國(guó)內(nèi)低效林研究概述

宋傳生，龍啟德，蔡 磊，趙 華 (貴州省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，貴州貴陽550003)

低效林是受人為因素直接或間接影響，森林系統(tǒng)功能退化或喪失，導(dǎo)致森林生態(tài)功能、生物總量等顯著低于相同立地條件下平均水平的林分。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)低效林分布廣泛，低效林改造成為森林經(jīng)營(yíng)的重要課題。該文對(duì)近年來國(guó)內(nèi)的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了匯總分析，以便為深入研究低效林改造提供參考。

1 低效林定義

低效林是在長(zhǎng)江中上游防護(hù)林工程建設(shè)實(shí)踐中提出的概念，最初指低效防護(hù)林。隨著林業(yè)的不斷發(fā)展，與低效林有關(guān)的概念性名詞不斷增多，如“三低林”(低產(chǎn)林、低質(zhì)林、低效林)、低質(zhì)低效林、低產(chǎn)低效林、低質(zhì)低產(chǎn)林等。低效林經(jīng)歷了概念從多而雜到統(tǒng)一、內(nèi)涵由生態(tài)效益低的防護(hù)林?jǐn)U展到綜合效益(經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益、社會(huì)效益)低的林分的發(fā)展過程。

通過對(duì)低效林的研究，不同學(xué)者給出了各自不同的概念［1－3］，但這些概念之間差異較小，其內(nèi)涵基本一致。通過對(duì)這些概念的總結(jié)概括，低效林可以被定義為由于受到強(qiáng)烈的非自然因素干擾破壞，林木生長(zhǎng)發(fā)育衰退，林分結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性失調(diào)，林分系統(tǒng)自調(diào)機(jī)能和防護(hù)功能(如保持水土能力)退化或喪失，林分生物產(chǎn)量、生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益低于同類立地條件下平均水平的林分。周立江［3］對(duì)低效林的定義成為了國(guó)家林業(yè)局于2007年發(fā)布的《低效林改造技術(shù)規(guī)程LY/T 1690－2007》中低效林概念的直接依據(jù)。

2 低效林評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)

在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中，為了確定需要改造的林地，首先應(yīng)制定低效林標(biāo)準(zhǔn)，被評(píng)判為低效的林地才有改造的必要和價(jià)值。低效林的評(píng)判應(yīng)當(dāng)以森林立地生產(chǎn)力和森林功能的正常水平為標(biāo)準(zhǔn)，通過立地質(zhì)量評(píng)價(jià)，對(duì)于顯著低于立地生產(chǎn)力及功能效益正常水平指標(biāo)的林分可以確定為低效林［3］。

2007年，國(guó)家林業(yè)局發(fā)布了施用于全國(guó)范圍的《低效林改造技術(shù)規(guī)程LY/T 1690－2007》，該規(guī)程中提出了低效林的通用標(biāo)準(zhǔn)、生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)，符合通用標(biāo)準(zhǔn)的林地被評(píng)定為低效林，而符合生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)的林地則分別被評(píng)定為低效防護(hù)林和低質(zhì)低產(chǎn)林［4］。由于中國(guó)不同地區(qū)的地理差異較大，不同地理?xiàng)l件下的森林功能和效益也有較大差異，因此各地應(yīng)在符合國(guó)家低效林標(biāo)準(zhǔn)的條件下，制定適用于不同地區(qū)、不同地貌或不同地區(qū)地貌中不同樹種的更為細(xì)致的低效林標(biāo)準(zhǔn)和改造規(guī)程，如《太行山低質(zhì)低效林判定標(biāo)準(zhǔn)》《貴州烏江中游地區(qū)低效林類型和劃分標(biāo)準(zhǔn)制定》《低效生態(tài)公益林改造技術(shù)規(guī)程》等［5－7］。

3 低效林分類研究

為了更好地對(duì)低效林進(jìn)行改造，需將低效林分類，再針對(duì)不同的低效林采用相應(yīng)合理的改造措施。對(duì)低效林準(zhǔn)確細(xì)致的分類應(yīng)根據(jù)不同區(qū)域尺度和不同林分，并采用相應(yīng)合理的分類指標(biāo)。曾思齊和歐陽君祥等［8－10］通過對(duì)坡向、坡位、土壤和土層厚度等幾種立地因子的分析，把低質(zhì)低效的云杉林、馬尾松林和櫟林劃分為生長(zhǎng)潛力型、低質(zhì)型、極低質(zhì)低效型和綜合低質(zhì)低效型。胡庭興［11］以植被覆蓋度、坡位、坡度和人為影響程度等為主要因子，將三江流域的低效林被劃分為3個(gè)林型組，6個(gè)林型亞組，12個(gè)林型和24個(gè)改造型。林杰等［12］以蘇南山丘區(qū)銅山林場(chǎng)低質(zhì)低效杉木林為研究對(duì)象，通過建立綜合等級(jí)判別函數(shù)將低質(zhì)低效杉木林劃分為3個(gè)等級(jí)，并在分析林分質(zhì)量效益因子的基礎(chǔ)上，提出了劃分杉木林的技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在Arcview軟件支持下使低質(zhì)低效林的分類結(jié)果可視化，時(shí)空特征清晰可見，克服了傳統(tǒng)分類方法的空間不確定性。

4 低效林成因研究

低效林的成因可以歸結(jié)為非人為因素、人為因素和綜合因素。通常，非人為因素中的立地因子是低效林形成的先天因素，人為因素是低效林形成的決定性因素，而綜合因素最終促成低效林的形成。

4.1 低效林形成的非人為因素

4.1.1 立地條件。導(dǎo)致低效林形成的最主要立地條件是土壤和水分因子。土壤和水分是植物賴以生存的基礎(chǔ)，肥沃的土壤和適宜的水分條件可使植物健康生長(zhǎng)，否則易導(dǎo)致低效林的形成。

巖石是土壤形成的母質(zhì)，巖石的性質(zhì)決定了其上發(fā)育土壤的生理生化性質(zhì)。易被侵蝕、松散和貧瘠的土壤上極易形成低效林，如四川三江流域低效林的形成就是由于該地紫色砂頁巖發(fā)育的紫色土結(jié)構(gòu)松散而易被水解溶蝕、養(yǎng)分缺乏加之嚴(yán)重流失導(dǎo)致的［14］。而四川隆昌縣馬尾松低效林的形成也是由于其生長(zhǎng)繁殖的土壤結(jié)構(gòu)差、質(zhì)地黏重、耕性不良、養(yǎng)分貧瘠導(dǎo)致的［15］。內(nèi)蒙古通遼地區(qū)楊樹低效林的形成也是由土壤和水分條件不良導(dǎo)致的，因?yàn)檫|通地區(qū)的沙質(zhì)土壤保水保肥能力差，水分流失嚴(yán)重導(dǎo)致楊樹逐漸枯死。另外，黃土高原地區(qū)干旱條件導(dǎo)致林木蒸騰耗水量過快過大，土壤中的水分得不到補(bǔ)充而板結(jié)，林木根系嚴(yán)重缺水導(dǎo)致該地區(qū)刺槐低效林的形成［2］。

巖石、海拔和坡度等也是低效林形成的因素，但它們通常通過土壤和水分發(fā)揮作用。如在地勢(shì)低洼的地方容易積水而導(dǎo)致木麻黃低效防護(hù)林的形成［16］。坡度較大的地方水土流失也易形成低效林，而山底部、山溝等地土壤肥厚則不易形成低效林。

4.1.2 生物和自然地質(zhì)災(zāi)害。生物和自然地質(zhì)災(zāi)害主要有有害植物入侵、病蟲害、鼠害、大風(fēng)、冰雪、偶發(fā)性的高溫和低溫、地震、泥石流等，這些因素在一定條件下都有可能給森林帶來重大破壞。如紫莖澤蘭的入侵能夠阻斷初期云南松林的形成，并且通過影響云南松林中其他伴生樹種的生長(zhǎng)更新而導(dǎo)致林分結(jié)構(gòu)單一，最終形成云南松低效林［13］。病蟲害不是導(dǎo)致低效林形成的最初和直接原因，林分的穩(wěn)定性和抗逆性降低時(shí)病蟲害才會(huì)成災(zāi)，如在四川隆昌縣林分的“倒生長(zhǎng)”就是這樣形成的［15］。大風(fēng)大雪對(duì)林地的嚴(yán)重破壞也需要一定條件，當(dāng)林分密度和林木高徑比過大及樹干纖細(xì)時(shí)，容易受大風(fēng)大雪的破壞而發(fā)生倒伏［17］。

4.2 低效林形成的人為因素 低效林是由于森林退化形成的，而人類無節(jié)制的破壞是森林退化最主要和最直接的原因［3］，所以人為因素是低效林形成的決定性因素。

森林尤其是天然林是在漫長(zhǎng)的過程中逐漸形成的相對(duì)穩(wěn)定平衡的生態(tài)系統(tǒng)。在過去的很多年里，人類對(duì)森林無節(jié)制無規(guī)劃的亂砍濫伐破壞了森林生態(tài)系統(tǒng)的平衡，導(dǎo)致森林朝惡性方向發(fā)展，林相殘破，林分結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，森林的固土保水能力明顯減弱，水土流失嚴(yán)重，林木生長(zhǎng)逐漸衰弱，森林的抗干擾能力下降，這種惡性循環(huán)最終導(dǎo)致低效林的形成。另外，人類活動(dòng)導(dǎo)致的森林火災(zāi)也是低效林形成的重要原因。

低效人工林形成的原因主要有造林規(guī)劃設(shè)計(jì)不合理、缺乏經(jīng)營(yíng)管理或經(jīng)營(yíng)管理不當(dāng)?shù)?。造林?guī)劃時(shí)不合適的造林選址，如在立地條件很差的區(qū)域造林，造林后無論如何經(jīng)營(yíng)管理，最終會(huì)導(dǎo)致低效林形成，如內(nèi)蒙古通遼地區(qū)的楊樹低效林。在立地條件良好的條件下，造林為樹種單一的純林，樹種選擇不合理(未適地適樹和種植非鄉(xiāng)土樹種)，種植密度不當(dāng)?shù)染菀桩a(chǎn)生低效林。樹種單一的純林很容易大面積遭受蟲害，如美國(guó)白蛾對(duì)楊樹純林的破壞。種植非鄉(xiāng)土樹種和未適地適樹會(huì)導(dǎo)致林木生長(zhǎng)不良。種植過密而又不間伐不但會(huì)導(dǎo)致樹木高徑比過大而遭受大風(fēng)大雪的破壞［17］，還會(huì)導(dǎo)致林內(nèi)地表無灌草叢生長(zhǎng)而易水土流失［11］。另外缺乏經(jīng)營(yíng)管理和經(jīng)營(yíng)管理不當(dāng)主要有缺少補(bǔ)植補(bǔ)造、撫育不及時(shí)或不撫育。如天然更新或人造云南松低效林就是由于撫育不及時(shí)使得云南松在光照競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)而逐漸形成的［13］。在國(guó)內(nèi)不合理的經(jīng)營(yíng)管理模式中，“砍大留小”“伐優(yōu)留劣”“拔大毛”等模式的逆向選擇采伐和過度采伐都是導(dǎo)致低效林形成的重要原因［13，18］。

4.3 低效林形成的綜合因素 通常，低效林的形成不是單一的非人為因素或人為因素造成的，而是由多種因素共同作用的結(jié)果，不同條件下低效林形成的決定性因素可能不同，但絕大多數(shù)情況下，人為因素是低效林形成的決定性因素。林傳鳳［16］在分析木麻黃低效防護(hù)林成因時(shí)指出，林地土壤是木麻黃低效林形成的決定性因素。這種成因分析可能是不恰當(dāng)?shù)?，未遵循適地適樹原則和經(jīng)營(yíng)管理不當(dāng)才是木麻黃低效防護(hù)林形成的關(guān)鍵因素，而土壤因素只是潛在因素。低效林成因分析的最終目的是為了更好地改造低效林，抓住關(guān)鍵因素的低效林改造才能更好更快的進(jìn)行。

5 低效林改造的必要性

低效林已不具備良好的生態(tài)效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，低效林中的樹木大多長(zhǎng)勢(shì)較弱，依靠自然更新可能需要十分漫長(zhǎng)的過程。而大量的研究表明，科學(xué)合理的改造能使低效林的生態(tài)效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益朝著健康的方向發(fā)展［19］。

6 低效林的改造措施

低效林改造應(yīng)根據(jù)低效林形成的不同原因和低效林的不同類型采取相應(yīng)合理的措施。改造應(yīng)本著遵循自然規(guī)律和模擬自然林分的原則進(jìn)行，對(duì)于立地條件很差的低效林，應(yīng)完全封禁，停止一切人類活動(dòng)。對(duì)于立地條件良好且在較短時(shí)間內(nèi)能恢復(fù)的低效天然林，應(yīng)采取封山育林或補(bǔ)植補(bǔ)造措施以恢復(fù)其正常的抗干擾能力。對(duì)于立地條件良好，受人類破壞很大且在短時(shí)間內(nèi)難以自然恢復(fù)的低效林，可以砍伐后人工造林。對(duì)于密度過大的低效人工林，可以采取撫育間伐的改造方式，間伐應(yīng)去劣留優(yōu)，保留的林木應(yīng)當(dāng)分布均勻且有良好的光照、水分等條件以便達(dá)到優(yōu)質(zhì)、速生、豐產(chǎn)的目的。對(duì)于低效單一純林，可以通過營(yíng)造混交林改善樹種結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，如廣西蒼梧縣低效馬尾松、濕地松純林在通過異齡混交荷木、大葉櫟等闊葉樹種的改造措施后，林地土壤養(yǎng)分含量提高，土壤物理性質(zhì)得到改善，水分狀況和滲透性能也得到了顯著提高，因此馬尾松和濕地松的生長(zhǎng)也得到不斷改善［20］。

低效林的形成和改造恢復(fù)正常都是漫長(zhǎng)的過程，除了采用合理的技術(shù)措施外，還應(yīng)采取科學(xué)有效的人為管理措施，如政府相關(guān)部門進(jìn)行行政干預(yù)、制定規(guī)章制度、對(duì)林農(nóng)進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)、制定法律規(guī)章制度、采取獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰措施等。由于森林尤其是防護(hù)林在涵養(yǎng)水源、保持水土、防風(fēng)固沙、改善氣候以及維護(hù)國(guó)家或地區(qū)生態(tài)安全方面發(fā)揮著重要作用，因此低效林的改造關(guān)系著國(guó)家和人民的重大利益，低效林改造極其必要，需要政府、生態(tài)環(huán)境、林業(yè)等相關(guān)部門以及全社會(huì)的共同參與和努力。

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