金殿林場低產(chǎn)低效林分改造研究

劉代億，趙航文，楊 峰，曾 琳，張雁輝，任仕偉，李 彬，李云東

(1. 云南森林自然中心，云南 昆明 650224； 2. 云南省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，云南 昆明 650224； 3. 中國科學(xué)院昆明動物研究所，云南 昆明 650223)

低產(chǎn)低效林改造是培育森林的重要措施之一，也是林業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分，同時也是提高森林質(zhì)量、改善生態(tài)環(huán)境的最佳良策，其目的是使現(xiàn)有低產(chǎn)低效林分通過改造培育達(dá)到經(jīng)營效益合理、保持水土以及提高其綜合效能[1]。低產(chǎn)低效林改造技術(shù)的研究工作一直是國內(nèi)外比較重視的問題，但由于各國森林資源差異，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度和工業(yè)化水平不一致，以及對森林價值取向的不同，其改造技術(shù)也有不同的發(fā)展途徑。在美國、瑞典、日本等國，一般是通過皆伐后用人工更新的改造方式，采取集約經(jīng)營培育速生豐產(chǎn)林。國內(nèi)對低產(chǎn)林改造工作的研究開始于20世紀(jì)50年代末期，生產(chǎn)部門也對次生林改造進(jìn)行過大量的生產(chǎn)實踐，取得了積極的效果[2-8]。本文以金殿林場為探討對象，根據(jù)林場森林資源現(xiàn)狀和經(jīng)營管理情況，客觀分析和探討低產(chǎn)低效林產(chǎn)生的原因，期望找到一條適宜林場低產(chǎn)低效林改造的有效途徑和措施，為林場今后的林業(yè)生產(chǎn)工作提供指導(dǎo)意見和建議，對林場科學(xué)經(jīng)營國有森林資源具有重要現(xiàn)實意義。

1 改造區(qū)域概況

1.1 林場基本概況

金殿林場，始建于1956年，前身為方旺林場金殿營林區(qū)[9]，是一個集“云南森林自然中心”“云南省野生動植物救護(hù)繁育中心”“云南金殿國家森林公園”為一體的多功能生態(tài)公益型林場，也是云南省林業(yè)和草原局直管的唯一國有林場。林場為正處級公益一類事業(yè)單位，核定編制81人，現(xiàn)有在職職工69人。林場地處昆明市東北近郊，地跨雙龍、龍泉、茨壩、滇源4個街道辦事處，地理位置為東經(jīng)102°43′～102°53′，北緯25°04′～25°11′?，F(xiàn)管護(hù)有雙乳山、園寶山、平頂山、長蟲山、石關(guān)、摩天嶺、三尖山7個林區(qū)，土地總面積1 801.0 hm2[10]。

1.2 森林資源現(xiàn)狀

根據(jù)2019年森林資源監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，林場土地總面積1 801.0 hm2，其中：林業(yè)用地面積1 739.37 hm2，占96.6%；非林業(yè)用地地面積61.63 hm2，占3.4%。森林面積1 515.67 hm2，活立木總蓄積量157 420 m3，森林覆蓋率84.2%，林木綠化率84.6%。生態(tài)公益林與商品林比重為6∶4，天然林與人工林比重為2∶8，針葉林與闊葉林比重為7∶3，純林與混交林比重為8∶2。

1.3 存在的主要問題

1)林分密度過大，林木良莠不齊。林場區(qū)域內(nèi)云南松(Pinusyunnanensis)、華山松(P.armandii)、圓柏(Sabinachinensis)、圣誕樹(Acaciadealbata)等林分密度過大，部分小班林分密度超4 500株/hm2，在有限的空間內(nèi)競爭養(yǎng)分，單株林木分配的營養(yǎng)不足，導(dǎo)致林木生長不良。加之密度過大，林木自然競爭激烈易導(dǎo)致林內(nèi)枯死林木較多，易滋生林業(yè)有害生物，不利于林木的健康生長。

2)災(zāi)害林木多，健康等級低?，F(xiàn)有圣誕樹人工純林321.9 hm2，占21.2%，占比較大。加之，圣誕樹抗旱性和抗寒性較差，尤其2010、2015、2016年發(fā)生歷史罕見的洪澇災(zāi)害及雨雪冰凍災(zāi)害，造成大面積的圣誕樹折斷、凍害、枯死，且枯死、病害林木易滋生林業(yè)有害生物，存在潛在的生物安全。

3)珍稀樹種較少，生物多樣性低。林內(nèi)喬木由華山松、云南松、柏木、桉樹等樹種構(gòu)成，珍稀樹種較少，樹種結(jié)構(gòu)單一，層次結(jié)構(gòu)簡單。同時，林內(nèi)常綠樹種主要以針葉樹種為主，闊葉樹種比重小，且圣誕樹、桉樹等樹種對林下植被具有一定破壞性，灌木層以薔薇植物為主，草本層以紫莖澤蘭為主，林下植物種類稀少，生物多樣性低。

4)林相層次不齊，缺乏景觀價值。現(xiàn)有林分多為人工起源的針葉樹純林，年齡以中齡林、近熟林為主，結(jié)構(gòu)層次欠佳，對森林整體效能的發(fā)揮具有一定局限性。同時，針闊混交林比例較小，喬木層較為發(fā)達(dá)，易導(dǎo)致灌木層和草本層植被單一，甚至缺失，林相層次參差不齊，缺少季相變化，景觀效果較差。

2 低產(chǎn)低效林形成原因分析

2.1 樹種選擇不當(dāng)，自然災(zāi)害頻發(fā)

林場地處低緯度高海拔地區(qū)，受季風(fēng)和海拔影響，年降雨量分布不均，旱澇、風(fēng)害、凍害等自然災(zāi)害頻繁，樹種選擇顯得尤為重要。由于過去為建設(shè)生物隔離帶引進(jìn)圣誕樹，營造了大面積純林，卻忽略了對造林地自然屬性和造林樹種生物學(xué)特性的研究，尤其缺乏對圣誕樹抗旱性、抗寒性的深入研究，造成因旱澇、凍害等自然災(zāi)害導(dǎo)致大面積圣誕樹死亡，這是低產(chǎn)低效林形成的主要原因，且受害林木易滋生林業(yè)有害生物，存在潛在的生物安全隱患。此外，由于圣誕樹天然更新能力極強(qiáng)，受害林木死亡后為幼樹更新提供了生長空間，快速更新的幼樹很快就搶占了其他樹種的營養(yǎng)空間，若不及時清除，種植的其他樹種也難以成活、成林，甚至可能造成更新造林徒勞。

2.2 栽培樹種配置不當(dāng)，造林密度過大

由于林場地處昆明市城市面山，地理位置特殊，當(dāng)時為盡快將荒山綠化起來，大面積栽植圣誕樹、柏樹、云南松、華山松等純林，短期對荒山的綠化效果較為明顯，也充分發(fā)揮了昆明城市面山綠化和生態(tài)建設(shè)的重要作用，生態(tài)和社會效益較為顯著。但從長遠(yuǎn)來看，大面積的營造純林，種植樹種單一，且林分結(jié)構(gòu)簡單，存在諸多問題和不足，這為林業(yè)有害生物發(fā)生埋下了隱患，這是造成林場森林總體質(zhì)量不高的主要原因，也是低產(chǎn)低效林形成的主要原因之一。同時，當(dāng)時為確保造林成活率，種植密度甚至超過4 500株/hm2，雖然達(dá)到了綠化目的，但密度過大造成林木在有限的空間競爭營養(yǎng)，生長極易受到限制，且由于林木競爭造成林內(nèi)植被大量枯死，具有潛在森林火災(zāi)、林業(yè)有害生物安全隱患。

2.3 政策體制限制較大，經(jīng)營管理措施未跟上

森林撫育在森林的生長發(fā)育過程中占有舉足輕重的作用，實施撫育間伐是提高林木生長的有效經(jīng)營措施。根據(jù)林場資源現(xiàn)狀調(diào)查顯示，存在大面積密度過大的云南松、華山松、圣誕樹、柏木、桉樹等林分，按照森林經(jīng)營管理技術(shù)要求，急需對密度過大林分進(jìn)行撫育間伐、森林改造等經(jīng)營措施，但由于現(xiàn)行林業(yè)政策和林場區(qū)位特殊性限制，撫育措施未能及時跟上，未能對符合撫育間伐的林分全面撫育到位。雖然林場對密度過大林分進(jìn)行了多次撫育，但由于現(xiàn)行林業(yè)政策撫育強(qiáng)度的限制，間伐強(qiáng)度還未達(dá)到最佳，林木分化現(xiàn)象嚴(yán)重，這也是林場低產(chǎn)低效林產(chǎn)生的原因之一。

3 低產(chǎn)低效林改造措施

3.1 調(diào)整林分密度，提高林木生長營養(yǎng)空間

調(diào)整林分密度是提高林木生長營養(yǎng)空間的有效措施，而撫育間伐又是調(diào)整林分密度的最直接手段。對現(xiàn)有林分密度過大的華山松、云南松林分宜采取撫育間伐措施降低林分密度，提高林木生長營養(yǎng)空間，從而提高林分生長率。首先，應(yīng)根據(jù)培育目的控制好間伐強(qiáng)度，克服因間伐強(qiáng)度過大造成“開天窗”現(xiàn)象，若培育以生態(tài)效益為主的生態(tài)林，宜保留1 500～1 800株/hm2；若要培育大徑材用材林，宜保留750～1 200株/hm2。其次，間伐時應(yīng)堅持“間密留勻、去劣留優(yōu)”和“宜采則采、宜留則留”的原則，堅決禁止“拔大毛”式的撫育間伐。此外，間伐時除清除間伐活立木外，還應(yīng)清除枯立木、風(fēng)倒木和病蟲木等不利于林內(nèi)衛(wèi)生的林木，以及劣質(zhì)林木、畸形木、長勢衰弱林木、下層林木等，為保留林木提供較好的水、肥、光照條件；同時還需清除間伐木的枝埡、梢頭、伐樁等采伐剩余物，為保留林木生長提供良好的衛(wèi)生條件，減少林業(yè)有害生物滋生和繁衍的場所。

3.2 調(diào)整林分結(jié)構(gòu)，提高林分穩(wěn)定性和景觀效果

調(diào)整林分結(jié)構(gòu)是林分改造最常見的技術(shù)措施，可通過樹種結(jié)構(gòu)調(diào)整來改變現(xiàn)有林分結(jié)構(gòu)。林場大部分低產(chǎn)低效林分多為圣誕樹、桉樹、柏木等林分，可通過樹種更替種植營造針闊混交林，從而調(diào)整樹種結(jié)構(gòu)和林分層次結(jié)構(gòu)，以提高林分的抗逆性和生產(chǎn)力。改造時，應(yīng)根據(jù)不同樹種采取不同的改造方法：(1)對于柏木低產(chǎn)低效林分，可采用帶狀改造逐步替換種植其他樹種，宜選擇種植旱冬瓜(Alnusnepalensis)、麻櫟(Quercusacutissima)、球花石楠(Photiniaglomerata)等鄉(xiāng)土闊葉樹種，與原生植被形成針闊混交林；(2)對于圣誕樹、桉樹低產(chǎn)低效林分，宜采取全面皆伐后替換種植其他樹種，強(qiáng)調(diào)鄉(xiāng)土樹種的應(yīng)用，選擇具有觀賞價值、經(jīng)濟(jì)價值和地方特色的樹種，同時充分考慮喬木與灌木樹種、觀花與觀葉樹種、針葉與闊葉樹種的合理配置，逐步提高林分的穩(wěn)定性和景觀效果，從而增加林場森林資源的生態(tài)和社會價值。

3.3 實行補(bǔ)植補(bǔ)造，提高現(xiàn)有林地利用率

對林內(nèi)存在“天窗”現(xiàn)象的林分和郁閉度低于0.3的針葉疏林，可在林中空地種植麻櫟、清香木、旱冬瓜、滇樸、欒樹等闊葉樹種，與原生植被形成針闊混交林，提高林地利用率，從而增加單位面積林地生產(chǎn)力；增加針闊混交林比重，改善林分結(jié)構(gòu)，從而提高林分的抗逆性，降低林業(yè)有害生物和森林火災(zāi)的發(fā)生率。補(bǔ)植時，應(yīng)伐除原有生長不良的林木，保護(hù)好原有的喬木、灌木樹種和草本植物，根據(jù)原有林木的分布格局定位開穴，采取成行或成團(tuán)栽植等補(bǔ)植方式，對于山頂、山脊等土壤瘠薄的地塊，因地制宜，宜喬則喬、宜灌則灌，喬木、灌木樹種合理配植，灌木樹種可選擇杜鵑(Rhododendronsimsii)、楊梅(Myricarubra)、山茶(Camelliajaponica)、紅花檵木(Loropetalumchinense)、小葉黃楊(Buxussinica)等。

3.4 實施封山育林，解決造林困難地塊綠化難題

鑒于多次造林失敗經(jīng)驗教訓(xùn)，對石關(guān)、摩天嶺、三尖山林區(qū)地勢陡峭、土壤貧瘠的造林困難地塊建議實施封山育林措施，充分利用森林的自我更新能力逐步恢復(fù)成林。實施封山育林時，應(yīng)堅持“天然更新為主，人工下種為輔”的原則，充分貫徹近自然林業(yè)經(jīng)營理念，保護(hù)好天然更新能力極強(qiáng)的旱冬瓜、云南松等母樹和原生灌木、草本植被，通過育喬、保灌、護(hù)草等措施，促進(jìn)群落的進(jìn)展演替，逐步恢復(fù)為一個完整的森林生態(tài)系統(tǒng)。根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，通過封育成長起來的林分多為混交復(fù)層，林分結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，防護(hù)抗災(zāi)能力較強(qiáng)。因此，在林業(yè)生產(chǎn)實際工作中，因地制宜選擇適宜的經(jīng)營措施顯得尤為重要，切忌盲目實施人工造林，實踐證明實施封山育林可以有效解決造林困難地塊綠化難題。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

1)通過查閱林場資源檔案，結(jié)合資源現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果，客觀分析得出金殿林場低產(chǎn)低效林形成的原因主要是栽培樹種選擇不當(dāng)、自然災(zāi)害頻發(fā)，栽培樹種配置不當(dāng)、種植密度過大，政策體制限制較大、造林后經(jīng)營管理措施不到位等。結(jié)合林場生產(chǎn)工作實際，有針對性地提出：調(diào)整林分密度，提高林木生長營養(yǎng)空間；調(diào)整林分結(jié)構(gòu)，提高林分穩(wěn)定性和景觀效果；實行補(bǔ)植補(bǔ)造，提高林地利用率；實施封山育林，解決困難地塊綠化難題等4條改造措施，為今后林場林業(yè)生產(chǎn)工作提供一定的指導(dǎo)建議。

2)林分改造時，應(yīng)以近自然林業(yè)經(jīng)營理念為指導(dǎo)，以變低效為高效、變純林為混交林、變疏林為密林、變單層林為復(fù)層林，改低產(chǎn)為高產(chǎn)、改劣質(zhì)為優(yōu)質(zhì)的“四變兩改”為改造目標(biāo)，因地制宜，選擇適宜的改造方法和措施，逐步改善林木生長環(huán)境和整體林相，不斷提高現(xiàn)有群落進(jìn)展演替的速度，進(jìn)一步豐富林場區(qū)域物種多樣性，逐步增強(qiáng)森林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，最大地發(fā)揮森林的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會效益，從而提高林場森林資源整體質(zhì)量。

3)林分改造時，樹種選擇是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，樹種選擇正確與否事關(guān)整個改造工作的成敗。根據(jù)林場功能定位和發(fā)展方向，結(jié)合樹種生物學(xué)特性，探究篩選出適宜金殿林場的造林樹種37個，其中，喬木闊葉樹種(24個)：球花石楠、云南擬單性木蘭(Parakmeriayunnanensis)、高大含笑(Micheliagigantea)、晚春含笑(Micheliafigo)、大花衛(wèi)矛(Euonymusgrandiflorus)、香油果(Linderacommunis)、小果冬青(Ilexmicrococca)、厚皮香(Ternstroemiagymnanthera)、銀杏(Ginkgobiloba)、麻櫟、旱冬瓜、滇樸(Celtistetrandra)、香樟(Cinnamomumcamphora)、欒樹(Koelreuteriapaniculata)、清香木(Pistaciaweinmannifolia)、白玉蘭(Micheliaalba)、紅花木蓮(Manglietiainsignis)、黃連木(Pistaciachinensis)、元寶楓(Acertruncatum)、垂絲海棠(Malus halliana)、馬櫻花(Rhododendrondelavayi)、紫薇(Lagerstroemiaindica)、紅梅(Prunusmume)、紅楓(Acerpalmatum)；喬木針葉樹種(3個)：滇油杉、云南松、華山松；灌木樹種(10個)：高山杜鵑(Rhododendronlapponicum)、山茶、紅葉石楠(Photiniafraseri)、紅花檵木、月季(Rosachinensis)、花椒(Zanthoxylumbungeanum)、小葉黃楊、小葉女貞(Ligustrumquihoui)、矮楊梅，為今后林場林業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營樹種選擇提供參考和借鑒。

4.2 討論

低產(chǎn)低效林改造是提高森林整體質(zhì)量、改善森林景觀效果、完善生態(tài)系統(tǒng)的有效手段之一，也是林業(yè)生產(chǎn)建設(shè)中的一項重要工作，盡管目前國內(nèi)外對低效林改造已開展了很多研究和實踐工作，但改造工作涉及技術(shù)、政策、資金等諸多方面的問題和障礙。在實際工作中，林業(yè)主管部門和經(jīng)營單位要著力處理好政策、技術(shù)、資金3個方面的問題。

4.2.1政策方面

低產(chǎn)低效林改造的一個瓶頸是受現(xiàn)行林業(yè)政策限制，致使很多急需改造的林分不能及時進(jìn)行改造。

1)受林木采伐限額的限制：由于采伐限額指標(biāo)是以5年為一個規(guī)劃期，一次性下達(dá)了5年期間的年度采伐限額指標(biāo)，且年度采伐限額指標(biāo)不能跨年度使用，易造成年度限額指標(biāo)不夠或浪費現(xiàn)象，特別是遇到突發(fā)自然災(zāi)害影響形成的低產(chǎn)低效林分，由于限額指標(biāo)限制很難及時進(jìn)行改造。

2)受其他管理政策的限制：金殿林場是一個集國家森林公園、自然保護(hù)地、天保工程區(qū)為一體的綜合性林場，在實際生產(chǎn)經(jīng)營活動中，既要考慮林場的實際發(fā)展需要，又要考慮國家森林公園、自然保護(hù)地、天保工程區(qū)等政策管理要求，生產(chǎn)經(jīng)營活動受限較大，特別是對低效防護(hù)林改造的限制更大、要求更嚴(yán)，很難從林業(yè)發(fā)展的實際需要進(jìn)行改造，急需各級林業(yè)主管部門在政策上進(jìn)行調(diào)整。

4.2.2技術(shù)方面

1)林分結(jié)構(gòu)問題：從實踐經(jīng)驗來看，樹種選擇不當(dāng)是林場低產(chǎn)低效林形成的主要原因，究其原因就是沒有堅持好“適地適樹”原則，大面積營造華山松、柏木、桉樹、圣誕樹等純林，樹種結(jié)構(gòu)單一和林分結(jié)構(gòu)層次簡單，林分穩(wěn)定性差。因此，低效林改造過程中應(yīng)避免大面積種植單一樹種，應(yīng)著力營造針闊混交林、喬灌草復(fù)層林，逐步改善林分結(jié)構(gòu)，提高林分穩(wěn)定性；同時適當(dāng)配植一定面積的觀花、觀葉樹種，逐步提高林分的景觀效果和價值。

2)經(jīng)營水平問題：低產(chǎn)低效林改造工作是一項復(fù)雜的林業(yè)系統(tǒng)工程，涉及成因分析、類型劃分和改造方式選擇、種苗選擇與種植技術(shù)、造林后撫育管理等一系列環(huán)節(jié)，盡管目前國內(nèi)很多林業(yè)工作者進(jìn)行了大量改造實踐工作，也總結(jié)推廣了很多技術(shù)措施和經(jīng)驗，但改造技術(shù)措施多以撫育管理、結(jié)構(gòu)調(diào)整等為主，而結(jié)構(gòu)調(diào)整又主要以樹種替換種植為主，針對不同類型的低產(chǎn)低效林提出具有較強(qiáng)針對性的改造技術(shù)和模式還十分有限，這就需要林業(yè)工作者長期探索和研究，不斷總結(jié)實踐經(jīng)驗，并積極推廣應(yīng)用到實際生產(chǎn)工作，避免改造工作徒勞。

4.2.3資金方面

撫育管理未能及時跟上是產(chǎn)生低產(chǎn)低效林的重要原因，長期以來重栽培輕管理，造林后的撫育工作常被忽視，主要是經(jīng)費投入嚴(yán)重不足所致。加之，改造工程存在工作量大、任務(wù)重、改造成本高等問題，當(dāng)?shù)卣土謽I(yè)部門沒有將低產(chǎn)低效林改造納入專項投入總體規(guī)劃，缺少長期性經(jīng)費投入。雖然云南省林草主管部門對金殿林場生產(chǎn)經(jīng)營活動給予大力支持，也安排了諸如森林撫育、森林質(zhì)量提升改造等項目資金，但經(jīng)費投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實際工作需要，改造的積極性不高。同時，金殿林場屬于公益性一類事業(yè)單位，但財政仍執(zhí)行差額撥款，經(jīng)費嚴(yán)重短缺，自身無力解決森林改造和后期撫育經(jīng)費投入，致使很多急需改造或撫育的林分未能實施。對此，當(dāng)?shù)卣椭鞴懿块T應(yīng)拓寬投資渠道，加大資金投入力度，對生態(tài)性低效林可通過生態(tài)補(bǔ)償?shù)男问綄Φ托Я指脑熳⑷胭Y金，對商品性低產(chǎn)林可通過林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展資金注入或吸納社會資金等方式進(jìn)行改造試點。