∶米老排3∶木荷1，目标直径大于26cm，生长周期20～24年。

5.1.4近期作业措施

属于同龄林经营模式，该经营模式的主要目标是减少皆伐面积，实行镶嵌式小面积皆伐，采伐面积一般不超过1hm2，采伐后补植阔叶树种，营建成地带性乡土阔叶纯林或混交林，主伐方式以群团状择伐为主，伴生树种的初植密度为3300株/hm2。

5.2木麻黄—马占相思—苦楝防护兼用材林发展类型设计

5.2.1林分现状

林分为热带沿海防护林带的木麻黄(Casuarinaequisetifolia)纯林，生长在距海边200m内土壤条件较差的砂岩地上，具有海岸防护功能。由于木麻黄的化感作用，凋落物在林下长时间不能分解，在土壤养分归还受阻的同时严重影响其他树种的萌芽和生长。另外，全垦机耕的造林方式和恶劣的环境条件加剧了土壤结构和种子库的破坏，林地生产力的下降和种子库资源的匮乏导致生物多样性降低，海岸森林生态系统的稳定性和抵御自然灾害能力也降低，林分退化十分严重。

5.2.2设计意义

木麻黄人工林因树种单一、结构简单，虽然能发挥海岸防护作用，但其生态效益如改良土壤的作用较小，导致林分土壤枯落物分解及物质循环不良。由于马占相思(Acaciamangium)的落叶量大且富含蛋白质，能促进土壤微生物繁衍，改善林下枯落物分解状况，提高土壤肥力。通过引入生态特性不同的马占相思与木麻黄混交，加速海岸带群落(生物量积累、土壤养分、凋落物分解、林下植被多样性等)的恢复。

5.2.3经营目标

形成木麻黄与马占相思混交的主林层，提高海防林的护岸功能，通过马占相思的大量落叶增加沙土腐殖质，改善土壤。虽然马占相思不耐海风侵蚀，但能在木麻黄林下生长和改良土壤，形成互利的种间效应。林下套种相思等可采用行间或小块状混交的方式，木麻黄与相思混交比例为70%～80%。用苦楝作为伴生树种进行补植，以株行间和带状混交为宜。目标直径为35cm以上，采用小面积皆伐作业和目标树抚育经营，保证生长量在10～12m3/hm2。

5.2.4近期作业措施

该经营模式采用相对同龄林经营，保证上层优势木的稳定生长空间，发挥海防林功能;伐除干扰木，促进林下生长;对木麻黄林以相同比例采用带状混交模式林下套种马占相思，1年后按照带状、块状套种乡土树种如苦楝，期间保持3年的补植幼树作业，进行目标树的标记和干扰树的伐除，保证优势个体的生长。

6结论

本文以“发展类型”理念的多功能森林经营模式，根据主导功能和立地环境确定林分发展类型和作业措施，能成为多功能林业探索道路上的一种有效可行的思路。尤其是自2015年起我国将开始实施重点国有林区全面停止天然林商业性采伐的战略，这就对人工林经营提出了新的经营技术要求。对人工林经营单位和经营者而言，以森林发展类型的形式在多功能经营中具有明确的导向性，利于多目标的表达和作业法的实施。这不仅能革新经营技术，加强森林经营单位与政府部门组织的技术推广，在明确森林经营目标的同时又能切实考虑到社会、经济和生态效益。由于立地条件及经营组织方式等因素的影响，不同人工林的模式设计差别很大。因此要求模式森林设计的内容具体而精细，要具体到每个经营小班、山头地块，树种选择和林学参数要精细到实施作业法的每一个关键环节。只有通过采用成本与收益兼顾的技术模式保证人工林经营的可持续性为前提，提升经营者和利益相关者对多功能经营效益的认知，才能保障经营技术的合理规划和科学实施。

作者:姜俊 陆元昌 谢阳生 刘宪钊 邢海涛 单位:中国林业科学研究院资源信息研究所