湖南森林恢复与发展项目经营模式设计

廖 科, 管远保, 胡道连, 陶 冀, 冯湘兰, 刘建聪

(湖南省林业调查规划设计院， 湖南 长沙 410007)

湖南森林恢复与发展项目经营模式设计

廖 科, 管远保, 胡道连, 陶 冀, 冯湘兰, 刘建聪

(湖南省林业调查规划设计院， 湖南 长沙 410007)

为恢复雪灾受损森林资源，提高湖南森林生态系统对气候灾害的适应性和抗逆性，在世界银行贷款湖南森林恢复与发展项目支持下，以发挥森林生态效益为目标、以多功能森林经营为指导思想、以近自然经营技术为实现途径，考虑林分现状和适地适树原则，提出了以造林恢复经营、补植和天然更新等为手段相结合的8种森林经营模式，以增加树种多样性、改善林分结构，充分发挥森林的多功能效应。旨在为保障湖南国土生态安全，促进绿色湖南建设，以及应对全球气候变化和增加森林碳汇贡献力量。

森林恢复与发展； 生态功能； 抗逆性； 森林经营模式； 世界银行贷款； 湖南

2008 年年初我国南方遭受的大范围持续低温雨雪冰冻灾害给森林资源造成了重大损失[1-2]。湖南省122个县(市、区)的林业普遍受灾，森林生态系统破坏严重。其中：177个国有林场、99个国有苗圃、114个森工企业和采育场、12个国家级自然保护区、33个国家森林公园、274个木材检查站受灾严重，林业直接经济损失165亿元，林区受灾人口达923.6万人，受害的森林占全省森林蓄积量的35.28%和面积的43.19%。受灾范围内的大部分林分(特别是纯林)严重腰折、翻蔸、断梢、冻死，爆裂(竹林)或劈裂(经济林)以及折枝，致使有林地变为疏林地或无林地、经济林地变为无林地、未成林造林地变为无林地，资源环境与生态恶化，水土流失进一步加剧。恢复并发展因罕见雨雪冰灾天气而严重受损的森林资源，促进湖南省森林生态系统的重建势在必行。在这场雨雪冰冻灾害中，不同树种、不同造林方式、不同森林经营模式对极端恶劣天气的敏感程度有很大差异，受灾程度很不一样。调查发现，纯林比混交林受灾严重，针叶树比阔叶树受灾严重，外来树种比乡土树种受灾严重，单层林分比复层林分受灾严重，过度利用比正常利用的受灾严重。这说明，过去在重视造林速度的同时，对造林质量和森林结构重视不够；在重视森林经济功能的同时，对森林生态功能还重视得不够；在重视外来树种的同时，对乡土树种还重视得不够。因此，建立新的森林经营模式，增强森林的适应性和抗逆性已成为当务之急。 灾害后三年来的观察证明，由于种源或传种机制缺失，林地通过自然更新而恢复的比例很小；由于缺少森林的环境支撑作用，受害地区发生其他自然灾害的风险在提高，土地退化和在上一个层次的陆地生态系统退化在加剧。为了减缓和消除这些不利因素，把受灾地区的林地或森林在提高其稳定性和活力的目标下进行恢复或改造，是湖南林业发展的当务之急，是推动生态建设的重要途径。

1 项目区森林资源及生态功能特点

世界银行贷款湖南森林恢复与发展项目(以下简称“世行项目”)涉及湖南省22个县(市、区)，主要分布于全省的东南部、西北部和中北部地区。其中分布于东南部的有郴州市的资兴市、苏仙区、永兴县、桂阳县、汝城县、桂东县、安仁县，衡阳市的衡南县、常宁市、耒阳市，永州市的双牌县、金洞管理区。该区域是湘江上游，是湖南“母亲河”湘江重要的水源涵养地，其区域内森林植被恢复的主要方向是建设水源涵养林，保护湘江流域的生态安全，维护生物多样性；分布于西北部的有怀化市的沅陵县、麻阳县，湘西自治州的泸溪县，常德市的鼎城区和桃源县。该区域地处雪峰山与武陵山余脉交汇处，是湘西山地向洞庭湖平原的过渡地带，沅水穿境而过，部分县是湖南水土流失严重地区之一，土壤侵蚀模数每年在5000t/km2左右，局部地区每年达10000t/km2，其区域内森林植被恢复的主要方向是建设水土保持林，以确保沅水全流域和洞庭湖区的生态安全；分布于中北部的有长沙市的宁乡县，株洲市的醴陵市，岳阳市的岳阳县、平江县和邵阳市的新邵县。该区域位于全国资源节约型和环境友好型社会建设综合配套改革试验区内及周边，人口稠密、经济发展迅速，其区域内森林植被恢复的主要方向是加强矿山、石漠化地区的植被保护与恢复，建立城市生态景观林，为“环长株潭”城市群提供生态屏障。

2 设计指导思想

2.1以发挥森林生态效益为目标

根据世行项目提出的“以可持续森林经营生态效益为主导、探索新型森林经营模式、恢复损毁森林资源、提高森林生态系统适应能力、促进生态建设发展”总体目标，“以生态效益为主的多功能森林经营”为指导思想，提出森林恢复经营模式，通过设计和经营混交异龄林分，考虑长期森林经营目标，从速生树种向地带型顶级群落树种导向经营，通过 提高林木的径级水平和提高森林活立木蓄积量来提高森林稳定性和生态服务功能[3-4]，并利用树种的不同特性实现多功能生态林目标。

2.2以多功能森林经营为指导思想

发挥森林生态效益的目标可以通过多功能森林经营途径得以实现[5-7]。多功能经营就是认识和应用森林与生俱来的多种功能和效用，并在项目的经营模式设计中得到表达和应用。如其目标，一方面是提高森林应对灾害的适应性和抗性，造林模型和树种选择就应针对目前主要的自然灾害，体现其相应的功能如抗低温和雪灾，耐干旱、贫瘠土地等；另一方面是改善生态功能，造林模型和树种选择就应明确针对目前项目区的主要生态问题[8-9]，体现其相应模型对其生态问题的治理功能，如森林碳汇、涵养水源、防治水土流失、美化景观等功能；并确定项目实施的主要区域。

2.3以近自然经营技术为实现途径

近自然森林经营是一种以森林生态系统的稳定性、多样性和多功能性的分析为基础、以整个森林的生命周期为时间设计单元、充分利用与森林相关的各种自然力、以目标树为核心的抚育间伐和更新择伐，并以促进天然更新为主要更新方式的森林经营模式[10-11]。近自然经营的基本特征是培育“近自然森林”——一种结合了人的愿望和自然可能的、主要由乡土树种组成的、具有混交复层和异龄结构的森林[12]。近自然经营通过不断优化森林组成结构和生长演替过程的各项经营活动，在实现近自然林的过程中实现持续的林分覆盖和与此相关的森林生态、文化和经济服务功能。

3 设计原则

3.1垂直带分级和土壤类型

海拔400m以下的区域是速生阔叶林、湿地松与常绿阔叶树混交林的范畴。

400～800m海拔带内适用大部分针阔混交林，谨慎使用落叶阔叶树种。

海拔800m以上区域应谨慎使用马尾松和部分常绿速生的阔叶树种，针叶树以杉木和落叶松为主，落叶阔叶树种可广泛适用。

避免在紫色砂岩的立地上种植杉木林，避免柏木科树种在非石灰岩的立地上种植。

3.2坡度级限制

森林经营强度主要由坡度决定，在坡度25°以下的区域可经营周期长的大径级混交林，可以是针叶树与软阔叶树的混交林，也可以是针叶-硬阔叶树混交林，特殊情况下可以培育阔叶珍贵树种混交林，关键在于大径级林木的培育。坡度在25～35°间的地段以高比例阔叶树的针阔混交林或阔叶林经营为主。坡度在35°以上的地段不得选为新造培育项目区。

3.3坡位限制

在同一个坡度级内，一般沟谷和山麓地带的水分和土层厚度均高于山坡和山脊地段，基于此，可设计不同的经营模式，在山脊、山坡、山麓、沟谷不同地段，因地制宜、适地适树，设计不同的经营模型，形成立体植物带和“两坡加一沟” 的自然景观。

3.4目标胸径下限规定

森林中大径级林木是森林经营目标的主要承载体，从森林建群开始计算，只有不足初始林木株数20%的优势林木能生长到树高基本停止的极限高度，这时的优势木胸径范围即可认为是大径级范围，即近自然经营技术体系中定义的“目标胸径”。由于森林的生态效益是与林木持续生长和林分蓄积量呈正相关的，所以通过各种技术可能把部分林木培育到目标胸径的水平，这就意味着实现了最大化的森林生态环境及生产服务的功能。因此，建议世行项目和湖南省培育大径混交林的基本径级限制指标为针叶树更新成熟的目标胸径不低于35cm、软阔叶树不低于45cm、硬阔叶树不低于55cm。由于区域、树种和立地的差异，同一个经营模式在不同地段达到目标胸径的时间可能会有不同，所以更新采伐不规定严格的时间周期，而是由确定的保留木是否达到目标胸径的下限来决定，并建议在更新采伐时保留45株/hm2左右的优势木作为下种母树，采用人工促进天然更新方法更新，以保证基本的生态功能能够持续维护。

4 森林经营模式设计

由于立地环境和具体地段对森林功能要求不同，一个森林经营模式下可能需再划分出不同的林分模式来导向具体的森林经营活动。林分模式是在一个森林经营模型内根据立地和功能要求差异而设计的、与特定立地和树种组成相关的、经营目标和培育方法长期稳定的具体林分实施模式[13-14]。一个具体的林分模式设计由三个部分构成，即目标林相、当前作业措施和生命周期经营计划设计等三个方面的内容。所有模式的根本目标都是要实现可自我更新的恒续林，项目的经营施工设计应该包括立地适应的树种选择、适应林地现有林木格局和天然更新状况的可变株行距或群团状补植设计，以充分利用现有的林木和天然更新格局形成近自然状态的森林。

经过详细的实地考察、召开专题座谈会研究等，世行项目森林经营模式设计为8个，包括4个造林恢复经营模式、2个补植促进恢复经营模式、1个竹乔混交林经营模式和1个促进天然更新的恢复经营模式。

4.1造林恢复经营模式

4.1.1 针叶树+一般阔叶树造林经营模式 该模式选择的针叶树种主要为杉木、马尾松、湿地松等，选择的一般阔叶树种为枫香、木荷、檫木、栎类、南酸枣等，其目标功能主要是抗低温和雪灾，防治水土流失，马尾松、湿地松等还具有耐干旱、贫瘠的功能；目标林相是有杉木(马尾松)、檫木、枫香、栎类等构成的复层混交林，目标胸径45cm，林下具有群团状幼苗幼树天然更新层；主要布局于湘南、湘北和湘西北区域。

在400m以上垂直带(湿地松除外)，中高海拔段的山麓、下部，选择Ⅰ级苗实生苗，采用小块状混交造林，初植密度1667株/hm2；按目标树单株抚育作业体系经营，目标胸径45cm，培育周期30年以上。选择目标树后，每10年一次进行促进目标树生长的抚育采伐，直到达到目标胸径的林木出现为一个经营周期，当第一个经营期出现以后，如果主林层优势树种依然是杉木等针叶树种，则按照前25年的经营方式作业；如果主林层优势树种杉木过熟林出现退化现象，则后期改变目标林相，以软阔叶树为目标林相，目标胸径50cm，且林下具有群团状幼苗幼树天然更新层。

4.1.2 针叶树+珍贵阔叶树造林经营模式 该模式选择的针叶树种主要为杉木、马尾松、柏木、落叶松等，选择的珍贵阔叶树种为楠木、鹅掌楸、榉木、樟树、南方红豆杉等，其目标功能主要是抗低温和雪灾，防治水土流失，涵养水源，马尾松、柏木等还具有耐干旱、贫瘠等功能，落叶松能适应于湘西北高寒地区；其目标林相是有杉木(马尾松)、楠木、鹅掌楸、栎类等构成的复层混交林，目标胸径45cm，林下具有群团状幼苗幼树天然更新层；主要布局于湘南、湘北和湘西北区域。

属于这个经营模式类型的可以是适应于地处高海拔但水分条件较好的山麓地段现有退化杉木林分，或中低海拔地段立地条件较好的受损马尾松林分，通过针叶树种与珍贵阔叶树混交造林恢复生态系统，同时有长期珍贵树种培育的森林文化服务的功能[15-16]。其中香樟、柏木等珍贵树种的栽培和文化承载历史悠久。如柏木耐寒、耐旱、耐瘠薄，成活期多可超过千年，是在困难立地上生态恢复使用的优良树种，也是传统的多功能高价值树种。

在400m以上垂直带，中高海拔坡中上部，选择Ⅰ级苗实生苗，采用小块状混交造林，初植密度1667株/hm2；通过将杉木等针叶树种小块状混交优良树种桢楠和鹅掌楸等两个顶级群落树种，使林地逐步向珍贵乡土阔叶林的方向经营。按目标树单株抚育作业体系经营，目标胸径45cm，培育周期30年以上，选择目标树后，每10年一次进行促进目标树生长的抚育采伐，直到达到目标胸径的林木出现为一个经营周期，当第一个经营期出现以后，如果主林层优势树种依然是杉木，则按照前25年的经营方式作业；如果主林层优势树种杉木过熟林出现退化现象，则后期改变目标林相，以硬阔叶树为目标林相，目标胸径60cm，且林下具有群团状幼苗幼树天然更新层。

4.1.3 阔叶树混交林造林经营模式 该模式选择的树种主要有枫香、木荷、木莲等软阔叶树或桦木、青冈、香樟等硬阔叶树，其目标功能主要是耐干旱、贫瘠，涵养水源；其目标林相是枫香、栾树等乡土阔叶树构成的混交林或单一乡土树种的阔叶林等几个林分模式；主要布局于湘西北、湘南和湘北的低海拔区域。

属于这个经营模式类型的可以是适应于坡度较大土壤瘠薄立地下的现有受害林地，特别是在多代连作针叶纯林或是存在立地退化迹象的地段，有必要使用这个经营模式来克服生态系统的脆弱特征，起到长期森林生态系统稳定和正向发展的功效。

可在低海拔山麓、下部，在退化的杉木、马尾松立地上更换目的树种为阔叶树主导的恢复经营类型。选用枫香等软阔叶树或桦木、香樟等硬阔叶树为建群种，搭配木荷、木莲等阔叶树种，密度为1110株/hm2，保留少量天然更新的其他阔叶树为伴生种经营的近自然森林，软阔叶树采用速生阔叶林作业法为森林的生命周期经营计划，目标胸径为50cm；硬阔叶树采用慢生阔叶林作业法为森林的生命周期经营计划，目标胸径为60cm。这个类型可灵活应用到小片状的地段，通过大径级林木培育和持续的森林覆盖途径，既实现了生态恢复目标，又可以满足部分生产用材林和改善经济收益的要求，还具有改善立地条件和景观游憩的服务功能。

4.1.4 珍贵高价值阔叶树造林经营模式 该模式选择的树种主要为黄檀、楠木、甜槠等，其目标功能主要是耐干旱、贫瘠，涵养水源；目标林相是有优良树种黄檀、楠木和其他阔叶树构成的复层混交林，目标胸径50cm，林下具有群团状幼苗幼树天然更新层；主要布局于湘南区域。

在800m以下垂直带，背风向阳、水肥条件好、红壤立地，坡度大于25°的受害林，阔叶树存在的地区，保留和促进其他寄生或伴生的阔叶树种，通过小块状混交优良树种黄檀、楠木等树种，密度为1110株/hm2，按目标树单株抚育作业体系经营，目标胸径50cm，培育周期30年以上，选择目标树后，每10年一次进行促进目标树生长的抚育采伐，直到达到目标胸径的林木出现为一个经营周期。这3个树种是这个地段适生的树种，具有良好的早期耐荫性和强大的后续生长能力，可生长到30m高，是用于退化林地改造的首选树种，可使林地逐步向珍贵乡土阔叶林的方向经营，促进森林文化恢复发展。前提是立地等级较好，才能尽快实现优良材培育目标。

4.2补植促进恢复经营模式

补植促进恢复经营模式的对象是受损林分已经存在的800～1200株/hm2需天然更新的幼苗幼树。这样的林地中已经出现萌生的杉木和天然下种实生的油桐幼树，这些幼苗幼树可以经过间株定株去弱留强和选优、割灌、修水肥坑等抚育措施改进条件而加速幼树生长，在天然更新不足的地段可采用群团状或小片状补植造林措施，即可使林地得到快速恢复和质量进步。这就是“天然更新抚育+补植作业”经营模式的基本内涵。

4.2.1 针叶树+一般阔叶树经营模式 该模式选择的补植树种为枫香、木荷、檫木、栎类、南酸枣等，其目标功能主要是抗低温和雪灾，防治水土流失；目标林相是有杉木(马尾松)、檫木、枫香、栎类构成的复层混交林，目标胸径50cm，林下具有群团状幼苗幼树天然更新层；主要布局于湘南、湘西北区域。

在400m以上垂直带，高海拔区域、贫瘠-中等立地，选择天然更新良好的杉木退化的地段，林分存在800～1200株的天然更新幼苗幼树。通过小片状林下补植优良树种檫木、枫香和栎类3个顶级群落树种而导向经营，补植原有密度的10%～50%苗木，按目标树单株抚育作业体系经营，目标胸径50cm，培育周期30年以上，选择目标树后，每10年一次进行促进目标树生长的抚育采伐，直到达到目标胸径的林木出现为一个经营周期；使林地逐步向乡土阔叶林的方向经营。

4.2.2 针叶树+珍贵阔叶树经营模式 该模式选择的补植树种主要为桢楠、鹅掌楸、香樟等，其目标功能主要是抗低温和雪灾，防治水土流失；目标林相是有杉木(马尾松)、桢楠、鹅掌楸、栎类构成的复层混交林，目标胸径60cm，林下具有群团状幼苗幼树天然更新层；主要布局于湘南和湘西北区域。

在400m以上垂直带，高海拔区域、优良立地，选择天然更新良好的杉木退化的地段， 林分存在800～1200株的天然更新幼苗幼树，通过小片状林下补植优良树种桢楠和鹅掌楸2个顶级群落树种而导向经营，补植原有密度的10%～50%苗木；按目标树单株抚育作业体系经营，目标胸径60cm，培育周期40年以上，选择目标树后，每10年一次进行促进目标树生长的抚育采伐，直到达到目标胸径的林木出现为一个经营周期；使林地逐步向珍贵乡土阔叶林的方向经营。

4.3竹乔混交林经营模式

该模式选择的补植树种为南方红豆杉、木荷等，其目标功能是提高竹林抗低温和雪压的能力、防治水土流失；目标林相是有竹、阔混交的复层林；主要布局于湘北和湘南区域。

在受冰灾严重、土层薄、坡度大、有滑坡和水土流失风险的竹林，改造当前竹林向竹-阔混交林导向经营，补植中、阴性乔木树种，补植75～150株/hm2(5%～10%左右)，形成支撑木，提高竹林抗雪压、抗冰冻的能力。

4.4人工促进天然更新恢复经营模式

其目标功能主要是涵养水源、改良土壤；目标林相是有针阔构成的复层混交林，目标胸径45cm，林下具有群团状幼苗幼树天然更新层；主要布局于湘北、湘西北、湘南的高海拔区域。

在高海拔、立地条件瘠薄、坡度较大地段，天然更新幼树大于1000株/hm2，识别出有价值的幼树幼苗，采取劈除多余萌芽条、割除缠藤、割除上方或侧方遮阴的灌木和杂草、在幼树根部做一个反坡向的鱼鳞坑并尽可能采集堆入周边枯落物来改善幼苗、幼树根部的水肥状态，并对林中空地坚持适地、适树原则进行补植阔叶树种，补植10%～30%的苗木，使林地逐步向乡土阔叶林的方向经营。

5 讨论

气候变化是国际社会普遍关心的重大全球性问题。2009年9月22日，胡锦涛主席在联合国气候变化峰会上，向世界庄严承诺：今后中国将进一步把应对气候变化纳入经济社会发展规划，并继续采取强有力的措施，大力增加森林碳汇，争取到2020年我国森林面积比2005年增加4000万hm2，森林蓄积量比2005年增加13亿m3，这是国家交给林业部门的一项既光荣又艰巨的战略任务。本文提出的世行项目8种森林经营模式，着力于应对全球气候变化和增加森林碳汇，提高森林的稳定性和抗逆性，阻止因冰雪灾害所引起的森林退化，进一步改善森林生态系统结构，提高森林质量和抗逆性，为保障湖南省的国土生态安全，促进绿色湖南建设，更好地发挥森林的生态服务功能。

致谢：此文得到中国林科院陆元昌教授悉心指导，在此表示衷心感谢！

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(文字编校：龚玉子)

TheforestmanagementmodelsofHunanForestRehabilitationandDevelopmentProject

LIAO Ke， GUAN Yuanbao， HU Daolian， TAO Ji， FENG Xianglan， LIU Jiancong

(Hunan Institute for Forestry Investigation and Designing, Changsha 410007, China)

With the purposes of recovery of forest resources damaged in blizzard, and improvement of the adaptability and resistance to the climate disasters of Hunan forest ecosystem, under the support by World Bank Loan-Hunan Forest Rehabilitation and Development Project, by taking the multifunctional forest management as guiding ideology, the close-to-natural technique as approach, and the consideration of stand status and site adaptation as principle, to propose 8 forest management models combining of forest restoration management, enrichment planting and natural generation as means of increasing tree species biodiversity, improving stand structure, giving full play to forest multifunctional effect. In order to protect the land ecological security in Hunan, promote the construction of “Green Hunan”, as well as to make the contribution to the global climate change and forest carbon sequestration.

forest rehabilitation and development; ecological funciton; resistance; forest management model; world bank loan; Hunan Province

2012-12-10

2013-01-20

世界银行贷款湖南森林恢复与发展项目8215-CN

廖 科(1981-)，男，湖南省长沙市人，生态学硕士，从事林业调查规划工作。

S 757

A

1003-5710(2013)02-0047-05

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2013. 02. 013