目标树经营在近自然林业中的应用

冯有胜,吴 荣，潘亮亮，黄 浩

(1.安徽省安庆市怀宁县林业局，安徽 怀宁 246100；2.合肥四环林业勘察设计咨询有限公司，安徽 合肥 230000)

近自然林业的应用是将森林结构与森林自我保存相结合，在遵循自然条件下模仿自然、接近自然的一种森林经营活动，这种经营活动涵盖了林业生产和森林生态保护。不同地区的本源树种并不一定回归原始森林类型，而是通过林分建立、森林抚育、采伐更新的方式促进森林群落向“潜在的自然植被”靠近，在保护、合理利用的同时，使得立地和森林群落达到动态平衡的森林经营管理模式。

早期资本主义兴起阶段，欧洲各国大规模砍伐森林收获木材，在破坏了原有的森林后，形成了大面积的天然次生林。19世纪中叶，德国人在砍伐了这些低质矮林和中林后，大范围营造生长快、木材收益高的针叶纯林。大量种植针叶纯林虽然缓解了森林面积减少的情况，但也使得一些新的生态性及经营性问题出现，其中包括人工林的物种丰富度降低、稳定性差、生态功能下降，同时，人工林虽然生长迅速，但对土地地力消耗巨大，很难保持林木长时间持续发展。这一系列的问题引起了德国林学家们的反思和探索，1898年德国科学家Gayor率先提出“接近自然的林业理论”，该理论强调让森林生态系统的自身规律得到尊重，并将生产和生态的可持续有机地结合起来[1]。

20世纪中后期，“近自然林业”经营理念开始得到推广，其中“适树、混交、异龄、择伐”是近自然经营理论的主要特征[2]。德国从上世纪90年代开始大力推行近自然林业经营方法，特别是在20世纪90年代初期发生的严重暴风雪灾后，林业部门开始趋向制定混交林为主的发展模式。目前近自然林业的思想已逐渐为当今世界许多国家和地区的林业相关方面专家所接受，得到民众的支持和认可。我国早在1989年，邵青还[3]就发表了大量中欧各国特别是德国的“近自然林业”的技术政策、技术路线和恢复天然林等措施的文章。引入“近自然林业”理论，并将其与走森林质量发展道路的中国林业相结合，服务于中国经济社会发展的总体要求。

1 近自然林业

1.1 近自然林业的特征

近自然林业是一种接近自然、模仿自然，同时还兼顾林业生产与生态保护为一体的森林经营模式[4]。“接近自然”是指在森林经营过程中突出本地区主要群落本源树种的适应性表现，为了达到森林生态系统的动态平衡，采用林分建立、抚育、采伐、补植等方式激发潜在自然植被的形成，促使林分在接近自然状态下自发生产，同时达到森林生态系统的动态平衡。“近自然林业”的特征主要包括“适树、混交、异龄、择伐”，目的是使不同起源的林分达到树种结构和树龄结构与立地相适应的自然选择下的森林结构。这种经营模式基于生态学角度，从整体出发，将经营可持续性、物种多样性相结合，最终形成持久旺盛的生态系统；将生态与经济有机地融合，利用森林生态系统潜在的自然特性，确保立地与森林动态稳定并贴近自然的一种森林经营管理模式[5]。

1.2 近自然林业遵循的原则

1.2.1自然更新

近自然的森林营造和森林经营必是以尊重自然力和现有生境条件下的天然更新为前提，同时遵循与立地相适应构建森林林分结构。林分结构将决定森林的稳定性，森林生态系统越稳定就越接近自然状态，森林也就更加健康、更加持续。森林在保证自身健康和稳定发展的前提下，掌握立地原生植被分布和天然演替规律，森林才能持续经营，林业产品才能被永续利用，综合效益才能得到最大潜力地发挥。同时在维持原有环境条件下，避免以皆伐为主的主伐方式，采用单株择伐为主的采伐方式[6]。

1.2.2因地适树

“因地适树”是指根据自然立地条件和天然植被分布规律发现的潜在天然植被类型，并在现有立地条件下通过选择或培育适宜乡土树种的过程。近自然林业在树种选择上因对外来树种保持警惕，优先选择乡土树种，虽然外来树种可以因其速生等特性带来一定的短期经济效益，但外来树种会给土壤和生物多样性等方面带来破坏，并有可能造成难以修复的生态破坏。因此，在近自然经营体系下应增加以本地适宜的乡土树种为主的自然生态群落，在降低外来树种对生态环境影响的风险的同时保护原生生物多样性。

1.2.3森林结构

异龄混交林能维持生态系统的稳定[7]。同样，针阔混交可提高森林生产力、丰富森林结构，其动植物组成更丰富、美学价值和森林旅游价值更高，其抵御不同灾害种类的能力也相应增强。同时提高阔叶树种混交比例，其落叶能为林地提供更多的腐殖质肥料。在混交林的形成过程中，如果无人为干扰，将逐渐形成由少数优势树种组成的简单林分，并不可避免地走向退化，构成为碳源。

1.2.4森林经营

森林经营是一种提高森林产量和质量的一类生产活动的总称，在近自然森林经营的思想中，森林经营过程中并未增加过多的人为经营活动，主要还是依靠自然力进行更新。森林经营在生态学的基础上解决森林相关的种种矛盾，包括恢复森林、保护森林资源、促进森林生长等方面。在确定好目标树后，采取一系列必要措施促进目标树的生长，如单株抚育管理和择伐利用的原则，保证优势树种在林分结构中处于上层。在现有树种中选择出足够的保留木或目标树，不合适的树种要更换或补植优质树种；把纯林引向混交林；通过疏伐建立更新层；林分抚育，如修枝、施肥、病虫和灾害防治等，最终将提高木材经营质量和森林的综合效益。

2 目标树经营

目标树经营是一种通过降低邻木冠层竞争、增加目标树生长空间来提高单株木质量的营林技术，可以看作是一种特殊的疏伐或抚育间伐[8]。

在具有充足的目的树种基础上，选择那些具有培育前景的单株树木，在树木发育的各个阶段，为其创造相应的有利于生长的环境，如伐除干扰树。干扰树可能是非目的树种，也可能是目的树种，但其将会影响目标树生长。目标树周边的下木，包括灌木等，如果影响到目标树发育，也要清理。次级目标树在生长前期并不影响目标树的生长，后期影响时再砍除。但对于次级目标树的选择和保留要遵循“增值资源”的原则。

2.1 目标树的选择标准

目标树的选择依赖于经营目标的不同。原则上，即使有多株长势优良的目的树种生长在一起，也只能选择一株作为目标树。但有时也会出现2～3株目标树在一起的情况，若这几株目标树的树冠均能够各自向外围扩展，且不影响主干的生长，可以2～3株群团状保留(即次级目标树的保留)。目标树的选择主要考虑包括树种、起源、树冠级、树干质量、活力和风险以及立地质量在内的主要特征，这些特征是区分目标树的主要因素。在目标树明确后，将以目标树为核心进行人工经营。凡影响目标树生长的其他林木均应伐除，但在幼龄阶段对目标树生长影响不大的次级目标树幼树可以保留，从而减少抚育间伐强度，同时支持目标树的生长，待后期产生影响时再砍除，这样还可以多出产木材。

2.2 目标树的选择时机

选择目标树的选择时机可以划分为两个阶段，第一个阶段是修枝，第二个阶段是疏伐。在修枝阶段，幼林林分达到一定密度时，便能促进自然整枝，当自然整枝效果不良则需要采取人工修枝措施。在疏伐阶段，应进行目标树标记，后期进行定期疏伐，为目标树释放生长空间，最终达到促进目标树树冠和直径生长的目的。

2.3 目标树的密度控制

目标树的密度指的是林分中每公顷目标树保留的株数。目标树的经营是以培育多功能森林和高价值经济林、用材林为核心目标，同时兼顾生态与社会双重效益。确定目标树经营密度的基本原则是尽量忽略目标树的分布，考虑上层林冠的林木，目标树的间距大致是以“目标树胸径×(20～25)”的原则选择(不同树种倍数不同，具体株数由结构和演替阶段确定)。其中可以提高幼龄林分的目标树(包括次级目标树)密度，在后期通过疏伐逐渐去除次级目标树。

2.4 修枝

树冠是林木进行光合作用和呼吸作用等一系列生理活动的主要部位，而人工修枝技术作为一项无节良材的培育措施，其开始时间是修枝技术的一个关键因素[9]。通常以林分郁闭、树冠下层出现枯枝时即为林木开始修枝的年龄标志。通过合理修枝达到清除冠下濒死、死亡分枝以及生长活性较弱的活枝的目的，同时增加了林下透光度，加速林分内部空气流通，减少木材的死节和活节，增加木材中的无节部分，提高木材质量，优化树体结构，提高养分利用效率，从而促进林木健康生长。

2.5 采伐

目标树经营的核心是以目标树培育为重点，以采伐干扰树为手段，以实现林地综合效益为目的的新型森林集约经营方法。通过合理的干扰树采伐强度、适宜的干扰树伐除时间，根据目标树的生长特征以及所处立地条件综合考虑，确保经营活动保持目标树的长期、稳定、快速生长，最终实现林地收益最大化。

3 目标树经营体系在近自然林业中的应用

目标树经营是近自然林业经营中的一项重要内容，随着森林价值观的改变，森林经营模式也发生了变化，传统经营模式已逐渐转变为充分考虑森林多重效能的近自然经营模式。不论是天然林、次生林、人工林，其经营方式均离不开生态学的原理。森林的稳定并持续地发展必须在树种和树龄的合理结构的前提下进行，这样才将收获经济和生态双重价值[10]。同时也能在较少的森林经营投入下获取较大的木材产量[11]。

3.1 目标树单株经营

近自然林业主要是以目标树的单株经营为目的进行的经营措施，通过合理的目标树直径、目标树经营密度，掌握干扰树(或次级目标树)对目标树生长的影响，最终能够以较低的生产成本获取高价值木材。

3.2 目标树的保留空间

根据林分分类原则所确立的目标树作为目标树经营的研究对象。其中林木空间、林地透光和林木竞争情况是目标树经营中空间保留的决定性因素。将林分中长势稳定的目的树种及其生产力发挥重要作用的目的树种作为目标树；将不利于目标树生长、或显著影响林分卫生条件的林木称为干扰木；将有利于提高森林生物多样性、保护珍稀濒危物种、改善森林空间结构、保护和改良土壤等功能的林木称为辅助树。次级目标树虽然不是经营的主要对象，但对目标树的生长几乎不产生影响，可以允许次级目标树的存在。通过砍伐干扰木，保留一定辅助树和次级目标树，遵循“增值资源”的原则，待到其对目标树生长产生影响时再砍伐，可以提高木材收益。

3.3 目标树修枝

通常树冠下层出现枯枝且林分郁闭时即为林木开始修枝的年龄。人工修枝技术作为一项无节良材的培育措施，能有效提高木材质量[12]。人工修枝在林木中幼龄阶段进行，目的是减少树节数量，加大树干饱满度，培育通直优质木材，提高木材质量。

人工修枝的开始时间主要以胸径为标准来确定，只有在科学合理的时间开始修枝才能达到减少树节的目的。修枝时间越早，产生节子就越小且修剪伤口闭合越快。一般以林分郁闭且目标树未发生自然整枝作为开始修枝的起始年龄。但对于立地条件良好、林木长势较快的地区，应适当提早修枝的开始时间，反之应推迟。原则上，从第一次修枝开始，以后每次修枝高度逐渐上升。其中修剪树枝应越小越好，优先切除很粗且很陡的树枝，即使这些树枝处在树冠较高的位置。

3.4 干扰木伐除

目标树经营的核心是以目标树为重点，以采伐干扰木为手段，实现林地综合管理的经营方式。合理的干扰木采伐强度和伐除时间应根据目标树的生长特性和所处的立地条件综合考虑，最终保持目标树的长期、稳定、快速生长，实现林地收益最大化。

通过调整伐，去除低劣树和贬值资源(随着年龄增长，林木材质和生态功能下降的林木资源)。依林分不同情况，调整伐包括密度调整伐(疏伐、生长伐)。

3.5 目标树收获伐

目标树的收获时间原则上按照目标胸径大小来确定，一般情况下大径阶木材的市场价格较高。除了大径阶之外，木材市场行情(直径需求)也会影响收获伐的时间，也受不同径阶市场需求量差别的影响。但目标树的收获时间不应太晚，过熟林木易受腐朽或其他病害的影响而降低木材的市场价格。

3.6 人工辅助天然更新

对于达到需要更新的林分，一般采用林下清灌、破土增温等办法人工辅助更新。在这里并不赞成全面清林，一是全面清林的成本很高，二是会造成地力衰退。在欧洲通常是有选择地清林，促进林分在不同时段更新，获得多层级更新层。森林如果无目的树种的更新层，大树砍伐后最终就会退为稀树草原。针对不同植被促进更新层的手段不同，最基本的是开林窗和抑灌，使阳光能够投射到地面，帮助土壤内的种子萌发。其中林下透光是出现更新的必要条件，疏开下灌层以便种子萌发和幼树生长，期间还需清理下灌层或折干抑灌；对于绝对失去更新能力的地段采取人工植苗更新。

4 建立目标树经营的优势

近自然经营有4个基本原则：(1)所选择的保留木或目标树应以乡土高价值树种为主，只要建立起目标树作业体系，就是建立起了森林经营可持续性的框架；(2)所培育的林分结构应稳定、健康，能够利用自然力实现正向演替，这就意味着森林生态系统具备了质量持续提高的阶段；(3)尽可能借助自然力，人工投入低且自然增值大；(4)目标树的培育即可满足对优质大径材的需要，又可通过疏伐非目标树得到中间收益。

5 目标树经营影响分析

通过研究目标树生长过程，针对物种间的竞争关系和林木间个体差异，实施单株作业法进行效果分析，系统地探索人工林目标树经营理论和实践体系，为实现人工林近自然经营提供技术支撑。

近自然林业中森林物种多样性是维持森林生态平衡的主导因素之一。而目前大面积营造的人工纯林由于林分结构单一，导致生物多样性降低，生态系统能量物质循环受阻，生态功能减退，因此，恢复、改善纯林结构和功能尤为重要。

5.1 空间结构影响分析

目标树经营体系遵循近自然森林经营的原理进行林木分类，选定目标树，伐除干扰树，从而达到优化森林空间结构的目的。经目标树抚育采伐后，目标树空间结构单元内的物种隔离程度进一步提高，林下光照条件有所改善，目标树的竞争压力得以减小，林木空间分布格局总体上得到优化。尤其是在透光方面，抚育采伐将对改善空间结构单元内的透光条件产生较为明显的积极作用，因此，抚育采伐对目标树产生积极影响的可能性更大。

5.2 垂直结构影响分析

林分垂直结构是林分某个特定阶段各物种对复杂生境适应性的垂直分化特征，随着林龄的增加，在不同生长阶段的垂直结构将会发生变化[13]。在林分垂直结构上，各林层对处于不同间伐强度下的响应也存在一定的区别，间伐上层林可降低林木之间的竞争，间伐强度的增大导致树冠光竞争高度增大，其中单木直径和材积生长率均显著高于中林层和下层林，同样，胸径和蓄积量也显著高于其他林层。

通过间伐，上层林木之间的竞争得到降低，不同间伐强度将导致林分中不同垂直结构的竞争。中等间伐强度将导致树冠的光竞争高度增加，其单木的直径和材积生长率均显著高于中林层和下林层，从而导致平均胸径和蓄积量也明显高于其他林层。中林层的单木直径和材积生长率在各间伐强度下并无显著差异，这是由于中林层的发展与抚育强度和上层林的生长动态紧密相关。因此，上林层对林分树种组成和蓄积量等结构特征起着关键性作用[14]。因此，在垂直结构上，上林层除了起到遮荫、庇护母树作用外，同时还影响着光照资源的分配，这样位于中林层的喜光阔叶树种的生长受到抑制，却为遮荫树种提供更多的生长空间，从而提高中林层蓄积的比例。间伐对下层林木的直径和材积生长起到抑制作用，尤其是在中等间伐强度下更为明显。

目标树经营的核心是单株重点经营，其中林木个体大小差异是目标树经营的基础[15]，其目的是在较短时间内培育出质量较高的木材，通过目标树作业方式能够增加重点单株的生长空间和营养供给，从而促进树木的高生长和径生长，最终达到调高林分质量和蓄积量的目的。