多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新解決森林低效益問(wèn)題華南植物園獲獎(jiǎng)項(xiàng)目讓南方人工林提質(zhì)增效

文/路平 圖由中國(guó)科學(xué)院華南植物園提供

多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新解決森林低效益問(wèn)題華南植物園獲獎(jiǎng)項(xiàng)目讓南方人工林提質(zhì)增效

文/路平 圖由中國(guó)科學(xué)院華南植物園提供

【編者按】

南方人工林是我國(guó)重要的森林資源。南方人工林是華南地區(qū)大氣、生物和水資源可持續(xù)利用的基礎(chǔ)保障。廣東生態(tài)公益林中人工林占74%，當(dāng)前廣東的人工林存在著種類(lèi)單一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗逆性差，以及地力衰退、生產(chǎn)力和生物多樣性低，質(zhì)量差等突出問(wèn)題，華南植物園獲獎(jiǎng)項(xiàng)目組提出了建立人工林經(jīng)營(yíng)大型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、評(píng)價(jià)人工林傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)管理措施、研發(fā)人工林提質(zhì)增效關(guān)鍵技術(shù)及開(kāi)展優(yōu)良樹(shù)種和優(yōu)化模式示范推廣的總體思路。

走進(jìn)位于珠三角西部的佛山高明云勇森林公園，一片片的松樹(shù)林、桉樹(shù)林、杉木林形成了鮮明的對(duì)比——改造后的森林郁郁蔥蔥，生機(jī)勃勃，滿(mǎn)眼青翠；未經(jīng)改造的則略顯枯黃，逐步退化。這是中國(guó)科學(xué)院華南植物園、廣東省林業(yè)科學(xué)研究院在實(shí)施“南亞熱帶典型林分提質(zhì)增效關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”過(guò)程中，在云勇森林公園對(duì)照試驗(yàn)所產(chǎn)生的結(jié)果。項(xiàng)目組針對(duì)華南地區(qū)大面積的荒坡、低效林和疏殘林進(jìn)行科學(xué)恢復(fù)和改造，提高林地生產(chǎn)力和生物多樣性，建立了優(yōu)質(zhì)、高效、持續(xù)穩(wěn)定的森林生態(tài)系統(tǒng)。相關(guān)成果也榮獲2015年度廣東省科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)。

云勇森林公園森林經(jīng)提質(zhì)增效改造后的現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家現(xiàn)場(chǎng)考察

南方人工林種類(lèi)單一效益低

南方人工林是我國(guó)重要的森林資源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)人工林面積6900萬(wàn)公頃，其中南方人工林占46%。森林生態(tài)系統(tǒng)有著較高的生產(chǎn)力，生態(tài)系統(tǒng)的功能過(guò)程復(fù)雜多樣并有著非常高的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，是華南地區(qū)大氣、生物和水資源可持續(xù)利用的基礎(chǔ)保障。廣東地區(qū)主要以丘陵為主，綿延的熱帶亞熱帶森林被稱(chēng)為“北回歸線上的明珠”，生物多樣性高，但因?yàn)闅夂蜓谉釢駶?rùn)，物質(zhì)循環(huán)很快，植被一旦被破壞，土壤很快退化，且難以快速恢復(fù)。

據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人傅聲雷研究員介紹，廣東生態(tài)公益林中人工林占74%，并多為桉屬、相思屬、松屬等單一樹(shù)種的純林。因此，當(dāng)前廣東的人工林存在著種類(lèi)單一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗逆性差，以及地力衰退、生產(chǎn)力和生物多樣性低，質(zhì)量差等突出問(wèn)題，林木的蓄積量低于世界平均水平?！鞍l(fā)展合理的人工林經(jīng)營(yíng)管理技術(shù)并推廣應(yīng)用，增強(qiáng)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，具有重要的科學(xué)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義?！?/p>

由此，項(xiàng)目組也提出了建立人工林經(jīng)營(yíng)大型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、評(píng)價(jià)人工林傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)管理措施、研發(fā)人工林提質(zhì)增效關(guān)鍵技術(shù)及開(kāi)展優(yōu)良樹(shù)種和優(yōu)化模式示范推廣的總體思路。其目標(biāo)是構(gòu)建森林質(zhì)量提升模式，提高森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。

創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，研發(fā)出多項(xiàng)新技術(shù)

項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，也實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)創(chuàng)新。一方面，項(xiàng)目組創(chuàng)建了人工林經(jīng)營(yíng)大型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，開(kāi)展了“多樣性梯度實(shí)驗(yàn)”、“水平生態(tài)位實(shí)驗(yàn)”及“垂直生態(tài)位實(shí)驗(yàn)”，引領(lǐng)了中國(guó)森林生態(tài)學(xué)野外控制實(shí)驗(yàn)研究，推動(dòng)了“林業(yè)高新示范區(qū)”的建設(shè)，促進(jìn)區(qū)域林業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)也吸引了300多位國(guó)內(nèi)外科學(xué)家前來(lái)參觀交流，并進(jìn)行合作研究。

同時(shí)，通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，項(xiàng)目組也揭示了人工林傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)措施的弊端。傅聲雷表示，他們研究發(fā)現(xiàn)，“純林”種植容易導(dǎo)致土壤酸化、物種更新困難；傳統(tǒng)的“刀耕火種”會(huì)造成有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分流失，損害生物區(qū)系；而“砍雜”造林也會(huì)降低土壤生物多樣性，減緩凋落物分解和養(yǎng)分歸還。由此，項(xiàng)目組研發(fā)出4 項(xiàng)人工林提質(zhì)增效新技術(shù)。其中，“去化感促定植技術(shù)”主要是去除凋落物，提高幼苗建立率；而物種多樣性，促進(jìn)樹(shù)木生長(zhǎng)，減少養(yǎng)分流失。

此外，項(xiàng)目組研發(fā)了2項(xiàng)人工林生態(tài)效益評(píng)估新技術(shù)及Ⅲ級(jí)復(fù)合權(quán)重的樹(shù)種綜合評(píng)價(jià)技術(shù)。傅聲雷說(shuō)，他們發(fā)明的“水驅(qū)原位根系呼吸測(cè)定技術(shù)”，不需要電或其它能源，在野外可方便簡(jiǎn)單地直接測(cè)定根系呼吸；而發(fā)明的“樹(shù)干皮層光合作用測(cè)定技術(shù)”，也有助于更準(zhǔn)確評(píng)價(jià)森林碳匯功能。項(xiàng)目組通過(guò)對(duì) 96 個(gè)樹(shù)種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，篩選出了醉香含笑、灰木蓮、木荷、紅錐、藜蒴、尖葉杜英、紅花荷、米老排等 16 種可用于低效林林分改造、值得推廣的優(yōu)良闊葉鄉(xiāng)土樹(shù)種。通過(guò)林分改造，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及效益進(jìn)一步提高。其中，針葉林改成闊葉混交林，每年每公頃價(jià)值增加0.599萬(wàn)元；桉樹(shù)林改成鄉(xiāng)土闊葉林，每年每公頃價(jià)值增加5.164萬(wàn)元，累計(jì)示范推廣面積100萬(wàn)畝，累計(jì)繁育苗木4951萬(wàn)株，總產(chǎn)值43億元。

項(xiàng)目組成員在學(xué)術(shù)會(huì)議上進(jìn)行交流

提質(zhì)增效模式逐步推廣應(yīng)用

項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，發(fā)表論文42篇（其中SCI論文20篇），出版專(zhuān)著2部，培養(yǎng)博士6名，碩士4名，獲授權(quán)專(zhuān)利4件。經(jīng)專(zhuān)家鑒定，項(xiàng)目組創(chuàng)建的大規(guī)模、多處理、多重復(fù)人工林經(jīng)營(yíng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，屬于國(guó)內(nèi)首創(chuàng)、國(guó)際領(lǐng)先；集成了典型林分改造的復(fù)合權(quán)重樹(shù)種綜合評(píng)價(jià)、去化感促定植、林隙調(diào)控促定居、苗木定向培育技術(shù)等，整合“基礎(chǔ)研究—技術(shù)研發(fā)—示范推廣”于一體，為低效人工林提質(zhì)增效提供了理論依據(jù)和示范樣板。研究成果整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，其中在野外森林生態(tài)控制實(shí)驗(yàn)研究建設(shè)上處于國(guó)際領(lǐng)先水平。

目前，項(xiàng)目成果已在廣東鶴山、梅州、珠海、佛山、中山等地區(qū)累計(jì)示范推廣面積100.1萬(wàn)畝，繁育優(yōu)良鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)種4951萬(wàn)株，成果總價(jià)值達(dá)43億元，其中新增經(jīng)濟(jì)效益7.3億元，生態(tài)效益34.4億元，社會(huì)效益1.6億元。所建立的低效林提質(zhì)增效模式也在我國(guó)南方地區(qū)推廣應(yīng)用。其中，項(xiàng)目組指導(dǎo)中國(guó)林科院、江西農(nóng)業(yè)大學(xué)、中科院地理所等開(kāi)展“人工林經(jīng)營(yíng)野外實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)”建設(shè)，牽頭6個(gè)國(guó)家站開(kāi)展“南方低效人工林固碳增匯技術(shù)示范研究”，指導(dǎo)浙江、江西、湖南等地實(shí)現(xiàn)了低效人工林的質(zhì)量提升。