鐘祥市盤石嶺林場近自然森林經(jīng)營模式研究

陳興國，陳明泉，陳興紅，高 濤，周 瑜，史 帥,徐 敏，郭詩宇

(1.湖北省鐘祥市盤石嶺林場，湖北 鐘祥 431900；湖北省林業(yè)局外資辦，湖北 武漢 430079；湖北生態(tài)工程職業(yè)技術學院，湖北 武漢 430200)

1 引言

2021年3月5日國務院《政府工作報告》明確提出，要扎實做好碳達峰、碳中和各項工作，提升生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力，以實際行動為全球應對氣候變化作出應有貢獻。3月15日習近平總書記在主持中央財經(jīng)委員會第九次會議時強調，實現(xiàn)碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革，要把碳達峰、碳中和納入生態(tài)文明建設整體布局，拿出抓鐵有痕的勁頭，如期實現(xiàn)2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標。

做好碳達峰、碳中和工作，除了節(jié)能減排降碳外，通過有效發(fā)揮森林、草原、濕地、海洋、土壤、凍土的固碳作用，提升生態(tài)系統(tǒng)碳匯增量是一個重要途徑。森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，增加森林的碳匯能力尤其重要[1～3]。在我國推進工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的形勢下，通過擴大林業(yè)用地面積增加森林碳匯是不現(xiàn)實的，只有在加速綠化現(xiàn)有荒山、荒坡、荒灘、荒沙增加森林面積的同時，對現(xiàn)有林和新造林實行科學合理的經(jīng)營才是解決之道。

近自然森林經(jīng)營是目前國際公認的科學的森林經(jīng)營方法[4～6]，其主要借助自然的力量同時輔以人工促進的措施，加速森林的自然演替，盡快形成多樹種的復層異齡混交林，從而構建穩(wěn)定、健康、有活力的森林生態(tài)系統(tǒng)。近自然森林經(jīng)營由于森林蓄積增長快、采伐周期長、生物多樣性豐富，從而具有較高的碳匯能力和碳封存能力。國有林場是我國重要的森林資源基地，在林業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著骨干、示范和輻射作用。本文將以鐘祥市盤石嶺林場為例，探討近自然森林經(jīng)營的模式，以期為我國森林可持續(xù)經(jīng)營提供參考和借鑒，為我國碳達峰、碳中和作出貢獻。

2 林場概況與研究方法

2.1 林場概況

鐘祥市盤石嶺林場地處湖北省中部，位于東經(jīng)112°41′30″～112°45′32″，北緯31°07′56″～31°19′51″。東西寬2.3 km，南北長21.9 km，呈狹長帶狀分布，地形以丘陵崗地為主，海拔 49.2～248.4 m，平均坡度 5°～ 25°。屬北亞熱帶季風氣候，年均溫度15.9 ℃，年降雨量1000 mm，無霜期263 d，光照充足。土壤主要是由頁巖、礫巖、砂巖和第四紀粘土母質形成的黃棕壤和黃褐色土。

盤石嶺林場于1956年10月建場，土地總面積4514.63 hm2，其中有林地面積4142.02 hm2，占經(jīng)營總面積的91.7%；活立木總蓄積量39萬m3，森林覆蓋率 92%。盤石嶺林場動植物資源豐富，植物共84科215屬502種。喬木主要有馬尾松(Pinusmassoniana)、濕地松(Pinuselliottii)、火炬松(Pinustaeda)、栓皮櫟(Quercusvariabilis)、麻櫟(Quercusacutissima)、楓香(Liquidambarformosana)等，灌木主要有黃荊(Vitexnegundo)、小果薔薇(Rosacymosa)、美麗胡枝子(Lespedezaformosa)、海金子(Pittosporumillicioides)、野山楂(Crataeguscuneata)、湖北算盤子(Glochidionwilsonii)等，草本主要有五節(jié)芒(iscanthusfloridulus)、白茅(Imperatacylindrica)、知風草(Eragrostisferruginea)、牛筋草(Eleusineindica)、紫花香薷(Elsholtziaargyi)、狼尾草(Pennisetumalopecuroides)等。境內有野生動物128種，主要有野豬(Susscrofa)、草兔(Lepuscapensis)、大山雀(Parusmajor)、灰斑鳩(Treptopeliadecaocto)等。

2.2 研究方法

采用觀察法。首先對照盤石嶺林場二類調查資料，在梳理各小班情況的基礎上，分樹種選擇有代表性的小班進行樣地調查，調查因子包括喬木的樹種名稱、胸徑、樹高、枝下高、冠幅以及灌木、草本的名稱、高度、蓋度等。然后對林分進行分類評估，按類型擬定近自然經(jīng)營措施，并將經(jīng)營措施在林場范圍內組織技術人員進行分析論證。最后按論證意見完善經(jīng)營模式和經(jīng)營措施，并分階段組織實施。

3 主要近自然經(jīng)營模式

3.1 馬尾松林近自然經(jīng)營模式

馬尾松是盤石嶺林場當?shù)氐泥l(xiāng)土樹種，適生范圍廣，但在較為深厚肥沃的土壤上生長良好。20世紀70年代，該場還引進了一批廣東種源的馬尾松，長勢也非常不錯。該場現(xiàn)有馬尾松林760 hm2，主要分為兩種類型：第一種類型是20世紀末跡地更新營造的馬尾松純林，株行距2 m×2 m，林齡20～30 a，胸徑15～18 cm，樹高8～15 m，林分郁閉度0.8～0.9，林內有部分枯死木，主要為松材線蟲疫木，林下天然更新較弱，灌木和草本一般，林分急需疏伐。第二種類型是20世紀70年代和80年代營造的馬尾松純林，進行過撫育間伐，采取的主要是機械疏伐和下層疏伐，去除了枯死木、劣質木和病蟲害木，20世紀末對優(yōu)質木進行過采伐，留下來的主要是被壓木，基因較好，目前林分已經(jīng)分層，上層木為馬尾松，株間距6-10 m，平均胸徑35～40 cm，分布較為均勻，樹冠尚未重疊；中層為天然更新生長起來的馬尾松、栓皮櫟、麻櫟、紅果冬青等樹種，分布不均勻，平均胸徑6～12 cm；下層為灌木和草本，種類較為豐富，這種林分無意中形成了事實上的近自然林，受到德國林業(yè)專家的贊賞。

第一種類型的近自然經(jīng)營措施:①伐除松材線蟲病枯死木，并按規(guī)定處理;②標注目標樹[7～10]。將樹干粗壯通直、冠形良好的樹木選為目標樹并標注(松材線蟲病枯死木周邊的第一圈樹木可能也已感染不得選為目標樹)，目標樹間距在7～8 m，150～200株/hm2;③標注干擾木。對影響目標樹生長的同冠層林木標注為干擾木，通常1株目標樹標注1～2棵干擾木，目標樹的下層林木不作為干擾木;④伐除干擾木，并對林分過密的地方進行適當疏伐，對影響樹木生長的藤蔓進行清理;⑤保護林下天然更新，特別是闊葉樹種或珍貴樹種;⑥5年后，再進行一次目標樹施工作業(yè);⑦對林下天然更新進行適當撫育;⑧逐步將林分導向復層異齡混交林[11,12]。

第二種類型的近自然經(jīng)營措施：①確定第一代目標樹。上層馬尾松已進入近成熟狀態(tài)，分布均勻，間距合理，可全部作為第一代目標樹，無需標注;②確定第二代目標樹?？稍谥辛謱又羞x擇并標注第二代目標樹，選擇標準：一是高質量。包括樹干粗壯、通直，無病蟲害，無機械損傷。二是高活力。樹冠圓滿，葉色正常，生長旺盛。三是高價值。在滿足高質量與高活力的前提下，如果有兩個或多個樹種可供選擇，則選擇木材較為珍貴、樹種較為稀有的樹木。比如要從馬尾松、栓皮櫟、紅果冬青中選擇1株目標樹，則首先排除馬尾松，然后在栓皮櫟和紅果冬青中進行選擇。栓皮櫟材質較好，而紅果冬青較為稀有，如果這片林分中紅果冬青較少，則可選擇紅果冬青作為目標樹；如果這片林分中紅果冬青較多，則可選擇栓皮櫟作為目標樹，但在一個小班中為保持物種多樣性，至少需要選擇1株紅果冬青作為目標樹。第二代目標樹1 hm2標注100株左右，可不追求目標樹的均勻分布;③適時對影響第二代目標樹生長的干擾木進行伐除，并對影響樹木生長的藤蔓進行清理;④如有需要，可對第一代目標樹逐步進行收獲性擇伐;⑤促進并保護天然更新，適時進行撫育。

3.2 火炬松林近自然經(jīng)營模式

火炬松原產(chǎn)于北美東南部，在引種成功的基礎上，盤石嶺林場于2000～2005年大量栽植，現(xiàn)有保存面積2300 hm2，是該場人工造林面積最大的樹種?；鹁嫠汕捌谠谠搱霰憩F(xiàn)良好，生長快，干形直，長勢優(yōu)于鄉(xiāng)土樹種馬尾松，但林齡15 a后進入衰退期，生長緩慢，表現(xiàn)差于馬尾松。現(xiàn)有林分林齡15～20 a，株行距2 m×2 m，平均胸徑12～18 cm，平均樹高8～15 m。在火炬松林分中，目前尚未發(fā)現(xiàn)松材線蟲病感染，但由于初植密度較大，枯死木較多。經(jīng)布設樣地進行調查，枯死木蓄積平均1 hm2達到8.5 m3，最高達16.3 m3，急需進行撫育間伐。另外，火炬松林在2008年和2018年的雨雪冰凍災害中，出現(xiàn)了大量雪折現(xiàn)象，而馬尾松則沒有雪折情況發(fā)生。

鑒于火炬松是外來樹種，林分后期生長不良且容易發(fā)生雪折，近自然經(jīng)營的思路是逐步更換樹種，在10～20年內過渡到以櫟類、馬尾松為主的針闊混交林或以珍貴樹種為主的闊葉混交林。主要措施：①標注目標樹。目標樹間距控制在8 m左右，1 hm2標注150～200株;②采伐干擾木。每株目標樹選擇1～3棵干擾木，采伐強度控制在15%～20%。為避免采伐后林分不穩(wěn)定造成雪折，采伐時間安排在3月上中旬進行;③在采伐空地上適量栽植浙江楠，1 hm2約為200株。浙江楠是珍貴闊葉樹種，與盤石嶺林場近鄰的省太子山林管局1984年從浙江引種栽植，現(xiàn)長勢良好;④保護林地內馬尾松、櫟類、紅果冬青的天然更新，并進行適當撫育;⑤5年后，再進行一次目標樹經(jīng)營，干擾木采伐強度控制在20%左右，在局部可補栽一些浙江楠大苗，1 hm2約為50～100株;⑥再過10～15年，浙江楠、馬尾松、櫟類、紅果冬青將逐步進入主林層，此時可開始選擇并標注第二代目標樹。第二代目標樹以浙江楠為主，適當輔以櫟類和紅果冬青。在濕地松改造過程中，也可以不栽植浙江楠，而是選擇點播橡子，從而形成以櫟類為主的闊葉混交林或針闊混交林。

3.3 松櫟混交林近自然經(jīng)營模式

松櫟混交林中的松樹主要是馬尾松、櫟類主要是栓皮櫟和麻櫟，林內還有少量紅果冬青、楓香、化香和柏木。松櫟混交林的主林層主要是馬尾松，占70%左右；櫟類和紅果冬青有部分進入主林層，比例在30%左右。松櫟混交林現(xiàn)有面積850 hm2，主林層的馬尾松平均胸徑16～25 cm，櫟類平均胸徑10～15 cm，紅果冬青平均胸徑15～18 cm。林內馬尾松有松材線蟲病感染的現(xiàn)象。

松櫟混交林的近自然經(jīng)營措施：①伐除松材線蟲病枯死木，并按規(guī)定進行處理;②選擇并標注目標樹。目標樹間距9 m，1 hm2約為150株。目標樹以櫟類為主，適當輔以馬尾松和紅果冬青，目標樹中櫟類和紅果冬青占比70%～80%，馬尾松占比20%～30%。如果櫟類和紅果冬青目標樹數(shù)量足夠多，可不選擇馬尾松作為目標樹;③采伐干擾木。每株目標樹采伐1～2棵干擾木，干擾木主要選擇馬尾松;④對影響樹木生長的藤蔓進行清理，對過密的下木進行適當疏伐，主要采伐馬尾松;⑤第一次采伐5年后和10年后，再分別進行一次目標樹干擾木間伐，將林分逐步過渡到以闊葉樹為主的針闊混交林。

4 結語

盤石嶺林場立地條件較好，現(xiàn)有林分經(jīng)過近自然經(jīng)營，可過渡到多樹種的復層異齡混交林，形成健康穩(wěn)定的森林群落。在現(xiàn)有林分的經(jīng)營中，主要措施是采用目標樹經(jīng)營法。通過目標樹的培育，可盡快形成森林骨架。這些目標樹是森林蓄積量的主體和重要的碳庫，需要長期保留。其他喬木、灌木和草本主要提供生物多樣性，維持自然生態(tài)平衡，同時也起到一定的碳封存作用。盤石嶺林場可在資金、采伐計劃允許的情況下，盡快實施近自然森林經(jīng)營，為碳達峰、碳中和作出貢獻。

在具體實施過程中，要注意以下三點：一是要加強技術培訓。目標樹的選擇、干擾木的采伐都有較高的技術含量，需提前對管理人員、技術人員和施工人員進行技術講解和操作培訓，避免慣性思維按老辦法進行作業(yè)。二是要及時完善方案。每片森林都有其特殊性，在施工過程中如果發(fā)現(xiàn)某個小班無法套用設計的經(jīng)營措施，要及時進行研究并補充完善技術方案。三是要開展成效監(jiān)測[13～15]。施工過程中要合理布設作業(yè)樣地和對照樣地對經(jīng)營成效進行監(jiān)測，包括間伐強度多大合適，目標樹是均勻分布好還是群團狀分布好等。